Hdi印制線路板高均勻性通孔電鍍裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及HDI印制線路板通孔加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種HDI印制線路板高均勻性通孔電鍍裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品不斷向輕便化、小型化的趨勢發(fā)展，推動(dòng)PCB不斷向更高、更密集化布局方向發(fā)展。HDI板中主要有通孔、盲孔、埋孔三種類型。通孔的直徑大概為100-150微米，其深度取決于HDI板的層數(shù)，一般在數(shù)百微米以上。通孔一般采用機(jī)械鉆孔的方法形成，通孔的金屬化是HDI板制造十分重要的環(huán)節(jié)，其涉及到化學(xué)鍍、電鍍等工藝技術(shù)。HDI板的通孔電鍍難度很大，其原因是HDI板中厚徑比較大。該比例過大使鍍液在孔內(nèi)流動(dòng)性較差，鍍液難以進(jìn)入通孔的深處，電鍍過程中孔壁容易產(chǎn)生氣泡，因主鹽銅離子濃度差造成的中心鍍層偏薄仍然無法避免。一般將板厚/孔徑比大于5:1的稱為深孔，HDI板已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)比例，該比例過大使鍍液在孔內(nèi)流動(dòng)性較差，孔壁容易產(chǎn)生氣泡，孔金屬化在整個(gè)孔內(nèi)達(dá)到鍍層均勻是很困難的。
[0003]隨著印制電路板向高密度、高精度發(fā)展，通孔電鍍銅的工藝要求越來越高，這就需要鍍銅液具有良好的性質(zhì)，如良好的分散能力和深鍍能力，電流密度范圍寬、鍍液穩(wěn)定、便于維護(hù)等。印制線路板制造中通孔電鍍大多采用硫酸鹽體系，其主要成分為硫酸銅和硫酸，利用電鍍添加劑(光亮劑、抑制劑和整平劑等)各成分的作用實(shí)現(xiàn)深孔電鍍的良好效果。
[0004]通孔電鍍是行業(yè)中長期存在的技術(shù)難題，通孔電鍍存在的缺陷主要是:通孔深處鍍層較薄，出現(xiàn)鉆孔層微開路現(xiàn)象，當(dāng)電壓加大、HDI板在各種惡劣情況下受沖擊時(shí)，缺陷完全暴露，造成板子的線路斷路，無法完成指定的工作。
[0005]例如申請?zhí)枮?01110415307.4的中國發(fā)明專利，其公開了一種電沉積裝置，包括陰極和陽極，陽極包括陽極套、陽極金屬、陽極板、配重塊及蓋板；陽極金屬、陽極板、配重塊置于陽極套內(nèi)，陽極板置于所述陽極金屬上，配重塊置于所述透水陽極板的邊端上，蓋板蓋于陽極套上，且蓋板中間設(shè)有入水口。陽極套由透水有機(jī)纖維布、濾棉、增強(qiáng)剛性耐蝕絕緣骨架構(gòu)成，配重塊由高比重耐蝕金屬構(gòu)成，蓋板由耐蝕絕緣板構(gòu)成。該申請中使陰陽極區(qū)內(nèi)液流不存在滯留區(qū)；液流流速大，沖刷效果明顯。但通過上述的方案所得到的鍍層并不牢固，鍍層厚度很難把握。
[0006]又例如申請?zhí)枮?01310162627.2的中國發(fā)明專利，其公開了一種選擇性金屬電沉積裝置及其應(yīng)用，包括用于容納電解液的儲液槽和用于在電沉積過程中與陰極和陽極對應(yīng)電連接的電源，超聲電源，由支架支撐的超聲輔助噴射裝置，三坐標(biāo)數(shù)控平臺，三坐標(biāo)數(shù)控平臺包括動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，支架和計(jì)算機(jī)；儲液槽外還設(shè)有為電解液提供噴射壓力的蠕動(dòng)泵以及控制電解液流量的控制閥；儲液槽內(nèi)設(shè)有保持電解液溫度的溫控器；超聲輔助噴射裝置底部有電解液噴嘴。該申請?zhí)岣攥F(xiàn)有電沉積技術(shù)中的沉積層硬度、致密性以及電沉積速度，降低鍍層殘余應(yīng)力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電沉積區(qū)域的可選擇性以及實(shí)現(xiàn)簡單形狀零件的電沉積成形。但該申請中對于鍍液的濃度無法得到合理的控制，而且鍍層并不均勻?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種HDI印制線路板高均勻性通孔電鍍裝置，該裝置能夠有效解決HDI板產(chǎn)品在通孔電鍍中出現(xiàn)的相關(guān)質(zhì)量缺陷，提高HDI產(chǎn)品的良品率；電鍍過程中陰極電流效率高，較好地抑制了析氫副反應(yīng)，提高了電鍍生產(chǎn)過程的效率，減少了析氫對銅鍍層的質(zhì)量影響，有利于降低生產(chǎn)成本。
[0008]HDI板(High Density Interconnect)即高密度互連板，是PCB行業(yè)在20世紀(jì)末發(fā)展起來的一門較新的技術(shù)。
[0009]按照本實(shí)用新型的HDI印制線路板高均勻性通孔電鍍裝置，包括電鍍槽、陽極、陰極、整流電源和電流表，所述陽極和陰極通過銅線纜與整流電源和電流表相連，所述電鍍槽內(nèi)設(shè)有噴射機(jī)構(gòu)。隨電鍍的進(jìn)行，HDI板上的通孔孔徑逐漸變小，噴射機(jī)構(gòu)中的高速噴嘴的鍍液流速同步逐漸加大，同時(shí)陰極工件工作臺振動(dòng)頻率加快，確保電鍍過程中陰極電流效率高，較好地抑制了析氫副反應(yīng)，提高了電鍍生產(chǎn)過程的效率，減少了析氫對銅鍍層的質(zhì)量影響，有利于降低生產(chǎn)成本。
[0010]通過采用本實(shí)用新型的電鍍裝置HDI板通孔表面陰極沉積電流分布均勻，銅鍍層連續(xù)分布，厚度均勻，鍍層組織結(jié)構(gòu)致密，導(dǎo)電性良好，改善了鍍層質(zhì)量；電鍍過程中陰極電流效率高，較好地抑制了析氫副反應(yīng)，提高了電鍍生產(chǎn)過程的效率，減少了析氫對銅鍍層的質(zhì)量影響，有利于降低生產(chǎn)成本；提高了通孔電鍍的生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性，設(shè)備易于維護(hù)，生產(chǎn)操作簡便。
[0011]優(yōu)選的是，所述噴射機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)支架和高速噴嘴。在電鍍過程中，高速噴嘴對準(zhǔn)HDI板的通孔表面進(jìn)行高速定向噴射，最終使HDI板的通孔表面陰極沉積電流分布均勻、銅鍍層連續(xù)分布、厚度均勻、鍍層組織結(jié)構(gòu)致密、導(dǎo)電性良好、鍍層質(zhì)量良好。
[0012]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述電鍍槽的外部設(shè)有配制中轉(zhuǎn)槽。設(shè)置配制中轉(zhuǎn)槽是為了給電鍍槽連續(xù)不斷地提供合格的鍍液，保證HDI板的噴鍍順利進(jìn)行。
[0013]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述電鍍槽與配制中轉(zhuǎn)槽通過管道連通。
[0014]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述電鍍槽與配制中轉(zhuǎn)槽之間的管道上設(shè)有泵。配制合格的鍍液在泵的作用下通過管道輸送到電鍍槽以備HDI板的通孔的電鍍。
[0015]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述配制中轉(zhuǎn)槽的上方設(shè)有添加劑貯槽。
[0016]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述添加劑貯槽內(nèi)裝有光亮劑、抑制劑和平整劑。
[0017]為了保證給電鍍槽輸送合格的鍍液，在添加劑貯槽內(nèi)裝有光亮劑、抑制劑、平整劑等，在鍍液配制過程中根據(jù)需要向配制中轉(zhuǎn)槽進(jìn)行添加，待配制合格后輸送到電鍍槽內(nèi)以備HDI板的通孔的電鍍。
[0018]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述配制中轉(zhuǎn)槽與添加劑貯槽通過管道相連，該管道上設(shè)有流量計(jì)和閥門。
[0019]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述中轉(zhuǎn)槽的內(nèi)部設(shè)有超聲波強(qiáng)化傳質(zhì)分散機(jī)、溫度傳感器和換熱器。超聲波強(qiáng)化傳質(zhì)分散機(jī)為強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)、強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)，取得一種均勻混合物的設(shè)備，其利用超聲波的作用進(jìn)行攪拌物料。通過溫度傳感器、溫度控制器、換熱器有效監(jiān)測、調(diào)整電鍍過程中的鍍液溫度，維持HDI的通孔電鍍槽長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
[0020]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述中轉(zhuǎn)槽的內(nèi)部還設(shè)有粘度計(jì)。鍍液的配制中轉(zhuǎn)槽中安裝有超聲波強(qiáng)化傳質(zhì)分散機(jī)，添加劑(光亮劑、抑制劑和整平劑等)有效組份通過超聲波強(qiáng)化傳質(zhì)分散機(jī)得到高效均勻分散；通過同步檢測配制鍍液的粘度，使粘度控制在規(guī)定的數(shù)值以內(nèi)，才啟用供給后續(xù)電鍍，嚴(yán)格控制鍍液粘度不達(dá)標(biāo)條件下轉(zhuǎn)入后續(xù)電鍍。
[0021]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述中轉(zhuǎn)槽的外部設(shè)有溫度控制器。
[0022]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述陰極上固載HDI板，該HDI板固定在工件工作臺上。
[0023]在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述工件工作臺上設(shè)有振動(dòng)電機(jī)，頻率為1-lOHz，振幅為5-15mm。隨電鍍的進(jìn)行，HDI板上的通孔孔徑逐漸變小，高速噴嘴的鍍液流速同步逐漸加大，同時(shí)陰極工件工作臺振動(dòng)頻率加快，確保電鍍過程中陰極電流效率高，較好地抑制了析氫副反應(yīng)，提高了電鍍生產(chǎn)過程的效率，減少了析氫對銅鍍層的質(zhì)量影響，有利于降低生產(chǎn)成本。
[0024]綜上所述，本實(shí)用新型中的HDI印制線路板高均勻性通孔電鍍裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):鍍液的配制中轉(zhuǎn)槽中安裝有超聲波強(qiáng)化傳質(zhì)分散機(jī)，添加劑(光亮劑、抑制劑和整平劑等)有效組份通過超聲波強(qiáng)化傳質(zhì)分散機(jī)得到高效均勻分散；通過同步檢測配制鍍液的粘度，使粘度控制在規(guī)定的數(shù)值以內(nèi)，才啟用供給后續(xù)電鍍，嚴(yán)格控制鍍液粘度不達(dá)標(biāo)條件下轉(zhuǎn)入后續(xù)電鍍；在電鍍過程中，噴射機(jī)構(gòu)中的高速噴嘴對準(zhǔn)HDI板的通孔表面進(jìn)行高速定向噴射，最終使HDI板的通孔表面陰極沉積電流分布均勻、銅鍍層連續(xù)分布、厚度均勻、鍍層組織結(jié)構(gòu)致密、導(dǎo)電性良好、鍍層質(zhì)量良好。
【附圖說明】
[0025]圖1為按照本實(shí)用新型的HDI印制線路板高均勻性通孔電鍍裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖中標(biāo)號:
[0027]電鍍槽1，陽極2，陰極3