在pcb板上沉铜的方法

在pcb板上沉铜的方法
【专利摘要】本发明涉及PCB板的制造领域，尤其涉及一种在PCB板上沉铜的方法，包括活化工序，所述活化工序包括在不同活化缸内进行的第一次活化和第二次活化，且第二次活化缸的活化强度小于第一次活化缸的活化强度。首先，第一活化起到主力活化的作用，基本满足活化孔壁的效果；第二次活化起到辅助或补充活化的作用，由于第二次活化缸的活化强度相对较低，活化液可以更容易地进入孔内，并对孔壁进行更有效、更充分的活化，在一定程度上较好地弥补了第一次活化可能留下的缺陷，使孔内薄铜、无铜现象出现的几率大大降低。
【专利说明】在PCB板上沉铜的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及PCB板的制造领域，尤其涉及一种在PCB板上沉铜的方法。

【背景技术】
[0002] 化学镀铜（Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH)是一种自 身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子，通常 用的是金属钯粒子，铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属 铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
[0003] 化学镀铜在PCB板制造业中得到了广泛的应用，较为典型的应用是PCB板的孔金 属化，孔金属化的目的使孔壁上的非导体部分的树脂及玻璃束进行金属化，以进行后来的 电镀铜制程，完成足够导电及焊接的金属孔壁。现有技术中PCB板孔化工艺流程如下：在 PCB板上钻孔一磨板去毛刺一上板一溶涨一水洗一去钻污(清洁处理)一水洗一中和一水洗 -除油整孔一水洗一微蚀(化学粗化）一水洗一预浸处理一活化钯(胶体钯）活化处理一水 洗一解胶处理(加速）一水洗一沉铜一水洗一下板。
[0004] 钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，在沉铜工艺中，钯的成本占据沉 铜工艺80%左右的成本，在很多工厂，钯的主要消耗不是吸附在PCB板上的必要消耗，而是 PCB板的带出消耗，一些生产厂家通过降低活化缸内的活化钯浓度、延长活化钯换缸时间 以及延长PCB板在活化缸的滴液时间来降低钯的消耗，但这些方法在一定程度上对PCB板 的品质提出了挑战。降低活化缸内的活化钯浓度容易导致活化强度不足，不能保证整个孔 壁的活化效果，容易形成背光不良，长时间不换缸会导致缸内的活化液老化，溶液悬浮杂质 多，沉铜后的孔表面粗糙及甚至孔内无铜，过多延长在活化缸的滴液时间可能会导致活化 钯被氧化，对后面的沉铜工序造成不良影响，孔内无铜或薄铜几率上升。


【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种可以提高沉铜质量、降低活化钯消耗的在PCB板上沉 铜的方法。
[0006] 本发明是这样实现的：一种在PCB板上沉铜的方法，包括活化工序，所述活化工序 包括在不同活化缸内进行的第一次活化和第二次活化，且第二次活化缸的活化强度小于第 一次活化缸的活化强度。
[0007] 优选的，所述第一次活化缸的活化强度为80-100%，第二次活化缸的活化强度为 40-60%。
[0008] 优选的，第一次活化时间为3-5分钟，第二次活化时间为3-5分钟。
[0009] 优选的，第一次活化后的滴液时间为0-5秒，第二次活化后的滴液时间为10-15 秒。
[0010] 优选的，在活化工序之前还包括：磨板、上板、溶涨、水洗、去钻污、水洗、中和、水 洗、除油整孔、水洗、微蚀、水洗、预浸工序，在活化工序之后还包括：水洗、解胶、水洗、沉铜、 水洗、下板工序。
[0011] 优选的，在活化工序和解胶工序之间的水洗工序中，水洗时间为1-2分钟。
[0012] 优选的，所述活化工序还包括在第三活化缸内进行的第三次活化，且第三次活化 缸的活化强度小于第二次活化缸的活化强度。
[0013] 优选的，所述第一次活化缸的活化强度为80-100%，第二次活化缸的活化强度为 60%-80%，第三次活化缸的活化强度为40-60%。
[0014] 优选的，第一次活化时间为3-5分钟，第二次活化时间为3-5分钟，第三次活化时 间为3-5分钟。
[0015] 优选的，第一次活化后的滴液时间为0-5秒，第二次活化后的滴液时间为0-5秒， 第三次活化后的滴液时间为10-15秒。
[0016] 在PCB板制造【技术领域】，活化缸的活化作用主要依赖钯离子的浓度，为了更方便 地获得钯离子的浓度，人们使用紫外分光光度计化验，把钯离子的浓度转换为活化强度。
[0017] 本发明的有益效果为：本发明在PCB板上沉铜的方法在活化工序中采用了二次活 化，并且第二次活化缸的活化强度小于第一次活化缸的活化强度，首先，在活化强度相对较 高(钯离子的浓度较高）的第一活化缸中完成第一次活化钯(胶体钯）沉积，起到主力活化的 作用，基本满足活化孔壁的效果；在活化强度相对较低的第二次活化缸中完成第二次活化 钯沉积，起到辅助或补充活化的作用，众所周知，活化缸内活化液的浓度越高，其表面张力 越大，越不容易贯穿进入PCB板的孔内，进入孔内后流动能力也较弱，反之活化缸内活化液 的浓度越低，其表面张力越小，越容易贯穿进入PCB板的孔内，进入孔内后流动能力较强。 本发明充分利用了活化液的特性，由于第二次活化缸的活化强度相对较低，活化液可以更 容易地进入孔内，并对孔壁进行更有效、更充分的活化，在一定程度上较好地弥补了第一次 活化可能留下的缺陷，使孔内薄铜、无铜现象出现的几率大大降低。
[0018] 另外，同样由于第二次活化缸的活化强度相对较低，所以钯的带出消耗也少，不但 可以降低生成成本，还可以有效降低随后水洗工序的压力，减少对水洗槽内水的污染，进而 减少对环境的污染；又由于第一次活化缸的活化强度相对较高，被挂篮及PCB板带出的活 化液进入第二次活化缸，可以作为第二次活化缸的活化液补充，使活化钯直接再利用，达到 双重节约活化钯的目的，同时第一次活化缸和第二次活化缸的使用寿命也延长了。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 图1是本发明所述在PCB板上沉铜的方法实施例一的流程图；
[0020] 图2是现有技术中采用一次活化与本发明采用二次活化方案活化缸寿命期间内 孔内无铜的缺陷率对比图；
[0021] 图3是本发明所述在PCB板上沉铜的方法实施例二的流程图。

【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0023] 本发明公开一种在PCB板上沉铜的方法，包括活化工序，所述活化工序包括在不 同活化缸内进行的第一次活化和第二次活化，且第二次活化缸的活化强度小于第一次活化 缸的活化强度。
[0024] 本发明在PCB板上沉铜的方法在活化工序中采用了二次活化，并且第二次活化缸 的活化强度小于第一次活化缸的活化强度，首先，在活化强度相对较高(钯离子的浓度较 高）的第一活化缸中完成第一次活化钯(胶体钯）沉积，起到主力活化的作用，基本满足活化 孔壁的效果；在活化强度相对较低的第二次活化缸中完成第二次活化钯沉积，起到辅助或 补充活化的作用，众所周知，活化缸内活化液的浓度越高，其表面张力越大，越不容易贯穿 进入PCB板的孔内，进入孔内后流动能力也较弱，反之活化缸内活化液的浓度越低，其表面 张力越小，越容易贯穿进入PCB板的孔内，进入孔内后流动能力较强。本发明充分利用了活 化液的特性，由于第二次活化缸的活化强度相对较低，活化液可以更容易地进入孔内，并对 孔壁进行更有效、更充分的活化，在一定程度上较好地弥补了第一次活化可能留下的缺陷， 使孔内薄铜、无铜现象出现的几率大大降低。
[0025] 另外，同样由于第二次活化缸的活化强度相对较低，所以钯的带出消耗也少，不但 可以降低生成成本，还可以有效降低随后水洗工序的压力，减少对水洗槽内水的污染，进而 减少对环境的污染；又由于第一次活化缸的活化强度相对较高，被挂篮及PCB板带出的活 化液进入第二次活化缸，可以作为第二次活化缸的活化液补充，使活化钯直接再利用，达到 双重节约活化钯的目的，同时第一次活化缸和第二次活化缸的使用寿命也被延长了。
[0026] 如图1所示，为本发明所述在PCB板上沉铜的方法实施例一，具体包括以下工序： 磨板一上板一溶涨一水洗一去钻污一水洗一中和一水洗一除油整孔一水洗一微蚀一水洗 -预浸一第一次活化一第二次活化一水洗一解胶一水洗一沉铜一水洗一下板工序。现有技 术中采用一次活化工艺时，活化缸的活化强度一般为100-120%，在本实施中，第一次活化缸 的活化强度为80-100%，第二次活化缸的活化强度为40-60%，第二次活化缸的活化强度小 于第一次活化缸的活化强度，一般情况下，活化液的活化强度不宜太高，否则活化钯的消耗 会明显增加，成本快速上升，本实施例第一次活化缸的活化强度低于现有技术中的活化缸 的活化强度，所以能够节约活化钯，并延长第一次活化缸的换缸时间；第二次活化缸的活化 强度与第一次活化缸的活化强度相差较大，基本只有第一次活化缸的活化强度一半，第一 次活化工序中钯的带出消耗变成了第二次活化缸中钯的补充，源源不断的补充使第二次活 化缸的换缸时间大大延长，实际生产过程的真实数据显示，第一次活化缸的换缸时间至少 延长三个月，第二次活化缸的换缸时间明显大于第一次活化缸的换缸时间。
[0027] 现有技术中采用一次活化工艺时，活化时间一般为5-8分钟，活化时间越长，钯的 消耗越大，本实施例中，第一次活化时间为3-5分钟，第二次活化时间为3-5分钟，所以整个 活化时间与现有技术的活化时间基本持平，并未明显增加。
[0028] 现有技术中采用一次活化工艺时，活化后的滴液时间为20-35秒，之所以采用较 长的滴液时间，主要目的是尽量使被挂篮和PCB板带起的活化液再落回活化缸，以减少钯 的带出消耗，但过多地延长滴液时间可能会导致活化钯被氧化，降低活化效果，对后面的沉 铜工序造成不良影响，孔内无铜或薄铜几率上升。本实施例中，第一次活化后的滴液时间为 0-5秒，第二次活化后的滴液时间为10-15秒，由于第一次活化工序中钯的带出消耗会变成 第二次活化缸中钯的补充，所以第一次活化后的滴液时间可以很短，甚至完全不需要专门 设置滴液时间，由于第二次活化缸的活化强度远远低于现有技术中活化缸的活化强度，钯 的带出消耗相对较小，且活化液的浓度更低，流动性好，可以更快速地滴落，所以需要的滴 液时间明显减少，活化钯被氧化几率降低，活化效果得到有效保证。
[0029] 现有技术中采用一次活化工艺时，在活化工序和解胶工序之间的水洗工序中，水 洗时间一般为2. 5-4. 5分钟，太长的水洗时间会造成活化钯的缓慢破坏，导致活化效果变 差，在本实施例中，水洗时间只需要1-2分钟，由于从第二次活化缸中提出的挂篮及PCB板 件更为清洁，所以在相同的水洗条件下，需要的时间更短，进一步保证活化效果。如图2所 示，为现有技术中采用一次活化与本实施例采用二次活化方案在实际生产中，活化缸寿命 期间内孔内无铜的缺陷率参数对比，可以看出，采用二次活化的方案，活化缸寿命期间内孔 内无铜的缺陷率明显降低。
[0030] 如图3所示，为本发明所述在PCB板上沉铜的方法实施例二，具体包括以下工序： 磨板一上板一溶涨一水洗一去钻污一水洗一中和一水洗一除油整孔一水洗一微蚀一水洗 -预浸一第一次活化一第二次活化一第三次活化一水洗一解胶一水洗一沉铜一水洗一下 板工序。第一次活化缸的活化强度为80-100%，第二次活化缸的活化强度为60-80%，第三次 活化缸的活化强度为40-60%，第二次活化缸的活化强度小于第一次活化缸的活化强度，第 三次活化缸的活化强度小于第二次活化缸的活化强度，本实施例也可以理解为在实施例一 中第一次活化和第二次活化工序之间再加入一次中间活化工序，所以获得的有益效果也基 本相同，由于第一活化缸、第二活化缸和第三活化缸的活化强度过度更加平顺，活化效果更 有保证。
[0031] 在本实施例中，第一次活化时间为3-5分钟，第二次活化时间为3-5分钟，第三次 活化时间为3-5分钟，整体的活化时间稍长，由于上述三次活化是在三个不同活化缸内进 行的，所以只会影响PCB板沉铜的整个周期的长度，不会影响单个PCB板的制造时间。
[0032] 在本实施例中，第一次活化后的滴液时间0-5秒，第二次活化后的滴液时间0-5 秒，第三次活化后的滴液时间10-15秒。由于第一次活化工序中钯的带出消耗会变成第二 次活化缸中钯的补充，第二次活化工序中钯的带出消耗会变成第三次活化缸中钯的补充， 所以第一次活化和第二次活化后的滴液时间可以很短，甚至完全不需要专门设置滴液时 间，第三次活化缸的活化强度远远低于现有技术中活化缸的活化强度，钯的带出消耗相对 较小，且活化液的浓度更低，流动性好，可以更快速地滴落，所以需要的滴液时间明显减少， 活化钯被氧化几率降低，活化效果得到有效保证。
[0033] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种在PCB板上沉铜的方法,包括活化工序，其特征在于，所述活化工序包括在不同 活化缸内进行的第一次活化和第二次活化，且第二次活化缸的活化强度小于第一次活化缸 的活化强度。
2. 根据权利要求1所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，所述第一次活化缸的活化 强度为80-100%，第二次活化缸的活化强度为40-60%。
3. 根据权利要求2所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，第一次活化时间为3-5分 钟，第二次活化时间为3-5分钟。
4. 根据权利要求2所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，第一次活化后的滴液时间 为0-5秒,第二次活化后的滴液时间为10-15秒。
5. 根据权利要求1至4任一项所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，在活化工序之 前还包括：磨板、上板、溶涨、水洗、去钻污、水洗、中和、水洗、除油整孔、水洗、微蚀、水洗、预 浸工序，在活化工序之后还包括：水洗、解胶、水洗、沉铜、水洗、下板工序。
6. 根据权利要求5所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，在活化工序和解胶工序之 间的水洗工序中，水洗时间为1-2分钟。
7. 根据权利要求1所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，所述活化工序还包括在 第三活化缸内进行的第三次活化，且第三次活化缸的活化强度小于第二次活化缸的活化强 度。
8. 根据权利要求7所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，所述第一次活化缸的 活化强度为80-100%，第二次活化缸的活化强度为60%-80%，第三次活化缸的活化强度为 40-60%。
9. 根据权利要求8所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，第一次活化时间为3-5分 钟，第二次活化时间为3-5分钟，第三次活化时间为3-5分钟。
10. 根据权利要求8所述在PCB板上沉铜的方法，其特征在于，第一次活化后的滴液时 间为0-5秒，第二次活化后的滴液时间为0-5秒，第三次活化后的滴液时间为10-15秒。
【文档编号】C23C18/30GK104113989SQ201310134487
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月17日 优先权日:2013年4月17日
【发明者】黄蕾, 沙雷, 陈于春 申请人:深南电路有限公司