一種玻璃布增強ptfe材料高頻板孔化電鍍方法

2023-12-02 04:04:51 1

專利名稱：一種玻璃布增強ptfe材料高頻板孔化電鍍方法
技術領域：
本發明涉及印製電路板製造領域，更具體地說，本發明涉及一種玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法。
背景技術：
為達到印製電路板不同層線路之間的電氣互連及電子元件的安裝要求，在印製電路板鑽孔時需要將孔壁殘留的玻璃纖維等材料去除乾淨以保證孔壁光滑，然後通過化學沉銅的方法將板面及孔壁沉上一層薄薄的化學銅，最後通過電鍍的方法對印製電路板表面及孔壁的銅進行加厚。電鍍後的孔既要求孔銅厚度及孔銅覆蓋完整性達到相關要求，又要求孔壁光滑無結瘤等異物以免影響孔徑及電子元器件的安裝。但是，當印製電路板的材料組成為玻璃布增強PTFE (PolytetrafIuoroethene,聚四氟乙烯)時，現有技術存在下述缺陷:I)含PTFE材料的印製電路板，由於PTFE材料表現出較鬆軟的特性，在常規機械鑽孔時，鑽針切削力不足，無法將孔壁玻璃纖維完全去除乾淨，從而出現孔壁玻璃纖維或纖維束殘留，孔化電鍍後會形成鍍銅結瘤，造成印製電路板孔徑變小或堵孔異常，影響成品板孔徑、外觀及孔壁電氣性能。特別是有元器件安裝孔的印製電路板，會因為孔徑變小元器件無法安裝而導致印製電路板報廢。而且，即使通過綜合優化鑽孔工藝參數(包括鑽針轉速、進/退刀刀速、板子的疊板方式等)，也並不能從根本上解決PTFE材料印製電路板孔壁玻璃布殘留問題，難以完全解決玻璃布增強PTFE材料印製電路板電鍍後的孔壁結瘤問題。2)由於PTFE材料結構(分子結構)的高度對稱性，孔壁PTFE材料的表面能較低，孔壁親水性較差，常規的等離子體活化處理無法保證孔壁沉銅覆蓋的完整性，在沉銅時PTFE材料經常會出現孔壁沉銅不良現象，不能保證電路板各層之間的可靠連接，並因此造成電路板報廢。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠避免電鍍後孔壁出現的結瘤現象以及印製電路板因孔壁沉銅不良出現的可靠性問題的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法。根據本發明，提供了一種玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，包括:第一步驟:用於進行下料，其中配備印製電路板的基板材料，並將基板材料裁切成期望尺寸；第二步驟:用於進行內層圖形製作，其中對基板材料中的多層板的各個內層基材進行電路圖形製作；第三步驟:用於執行層壓，從而將內層圖形單片、半固化片與外層銅箔壓合在一起，形成多層印製電路板整體結構；
第四步驟:用於執行鑽孔，從而在多層印製電路板整體結構的表面鑽出具有期望孔徑的孔；第五步驟:用於去毛刺，其中去除鑽孔後孔口出現的毛刺；第六步驟:用於執行等離子體處理，其中利用電離的氣體產生的自由根和離子，去除內層銅上的膠渣殘留物。第七步驟:用於執行添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理，其中在還原調節劑中加入玻璃蝕刻劑以形成混合溶液，利用混合溶液對多層印製電路板整體結構的孔壁進行處理；第八步驟:用於執行沉銅處理，從而在多層印製電路板整體結構的孔壁沉上一層化學銅；第九步驟:用於執行電鍍處理，其中通過全板電鍍或圖形電鍍的方法使得多層印製電路板整體結構的板面及孔內的銅增厚。優選地，在所述添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，印製電路板在玻璃蝕刻劑溶液中的浸泡時間被控制在3-10分鐘之內。優選地，在所述添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，玻璃蝕刻劑的濃度範圍控制在20-50g/L之內。優選地，在所述添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，玻璃蝕刻劑的溫度控制在20-60°C之內。優選地，多層印製電路板整體結構中的孔的孔徑> 0.25mm，並且多層印製電路板整體結構的板厚≤5mm。優選地，在所述電鍍中，在單層板或多層板的通孔或盲孔孔化的基礎上，使用全板電鍍或圖形電鍍的方法達到板面及孔內銅加厚，以實現電路板層間可靠互連的銅厚要求。在本發明中，在現有鑽孔條件不變的情況下，針對含PTFE材料的印製電路板，在原來等離子體活化處理的基礎上，使用玻璃蝕刻劑溶蝕孔壁殘留的玻璃纖維，同時活化孔壁的PTFE材料，然後再進行孔化電鍍製作，從而保證孔壁沉銅完整，避免電鍍後孔壁出現的結瘤現象以及印製電路板因孔壁沉銅不良出現的可靠性問題。


結合附圖，並通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解並且更容易地理解其伴隨的優點和特徵，其中:圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法的流程圖。需要說明的是，附圖用於說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能並非按比例繪製。並且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
具體實施例方式為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。在本發明中，為了改善孔壁玻璃布殘留造成的鍍銅結瘤問題，可以先採用玻璃蝕刻劑溶蝕孔壁殘留的玻璃布，並對孔壁的PTFE材料有活化作用，再進行孔化電鍍銅製作，從而避免含PTFE材料印製電路板電鍍過程中的孔壁結瘤問題,改善PTFE材料的孔壁沉銅效果。其中，玻璃蝕刻劑是一種可以溶蝕玻璃纖維的溶劑，主要成分為氟化氫銨(NH4HF2)0下面將參考圖1利用優選實施例來具體說明本發明。圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法的流程圖。如圖1所示，根據本發明優選實施例的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法包括:第一步驟S1:用於執行下料，其中配備印製電路板的基板材料，並將基板材料裁切成期望尺寸；第二步驟S2:用於進行內層圖形製作，其中對基板材料中的多層板的各個內層基材(即內層單片)進行電路圖形製作；第三步驟S3:用於進行層壓，從而將內層圖形單片(即，進行電路圖形製作後的內層單片)、半固化片與外層銅箔通過高溫高壓壓合在一起，形成多層印製電路板整體結構；第四步驟S4:用於進行鑽孔，在多層印製電路板整體結構的表面鑽出期望孔徑的孔，以便於後續通過鍍銅來實現印製電路板表面線路、各層內層線路的電氣互連，或是以便於提供工具孔和其它金屬化的安裝孔；第五步驟S5:用於去毛刺，其中去除鑽孔後孔口出現的毛刺；例如毛刺包括:披鋒、板面異物及其他氧化物等；第六步驟S6:用於進行等離子體處理，其中利用電離的氣體產生的自由根和離子，去除內層銅上因鑽頭切削時高溫產生的膠渣殘留物，並且自由根和離子對孔壁有活化作用，有利於改善孔壁沉銅效果；第七步驟S7:用於進行添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理，其中在還原調節劑(例如，採用P-500藥水作為還原調節劑，P-500藥水是一種含有硫酸羥胺的酸性物質，用於印製電路板孔壁的清洗調整，有利於後續孔壁沉銅)中加入玻璃蝕刻劑以形成混合溶液，並利用混合溶液對多層印製電路板整體結構的孔壁進行處理；通過在還原調節劑中加入玻璃蝕刻劑，可以使印製電路板在還原調節劑(例如P-500藥水)清潔孔壁的同時溶蝕孔壁玻璃布殘留物，並對孔壁的PTFE材料進行活化處理，在不增加工藝流程的情況下，改善玻璃布增強PTFE材料印製電路板的孔壁結瘤及孔壁沉銅不良問題；第八步驟S8:用於執行沉銅處理，使孔壁沉上一層薄薄的化學銅；例如可通過氧化還原的方法，在催化劑鈀的幫助下，使孔壁沉上一層薄薄的化學銅，為後續電鍍銅做準備。第九步驟S9:用於執行電鍍處理，通過全板電鍍或圖形電鍍的方法使得板面及孔內的銅增厚；例如，可在單層板或多層板的通孔或盲孔孔化的基礎上，使用全板電鍍或圖形電鍍的方法達到板面及孔內銅加厚的目的，以實現電路板層間可靠的互連。其中，優選地，在等離子體處理中對玻璃布增強PTFE材料的印製電路板進行等離子體處理後，在添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，使用玻璃蝕刻劑對印製電路板的孔壁進行處理，在處理時需控制印製電路板在玻璃蝕刻劑溶液中的浸泡時間，優選地，為了既要完全溶蝕孔壁殘留的玻璃布又不過度溶蝕，浸泡時間控制在3-10分鐘之內。而且，對於含PTFE材料的印製電路板，在添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，在使用玻璃蝕刻劑對孔壁進行處理的過程中，控制溶液中各藥水的濃度、溫度是關鍵，濃度、溫度太高溶解玻璃布的速度過快，容易造成孔壁玻璃布溶解過度，同時也會影響孔壁的沉銅效果；由此，優選地，在添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，玻璃蝕刻劑濃度範圍一般控制在20-50g/L之內，溫度控制在20-60 °C之內。由此，本發明提供了一種改善含PTFE材料印製電路板孔內結瘤及孔壁沉銅不良的工藝方法，其中在印製電路板等離子體處理後，在還原調節劑中加入玻璃蝕刻劑，玻璃蝕刻劑在溶蝕孔壁殘留的玻璃布的同時，對孔壁的PTFE材料起到活化的作用，既可以避免孔壁結瘤又可以保證孔壁沉銅的完整性。此外，在使用玻璃蝕刻劑處理時，溶液濃度、溫度及處理時間對孔壁玻璃布溶蝕速率及PTFE材料活化效果影響較大，發明人通過實驗發現，為保證最佳處理效果，玻璃蝕刻劑濃度控制在20-50g/L，溫度控制在20-60°C之間，處理時間控制在3_10min。並且，在使用玻璃蝕刻劑對孔壁處理時，板厚及孔徑對孔壁處理效果影響較大，如果孔徑過小而厚徑比過大，則會影響玻璃蝕刻劑對孔中間殘留的玻璃布溶解效果及對孔壁的活化效果，由此針對含PTFE材料印製電路板孔壁使用玻璃蝕刻劑進行處理時，當孔徑^ 0.25mm，板厚< 5mm時，可以有效地改善含PTFE材料印製電路板孔內結瘤及孔壁沉銅不良。而且,發明人進一步通過實驗發現,在孔徑彡0.25mm、板厚< 5mm的情況下，如果在添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，將玻璃蝕刻劑濃度控制在20-50g/L，溫度控制在20-60°C之間，處理時間控制在3-10min，則基本上可以完全消除PTFE材料印製電路板孔內的結瘤。此外，需要說明的是，除非特別指出，否則說明書中的術語「第一」、「第二」、「第三」等描述僅僅用於區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用於表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關係或者順序關係等。可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例並非用以限定本發明。對於任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案 作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。
權利要求
1.一種玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，其特徵在於包括: 第一步驟:用於進行下料，其中配備印製電路板的基板材料，並將基板材料裁切成期望尺寸； 第二步驟:用於進行內層圖形製作，其中對基板材料中的多層板的各個內層基材進行電路圖形製作； 第三步驟:用於執行層壓，從而將內層圖形單片、半固化片與外層銅箔壓合在一起，形成多層印製電路板整體結構； 第四步驟:用於執行鑽孔，從而在多層印製電路板整體結構的表面鑽出具有期望孔徑的孔； 第五步驟:用於去毛刺，其中去除鑽孔後孔口出現的毛刺； 第六步驟:用於執行等離子體處理，其中利用電離的氣體產生的自由根和離子，去除內層銅上的膠渣殘留物。
第七步驟:用於執行添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理，其中在還原調節劑中加入玻璃蝕刻劑以形成混合溶液，利用混合溶液對多層印製電路板整體結構的孔壁進行處理； 第八步驟:用於執行沉 銅處理，從而在多層印製電路板整體結構的孔壁沉上一層化學銅； 第九步驟:用於執行電鍍處理，其中通過全板電鍍或圖形電鍍的方法使得多層印製電路板整體結構的板面及孔內的銅增厚。
2.根據權利要求1所述的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，其特徵在於，在所述添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，印製電路板在玻璃蝕刻劑溶液中的浸泡時間控制在3-10分鐘之內。
3.根據權利要求1或2所述的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，其特徵在於，在所述添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，玻璃蝕刻劑的濃度範圍控制在20-50g/L之內。
4.根據權利要求1或2所述的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，其特徵在於，在所述添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，玻璃蝕刻劑的溫度控制在20-60°C之內。
5.根據權利要求1或2所述的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，其特徵在於，多層印製電路板整體結構中的孔徑> 0.25mm，並且多層印製電路板整體結構的板厚^ 5mm。
6.根據權利要求1或2所述的玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法，其特徵在於，在所述電鍍中，在單層板或多層板的通孔或盲孔孔化的基礎上，使用全板電鍍或圖形電鍍的方法達到板面及孔內銅加厚，以實現電路板層間的可靠互連。
全文摘要
本發明提供了一種玻璃布增強PTFE材料高頻板孔化電鍍方法。其中在添加玻璃蝕刻劑的還原調節劑處理中，在還原調節劑中加入玻璃蝕刻劑以形成混合溶液，利用混合溶液對多層印製電路板整體結構的孔壁進行處理。本發明改善了含PTFE材料印製電路板孔內結瘤及孔壁沉銅不良的問題，其中在印製電路板等離子體處理後，在還原調節劑中加入玻璃蝕刻劑，玻璃蝕刻劑在溶蝕孔壁殘留的玻璃布的同時，對孔壁的PTFE材料起到活化的作用，既可以避免孔壁結瘤又可以保證孔壁沉銅的完整性。
文檔編號H05K3/46GK103200791SQ20131014955
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者王改革, 吳小龍, 吳梅珠, 徐傑棟, 劉秋華, 胡廣群, 梁少文, 李成虎 申請人:無錫江南計算技術研究所