一种局部电镀厚金产品的加工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110933860 A(43)申请公布日 2020.03.27

(21)申请号 2019111149.3(22)申请日 2019.11.15

(71)申请人 成都航天通信设备有限责任公司

地址 610052 四川省成都市成华区东三环

二段龙潭工业园航天路19号(72)发明人 刘厚文　陈丁琳　马忠义　付学明　(74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理

有限公司 51214

代理人 邓世燕(51)Int.Cl.

H05K 3/24(2006.01)H05K 3/28(2006.01)H05K 3/06(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图3页

()发明名称

一种局部电镀厚金产品的加工方法(57)摘要

本发明公开了一种局部电镀厚金产品的加工方法，结合现有工艺导线电镀厚金流程，在微波印制板首次电镀金后，增加局部镀金区域成像流程，在此基础上对局部区域进行二次电镀金，最后去除表面涂层，并蚀刻去除工艺导线。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提供了一种局部电镀厚金高频微波印制板加工工艺方法，能够适用于图形内镀金层厚度不一致的高频微波印制板产品加工，该工艺方法主要是通过特殊手段限定电镀区域，同时结合导线电镀方式进行二次镀金，从而实现局部镀金层加厚的目的。CN 110933860 ACN 110933860 A

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1.一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：包括如下内容：(一)工程文件处理：

对高频微波印制板原文件进行图形优化处理，添加工艺导线，同时根据产品尺寸进行拼板，生成线路图形光绘文件；从线路图形光绘文件中挑选出图形内新增加的工艺导线，制成工艺导线去除文件；挑选出局部镀金区域，制成局部镀金成像文件；

(二)工艺导线保护：第一步、印贴阻焊：

将图形已蚀刻完成的带工艺导线的印制板通过水平线进行磨板清洗，去除表面氧化层；然后通过丝网漏印方式在需去除工艺导线的图形一面印刷一层感光阻焊油墨，再使用烘箱对表面阻焊油墨进行烘烤；

第二步、工艺导线成像：

先将印贴阻焊后的印制板送至LDI曝光机进行曝光，然后将曝光后的印制板通过1％NaCO3溶液中进行清洗，去除表面未曝光部分阻焊油墨，裸露出镀金区域图形，最后将印制板送入145℃-150℃的烘箱中，烘烤40min-60min；

(三)第一步电镀金：

将待镀金的印制板通过酸性除油、微蚀溶液，去除表面氧化层和污染物，同时粗化铜面，提高镀层与基铜的结合力；然后根据图形面积和镀金层厚度设置电镀参数进行第一次电镀金；

(四)局部镀金成像：

在第一步镀金完成后的图形表面贴附一层感光干膜，并使用LDI进行对位曝光处理，将需要进行二次镀金的图形裸露出来；

(五)第二步电镀金：

先将待局部镀金的印制板通过酸洗，清洁干净表面，然后与其他同等镀金厚度产品进行陪镀；

(六)金层厚度/硬度检测：第二步镀金完成后，先采用X荧光测厚仪测试局部镀金图形表面金层厚度，确保金层厚度满足要求；然后使用数显显微硬度测试仪对镀金层硬度进行测试，确保镀金层硬度控制在80Hv以下，以满足金丝键合要求；

(七)褪阻焊：

将已镀金完成的印制板浸泡在NaOH溶液中，并轻轻摆动，浸泡时间控制在40s-150s；浸泡后使用温水冲洗板面，擦拭去除工艺导线表面残留的阻焊油墨，裸露导线下方铜层；

(八)蚀刻：

将阻焊褪除干净后，采用碱性蚀刻液蚀刻去除裸露出铜层的工艺导线，最终采用蚀刻方式将板面多余工艺导线一次性去除完全，得到去除工艺线后的局部镀金产品。

2.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：在所述工艺导线去除文件和局部镀金成像文件中设置有工艺孔或盘进行定位，并在流程卡上备注有局部镀金成像文件图形总面积和金层厚度要求。

3.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：所述感光阻焊油墨为PSR-4000G23KHP，主剂与固化剂配比为7:3。

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4.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：在印贴阻焊时使用烘箱对表面阻焊油墨进行烘烤的温度为75℃-80℃，时间为20min-35min。

5.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：在工艺导线成像时对印贴阻焊后的印制板进行曝光时，选取板内定位孔与文件中对应位置的定位图形进行CCD对位，将曝光能量设置为150mj/cm2～300mj/cm2。

6.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：第一步电镀金时的镀金电流按如下公式计算：镀金电流＝电流密度*图形面积，式中，电流密度为0.1A/dm2-0.3A/dm2。

7.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：第二步电镀金时根据陪镀产品的面积核算镀金电流。

8.根据权利要求1所述的一种局部电镀厚金产品的加工方法，其特征在于：所述NaOH溶液为加热至90℃-100℃的70g/L-100g/L的NaOH溶液。

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一种局部电镀厚金产品的加工方法

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技术领域

[0001]本发明涉及高频微波印制板制造技术领域，特别是涉及一种局部电镀厚金工艺。背景技术

[0002]随着通信行业的日益发展，高频微波印制板的应用也逐渐发展壮大。且随着电子产品的日益精细化，金丝键合工艺作为一种新型的微组装焊接工艺，在高频微波印制板中应用也越来越广。与传统工艺相比，金丝键合工艺直接通过压焊方式将金丝与印制板表面金层连接，而非采用焊锡进行焊接。因此，也就要求在高频微波印制板表面镀上一层具有一定厚度的金层。

[0003]传统的高频微波印制板电镀厚金方式主要是通过工艺导线导电并在图形表面一次性电镀上一层具有一定厚度的金层，而采用该方式加工的微波印制板板面所有铜层表面均会覆盖上一层金层，且金层厚度一致。[0004]金作为一种贵重金属，镀金工艺相对于其他电镀工艺成本更高。而高频微波印制板在实际应用时，除金丝键合区域需要较高的金层厚度用于键合焊接外，其他区域则对金层厚度需求相对较低。基于成本方面的考量，越来越多的用户提出局部镀厚金需求，即只需要在键合的焊盘上进行电镀厚金，其余部分则电镀薄金，这样高频微波板的局部电镀厚金工艺就应运而生。

[0005]为满足不同的用户需求，需要在传统高频微波印制板加工工艺的基础上，开发局部电镀厚金工艺。

发明内容

[0006]为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种局部电镀厚金产品的加工方法。[0007]本发明所采用的技术方案是：一种局部电镀厚金产品的加工方法，包括如下内容：[0008](一)工程文件处理：

[0009]对高频微波印制板原文件进行图形优化处理，添加工艺导线，同时根据产品尺寸进行拼板，生成线路图形光绘文件；从线路图形光绘文件中挑选出图形内新增加的工艺导线，制成工艺导线去除文件；挑选出局部镀金区域，制成局部镀金成像文件；[0010](二)工艺导线保护：[0011]第一步、印贴阻焊：

[0012]将图形已蚀刻完成的带工艺导线的印制板通过水平线进行磨板清洗，去除表面氧化层；然后通过丝网漏印方式在需去除工艺导线的图形一面印刷一层感光阻焊油墨，再使用烘箱对表面阻焊油墨进行烘烤；[0013]第二步、工艺导线成像：

[0014]先将印贴阻焊后的印制板送至LDI曝光机进行曝光，然后将曝光后的印制板通过1％NaCO3溶液中进行清洗，去除表面未曝光部分阻焊油墨，裸露出镀金区域图形，最后将印制板送入145℃-150℃的烘箱中，烘烤40min-60min；

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(三)第一步电镀金：

[0016]将待镀金的印制板通过酸性除油、微蚀溶液，去除表面氧化层和污染物，同时粗化铜面，提高镀层与基铜的结合力；然后根据图形面积和镀金层厚度设置电镀参数进行第一次电镀金；[0017](四)局部镀金成像：

[0018]在第一步镀金完成后的图形表面贴附一层感光干膜，并使用LDI进行对位曝光处理，将需要进行二次镀金的图形裸露出来；[0019](五)第二步电镀金：

[0020]先将待局部镀金的印制板通过酸洗，清洁干净表面，然后与其他同等镀金厚度产品进行陪镀；[0021](六)金层厚度/硬度检测：[0022]第二步镀金完成后，先采用X荧光测厚仪测试局部镀金图形表面金层厚度，确保金层厚度满足要求；然后使用数显显微硬度测试仪对镀金层硬度进行测试，确保镀金层硬度控制在80Hv以下，以满足金丝键合要求；[0023](七)褪阻焊：

[0024]将已镀金完成的印制板浸泡在NaOH溶液中，并轻轻摆动，浸泡时间控制在40s-150s；浸泡后使用温水冲洗板面，擦拭去除工艺导线表面残留的阻焊油墨，裸露导线下方铜层；[0025](八)蚀刻：

[0026]将阻焊褪除干净后，采用碱性蚀刻液蚀刻去除裸露出铜层的工艺导线，最终采用蚀刻方式将板面多余工艺导线一次性去除完全，得到去除工艺线后的局部镀金产品。[0027]与现有技术相比，本发明的积极效果是：

[0028]本发明提供了一种局部电镀厚金高频微波印制板加工工艺方法，能够适用于图形内镀金层厚度不一致的高频微波印制板产品加工。该工艺方法主要是通过特殊手段限定电镀区域，同时结合导线电镀方式进行二次镀金，从而实现局部镀金层加厚的目的。附图说明

[0029]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：[0030]图1为线路图形光绘文件；[0031]图2为工艺导线去除文件；[0032]图3为局部镀金成像文件；

[0033]图4为第一步镀金后得到的产品示意图；[0034]图5为去除工艺线后局部镀金产品的示意图。

具体实施方式

[0035]一种用于局部电镀厚金微波印制板加工的工艺方法，包括如下内容：[0036]一、工艺流程设计

[0037]结合现有工艺导线电镀厚金流程，在微波印制板首次电镀金后，增加局部镀金区域成像流程，在此基础上对局部区域进行二次电镀金，最后去除表面涂层，并蚀刻去除工艺

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导线，具体流程如下：

[0038]工程文件处理→下料→……正常多层板或双面板流程……→成像→电镀→蚀刻退锡→金表检修→印贴阻焊→工艺导线成像→第一步电镀金→局部镀金成像→第二步电镀金→金层厚度测试/硬度测试→褪阻焊→蚀刻工艺导线→金表检修→正常流程[0039]以下将对本发明的主要工艺流程详细说明如下：[0040](一)工程文件处理[0041]相比于传统的镀厚金高频微波印制板，在进行局部电镀厚金高频微波印制板工程文件处理时，除按常规高频微波印制板制作外层线路图形底片(含工艺导线)、工艺导线去除底片等底片外，还需根据板内局部镀厚金区域图形，制作限定局部电镀厚金区域的相关文件。

[0042]工程人员对用户提供的高频微波印制板原文件进行图形优化处理，添加工艺导线，同时根据产品尺寸进行拼板，生成线路图形光绘文件(如图1所示)。在此基础上，挑选出图形内新增加的工艺导线，制成工艺导线去除文件(如图2所示)；挑选出局部镀金区域，制成局部镀金成像文件(如图3所示)。在文件处理过程中，需要特别关注的是，工艺导线去除文件和局部镀金成像文件均需根据线路图形文件在相应位置增加工艺孔或盘进行定位，局部镀金成像文件图形总面积、金层厚度要求应在流程卡上备注说明。[0043](二)工艺导线保护

[0044]工艺导线保护分为以下两个步骤：[0045]第一步：印贴阻焊

[0046]将图形已蚀刻完成的印制板(带工艺导线)通过水平线进行磨板清洗，去除表面氧化层。然后通过丝网漏印方式在需去除工艺导线的图形一面印刷一层感光阻焊油墨(PSR-4000 G23KHP，主剂与固化剂配比为7:3)，再使用烘箱对表面阻焊油墨进行烘烤(烘烤温度75℃-80℃，烘烤时间20min-35min)。[0047]第二步：工艺导线成像

[0048]将印贴阻焊后的印制板送至LDI曝光机进行曝光。曝光时，选取板内定位孔与文件中对应位置的定位图形进行CCD对位，将曝光能量设置为150mj/cm2～300mj/cm2。[0049]将曝光后的印制板通过1％NaCO3溶液中进行清洗，去除表面未曝光部分阻焊油墨，裸露出镀金区域图形，工艺导线部分则被阻焊油墨覆盖保护。再将印制板送入145℃-150℃的烘箱中，烘烤40min-60min。[0050](三)第一步电镀金

[0051]将待镀金的印制板通过酸性除油、微蚀溶液，去除表面氧化层和污染物，同时粗化铜面，提高镀层与基铜的结合力。镀金电流根据图形面积进行电镀参数设置：电流＝电流密度(0.1A/dm2-0.3A/dm2)*图形面积，镀金时间根据镀金层厚度进行调整。第一步镀金后得到的产品所图4所示。[0052](四)局部镀金成像

[0053]为限定第二步镀金时镀金区域，在第一步镀金完成后，直接在图形表面贴附一层感光干膜，并使用LDI进行对位曝光处理，将需要进行二次镀金的图形裸露出。[00](五)第二步电镀金

[0055]将待局部镀金的印制板通过酸洗，清洁干净表面。由于局部镀金印制板待电镀图

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形面积较小，每大件镀金总面积往往不足0.1dm2，不满足镀金线最小电流设定要求。因此，无法按照常规方式通过电镀面积与电流密度公式核算镀金电流。为确保此类产品能够正常加工，局部镀金时需与其他同等镀金厚度产品进行陪镀，并根据陪镀产品的面积核算镀金电流。[0056](六)金层厚度/硬度检测[0057]第二步镀金完成后，采用X荧光测厚仪测试局部镀金图形表面金层厚度，确保金层厚度满足用户设计要求。

[0058]针对局部镀厚金产品，在对其厚度测试后还需使用数显显微硬度测试仪对镀金层硬度进行测试，将镀金层硬度控制在80Hv以下，以满足金丝键合要求。[0059](七)褪阻焊

[0060]配置70g/L-100g/L的浓NaOH溶液，加热至90℃-100℃。将已镀金完成的印制板浸泡在NaOH溶液中，并轻轻摆动，浸泡时间控制在40s-150s。浸泡后使用温水冲洗板面，擦拭去除工艺导线表面残留的阻焊油墨，裸露导线下方铜层。[0061](八)蚀刻

[0062]将阻焊褪除干净后，采用碱性蚀刻液蚀刻去除裸露出铜层的工艺导线，最终采用蚀刻方式将板面多余工艺导线一次性去除完全。去除工艺线后局部镀金产品如图5所示。[0063]二、本发明的工作原理

[00]2.1工艺导线去除方式确定

[0065]印制板表面需去除的导线材质实际为铜层，在电镀厚金后导线铜层表面还会覆盖上一层镀金层。考虑到需要去除的导线部分材质为金属铜和金，采用化学腐蚀方法相比机械去除界面更平整，且对于基材部分无损伤。铜层的腐蚀直接采用印制板蚀刻过程中碱性蚀刻液即可(碱性蚀刻液只腐蚀铜层，不会腐蚀金层)，但由于金层相对稳定，要腐蚀金层也更加困难。因此，想要直接通过蚀刻去除导线表面镀金层和铜层的方式实现起来相对更加困难。

[0066]由于镀金层是在图形制作完成后电镀到线路图形表面，在此过程中如能实现只电镀有效图形表面金层，对于工艺导线采用保护涂层进行防护，避免镀上金层，在镀金后再将保护涂层去除，再蚀刻去除工艺导线，即可实现导线的去除。[0067]采用保护涂层在电镀金前对工艺导线进行保护，防止导线表面电镀上金层，后续蚀刻去除工艺上的铜层也会更加容易。因此，工艺导线去除方法确定为采用涂层对工艺导线进行保护，并在镀金后采用蚀刻方式去除。[0068]2.2工艺导线保护涂层选择

[0069]选择工艺导线的防护涂层应充分考虑涂层本身应具有图形转移能力、抗镀能力以及能够与现有生产设备相适应的能力。在印制板加工过程中，使用的保护涂层主要有感光干膜、湿膜、阻焊油墨等三种材料。由于上述三种材料均为感光性材料，图形转移可通过菲林底片曝光方式进行，均具有良好的图形转移能力，能够实现在印制板表面制作掩盖工艺导线的局部图形。通过试验发现，由于感光干膜为采用热压方式贴附方式在印制板表面，对于平整的表面具有良好的附着效果，而对于图形蚀刻后的印制板，由于表面凹凸不平，干膜的贴附效果较差，且干膜自身抗镀能力较差，导致镀金后干膜与图形交界处可能出现渗镀现象，导致工艺导线无法蚀刻去除。而对于湿膜，与阻焊油墨类似，均为液态，可以采用丝网

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漏印方式印刷在板面，当表面图形具有一定的凹凸时也能够良好的贴附于表面，但湿膜的耐镀金性能相对阻焊油墨差，对于镀金厚度较大的产品，也容易产生渗镀现象。[0070]因此，最终选择采用阻焊油墨作为工艺导线的保护涂层，且由于采用的阻焊油墨与阻焊制作过程采用的阻焊油墨为同一型号油墨，能够与阻焊印刷过程相匹配。[0071]2.3工艺导线保护涂层成形[0072]在图形电镀后，将印制板表面图形以及连接图形的工艺导线制作出后，需在工艺导线表面选择性涂覆一层保护层，防止在镀金过程中工艺导线表面电镀上金层。在此过程中，主要采用丝网漏印方式将图形表面印刷上阻焊层，利用LDI或菲林底片使用专用的工艺导线去除图形进行曝光处理，显影后只保留导线表面的阻焊层。[0073]使用菲林底片进行工艺导线去除图形对位时，由于对位方式采用手工方式进行，对位精度相对较低，采用菲林底片曝光方式制作工艺导线表面涂层时，需对菲林底片上导线部分与正式板图形进行一定的补偿，否则工艺导线保护涂层伸入到图形内会导致板面图形形成缺口。经过验证，菲林底片上导线图形与板内图形交界处预留0～0.02mm补偿值即可。

[0074]为进一步提高对位精度，本发明使用LDI自动成像设备对阻焊曝光能力进行了验证。通过试验，使用LDI设备对阻焊进行曝光时，虽然阻焊光泽度会下降，但是能够满足镀金需求。

[0075]2.4镀金层质量控制

[0076]为确保局部镀金印制板满足用户金丝键合要求，针对镀金过程应控制以下几点：第一，控制金层厚度，局部镀金处金层厚度不小于0.8um(用户有要求时按用户要求执行)；第二，控制镀金层硬度，本发明通过试验验证了镀金层硬度对金丝键合的影响关系，提出金层硬度应控制在80Hv以下的控制要求；第三，对于局部镀金印制板，严禁采用物理抛刷方式处理金面，以确保金层表面具备一定的粗糙度。

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