一种选择性电镀镍金的方法与流程

1.本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种选择性电镀镍金的方法。


背景技术：

2.印制电路板的连接表面除了焊接、超声键合以外，有时候还要制作按键、插拔和耐摩擦的表面(如特定的pad或金手指)，这个表面需要金厚达到0.3微米以上，传统的化学方式(即沉镍金)很难达到这么厚的金厚要求，这个时候就要采用电镀厚金的方法，而采用电镀镍金的方式，虽然可以形成致密的金层和所需要的金厚，但是电镀需要引线，对于多达几百个交叉网络的复杂线路，不管是添加引线还是去除引线均是很困难的事情。
3.现有中主要有以下两种无引线电镀的方式来解决上述的问题：
4.1、如在先的cn104105350b的专利方法，可以选择性电镀镍金，但是电镀镍金层后再制作外层线路，镍金层只在焊盘的表面，不能包覆焊盘的侧面，蚀刻形成线路后会出现镍金层悬垂的问题。
5.2、如在先的cn112188750a的方法，制作的镍金层虽然可以包覆住焊盘的侧面，但是采用化学沉积的薄铜层进行导电，该化学沉积的薄铜层很容易被腐蚀，铜层太薄导电性也不好，该薄铜层即使后期通过蚀刻去除了，还是会在绝缘位置沉积上一层钯，成本高而且绝缘性能降低。


技术实现要素：

6.本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种选择性电镀镍金的方法，采用导电锡膏作为电镀引线使用，解决现有中引线添加和去除难以及镍金层悬垂的问题，且导电性好和退除后不会影响板的绝缘性能。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种选择性电镀镍金的方法，包括以下步骤：
8.s1、在生产板上制作外层线路时，一并制作出待选择性镀金的网络，所述网络包括连接位铜面和待选择性镀金的pad；
9.s2、在生产板的连接位铜面上丝印与pad连通的导电锡膏，以作为电镀引线使用；
10.s3、在低于导电锡膏熔点的温度下对生产板进行烘烤，以挥发去除导电锡膏中的溶剂和氧化物；
11.s4、在生产板上贴膜，并在对应所述pad的位置处进行开窗，以使pad显露出来；
12.s5、对生产板进行电镀镍金处理，以在pad上依次镀上一层镍层和金层；
13.s6、最后退膜，并在退膜的过程中一并去除导电锡膏。
14.进一步的，步骤s2中，所述导电锡膏按重量百分比包括88-92％的锡粉和8-12％的助焊剂。
15.进一步的，所述助焊剂按自身重量百分比包括80-87％的丙二醇甲醚溶剂、10-15％的松香和3-5％的甲酸；其中，松香作为粘结剂使用，甲酸作为去氧化剂使用。
16.进一步的，所述锡粉采用sac305无铅锡粉、sn99.3cu0.7无铅锡粉中的一种。
17.进一步的，步骤s3中，当锡粉采用sac305无铅锡粉或sn99.3cu0.7无铅锡粉时，烘烤温度为150℃，烘烤时间为15-30min。
18.进一步的，所述锡粉采用粒径在25～45微米的3号粉或粒径在20～38微米的4号粉。
19.进一步的，步骤s1和s2之间还包括以下步骤(阻焊加工后镀镍金)：
20.s11、在生产板上制作阻焊层，并在所述网络处形成阻焊开窗，以使所述网络pad和连接位铜面显露。
21.进一步的，步骤s4中，在生产板上贴干膜后，通过曝光和显影使pad显露。
22.进一步的，步骤s4中，在生产板上贴湿膜后，通过曝光和显影使pad显露，而后再在生产板上贴干膜，并通过曝光和显影使pad显露。
23.进一步的，步骤s6之后还包括以下步骤：
24.s7、在生产板上制作阻焊层或进行成型工序，制得线路板。
25.进一步的，所述生产板为芯板或由半固化片将芯板和外层铜箔压合为一体的多层板，且芯板或多层板已依次经过钻孔、沉铜、全板电镀和制作外层线路工序。
26.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
27.本发明中，通过在连接位铜面上丝印导电锡膏的方式连通待选择性镀金的pad，利用导电锡膏作为电镀引线使用，从而实现对pad的电镀镍金处理，且导电锡膏在低于其熔点的温度下进行烘烤，去除导电锡膏中的溶剂和氧化物，增加其的导电性，电阻可以降到很低(小于100mω)，导电锡膏还可因电流发热而使锡球之间导电性进一步得到提高，导电锡膏作为导电引线，涂敷、加工简单，且导电锡膏在退膜液中可以溶解脱落，导电锡膏去除简单，解决现有中引线添加难和去除难的问题，导电锡膏与抗电镀保护膜可同时退除，相对采用铜层作为电镀引线的方式，无需另外增加蚀刻去除引线的加工流程，可提高生产效率，导电锡膏退除后也不会在绝缘位置沉积上一层钯，从而也不会影响板的绝缘性能。
28.此外，先制作外层线路再电镀镍金层，使镍金层可包覆住整个选择性镀金网络的表面和侧面，避免镍金层出现悬垂的问题。
附图说明
29.图1为实施例1中的导电锡膏烘烤后形成导电体时的局部扫描电子显微镜图像。
具体实施方式
30.为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
31.实施例1
32.本实施例所示的一种线路板的制作方法，其中包括选择性电镀镍金的方法，依次包括以下处理工序：
33.(1)开料：按拼板尺寸520mm
×
620mm开出芯板，芯板的厚度为0.5mm，芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz。
34.(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜
的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光,经显影后形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层aoi，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。
35.(3)压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将芯板、半固化片、外层铜箔按要求依次叠合，然后根据板料tg选用适当的层压条件将叠合板进行压合，形成生产板。
36.(4)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上进行钻孔加工。
37.(5)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
38.(6)全板电镀：以18asf的电流密度进行全板电镀120min，加厚孔铜和板面铜层的厚度。
39.(7)制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5～7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在生产板上分别镀铜和镀锡，根据要求的完成铜厚设定电镀参数，镀铜是以1.8asd的电流密度全板电镀60min，镀锡是以1.2asd的电流密度电镀10min，锡厚3～5μm；然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路，一并制作出待选择性镀金的网络，该网络包括线路、连接位铜面和待镀金的pad，外层线路铜厚大于或等于70μm；外层aoi，使用自动光学检测系统，通过与cam资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
40.(8)阻焊、丝印字符：在生产板的表面丝印阻焊油墨后，并依次经过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层，阻焊加工时只覆盖线路，而连接位铜面和待镀金pad显露；具体为，在top面阻焊油墨，top面字符添加"ul标记"，从而在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。
41.(9)电镀镍金：包括以下步骤：
42.a、在生产板的连接位铜面上丝印与待选择性镀金的pad连通的导电锡膏，该导电锡膏的一端与待选择性镀金的pad连通，另一端与连接位铜面连通，以作为电镀引线使用。
43.上述中，导电锡膏按重量百分比包括90％的锡粉和10％的助焊剂。
44.作为优选的是，助焊剂按自身重量百分比包括85％的丙二醇甲醚溶剂(即pm溶剂)、10％的松香和5％的甲酸；其中，松香作为粘结剂使用，并可被退膜液溶解，从而方便后期去除导电锡膏；现有中不包括甲酸的常规助焊剂是在高温状态(即高于导电锡膏的熔点)下松香才会发挥去除锡粉表面的氧化物的作用，本实施例中，为了在低温(即低于导电锡膏的熔点)下也能达到去氧化物，在助焊剂中增加甲酸作为去氧化剂使用，甲酸在低温(即低于导电锡膏的熔点)烘烤时会挥发并起到去除氧化物的作用，从而达到去除锡粉表面的氧化物的目的，避免氧化物影响其的导电性。
45.作为优选的是，锡粉采用sn99.3cu0.7无铅锡粉；sn99.3cu0.7表示锡粉是由sn(锡)、cu(铜)两种金属成分组成的，按重量百分比包括0.7％的cu和99.3％的锡，其熔点为227℃。
46.作为优选的是，锡粉采用粒径在20～38微米的4号粉。
47.b、在150℃的温度下对生产板进行烘烤，烘烤时间为20min，在低于导电锡膏熔点的温度下进行烘烤，一是可挥发去除导电锡膏中的溶剂、甲酸和氧化物，烘烤后电阻率可以降到很低，测量得到导电锡膏连接位的电阻小于100mω，形成导电性能良好的导电体，二是可避免导电锡膏固化后导致后期难去除。
48.c、在生产板上贴抗电金干膜，通过曝光和显影在对应pad的位置处进行开窗，以使pad显露出来。
49.d、对生产板进行电镀镍金处理，以在pad上依次镀上一层镍层和金层，并将金层镀至设计所需的厚度。
50.e、采用退膜液退掉干膜，同时导电锡膏在退膜液中可以溶解，从而在退膜时一并可将导电锡膏去除。
51.(10)电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。
52.(11)成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
53.(12)fqc：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
54.(13)fqa：再次抽测线路板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
55.(14)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对线路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
56.实施例2
57.本实施例所示的一种线路板的制作方法，其中包括选择性电镀镍金的方法，依次包括以下处理工序：
58.(1)开料：按拼板尺寸520mm
×
620mm开出芯板，芯板的厚度为0.5mm，芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz。
59.(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光,经显影后形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层aoi，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。
60.(3)压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将芯板、半固化片、外层铜箔按要求依次叠合，然后根据板料tg选用适当的层压条件将叠合板进行压合，形成生产板。
61.(4)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上进行钻孔加工。
62.(5)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
63.(6)全板电镀：以18asf的电流密度进行全板电镀120min，加厚孔铜和板面铜层的厚度。
64.(7)制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5～7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在生产板上分别镀铜和镀锡，根据要求的完成铜厚设定电镀参数，镀铜是以1.8asd的电流密度全板电镀60min，镀锡是以1.2asd的电流密度电镀10min，锡厚3
～5μm；然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路，一并制作出待选择性镀金的网络，该网络包括线路、连接位铜面和待镀金的pad，外层线路铜厚大于或等于70μm；外层aoi，使用自动光学检测系统，通过与cam资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
65.(8)电镀镍金：包括以下步骤：
66.a、在生产板的连接位铜面上丝印与待选择性镀金的pad连通的导电锡膏，该导电锡膏的一端与待选择性镀金的pad连通，另一端与连接位铜面连通，以作为电镀引线使用。
67.上述中，导电锡膏按重量百分比包括90％的锡粉和10％的助焊剂。
68.作为优选的是，助焊剂按自身重量百分比包括82％的丙二醇甲醚溶剂(即pm溶剂)、15％的松香和3％的甲酸；其中，松香作为粘结剂使用，并可被退膜液溶解，从而方便后期去除导电锡膏；现有中不包括甲酸的常规助焊剂是在高温状态(即高于导电锡膏的熔点)下松香才会发挥去除锡粉表面的氧化物的作用，本实施例中，为了在低温(即低于导电锡膏的熔点)下也能达到去氧化物，在助焊剂中增加甲酸作为去氧化剂使用，甲酸在低温(即低于导电锡膏的熔点)烘烤时会挥发并起到去除氧化物的作用，从而达到去除锡粉表面的氧化物的目的，避免氧化物影响其的导电性。
69.作为优选的是，锡粉采用sac305无铅锡粉，sac305表示锡粉是由sn(锡)、ag(银)、cu(铜)三种金属成分组成的，按重量百分比包括3％的ag、0.5％的cu和96.5％的锡，其熔点为217-227℃。
70.作为优选的是，锡粉采用粒径在25～45微米的3号粉。
71.b、在150℃的温度下对生产板进行烘烤，烘烤时间为20min，在低于导电锡膏熔点的温度下进行烘烤，一是可去除导电锡膏中的溶剂、甲酸和氧化物，烘烤后电阻率可以降到很低，测量得到导电锡膏连接位的电阻小于50mω，形成导电性能良好的导电体，二是可避免导电锡膏固化后导致后期难去除。
72.c、在生产板上先贴湿膜，有效填充线路间隙，提高后期干膜与板面的结合力和平整性，避免仅采用干膜时出现电镀渗金的问题，通过曝光和显影使选择性镀金网络显露，而后再贴抗电金干膜，板上的孔被干膜盖住，并通过曝光和显影在对应选择性镀金网络的位置处进行开窗，以使选择性镀金网络显露出来。
73.d、对生产板进行电镀镍金处理，以在选择性镀金网络上依次镀上一层镍层和金层，并将金层镀至设计所需的厚度。
74.e、采用退膜液依次退掉干膜和湿膜，同时导电锡膏在退膜液中可以溶解，从而在退膜时一并可将导电锡膏去除。
75.(9)阻焊、丝印字符：在生产板的表面丝印阻焊油墨后，并依次经过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层，阻焊时在选择性镀金网络处形成阻焊开窗，以使选择性镀金网络显露；具体为，在top面阻焊油墨，top面字符添加"ul标记"，从而在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。
76.(10)电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。
77.(11)成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
78.(12)fqc：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷
及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
79.(13)fqa：再次抽测线路板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
80.(14)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对线路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
81.于其它实施例中，导电锡膏按重量百分比还可包括88-92％的锡粉和8-12％的助焊剂。
82.于其它实施例中，丝印导电锡膏后对生产板烘烤时温度也可为120℃，时间为20min。
83.于其它实施例中，丝印导电锡膏后对生产板的烘烤时间还可以为15-30min。
84.以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种选择性电镀镍金的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、在生产板上制作外层线路时，一并制作出待选择性镀金的网络，所述网络包括连接位铜面和待选择性镀金的pad；s2、在生产板的连接位铜面上丝印与pad连通的导电锡膏，以作为电镀引线使用；s3、在低于导电锡膏熔点的温度下对生产板进行烘烤，以挥发去除导电锡膏中的溶剂和氧化物；s4、在生产板上贴膜，并在对应所述pad的位置处进行开窗，以使pad显露出来；s5、对生产板进行电镀镍金处理，以在pad上依次镀上一层镍层和金层；s6、最后退膜，并在退膜的过程中一并去除导电锡膏。2.根据权利要求1所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，步骤s2中，所述导电锡膏按重量百分比包括88-92％的锡粉和8-12％的助焊剂。3.根据权利要求2所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，所述助焊剂按自身重量百分比包括80-87％的丙二醇甲醚溶剂、10-15％的松香和3-5％的甲酸。4.根据权利要求2所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，所述锡粉采用sac305无铅锡粉、sn99.3cu0.7无铅锡粉中的一种。5.根据权利要求4所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，步骤s3中，当锡粉采用sac305无铅锡粉或sn99.3cu0.7无铅锡粉时，烘烤温度为150℃，烘烤时间为15-30min。6.根据权利要求1所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，步骤s1和s2之间还包括以下步骤：s11、在生产板上制作阻焊层，并在所述网络处形成阻焊开窗，以使待选择性镀金的pad和连接位铜面显露。7.根据权利要求6所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，步骤s4中，在生产板上贴干膜后，通过曝光和显影使pad显露。8.根据权利要求1所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，步骤s4中，在生产板上贴湿膜后，通过曝光和显影使pad显露，而后再在生产板上贴干膜，并通过曝光和显影使pad显露。9.根据权利要求8所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，步骤s6之后还包括以下步骤：s7、在生产板上制作阻焊层和进行成型工序，制得线路板。10.根据权利要求1所述的选择性电镀镍金的方法，其特征在于，所述生产板为芯板或由半固化片将芯板和外层铜箔压合为一体的多层板，且芯板或多层板已依次经过钻孔、沉铜、全板电镀和制作外层线路工序。

技术总结
本发明公开了一种选择性电镀镍金的方法，包括以下步骤：在生产板上制作外层线路时，一并制作出待选择性镀金的网络，所述网络包括连接位铜面和待选择性镀金的PAD；在生产板的连接位铜面上丝印与PAD连通的导电锡膏，以作为电镀引线使用；在低于导电锡膏熔点的温度下对生产板进行烘烤，以挥发去除导电锡膏中的溶剂和去除金属氧化物；在生产板上贴膜，并在对应PAD的位置处进行开窗，以使PAD显露出来；对生产板进行电镀镍金处理，以在PAD上依次镀上一层镍层和金层；最后退膜，并在退膜的过程中一并去除导电锡膏。本发明方法采用导电锡膏作为电镀引线使用，解决现有中引线添加和去除难以及镍金层悬垂的问题，且导电性好和退除后不会影响板的绝缘性能。影响板的绝缘性能。影响板的绝缘性能。


技术研发人员：黄明安 王冰怡
受保护的技术使用者：四会富仕电子科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/5