CN87102495A - 印刷电路板镀通孔之前的预处理方法 - Google Patents

Abstract

印刷电路板通孔镀前的清除各通孔中空气的一种方法。将印刷电路板浸渍在沸腾的水溶性液体中，使该液体的饱和蒸汽取代各通孔中的空气，然后将该饱和蒸汽溶解在水中或溶解在水溶性液体中以清除空气。

Description

本发明是关于印刷电路板镀通孔的方法，更详细地说，是关于印刷电路板镀通孔之前的预处理方法。

印刷电路板有许多将一个电路连接到其它电路的通孔。通常，印刷电路板镀通孔之前的预处理方法主要由下列工序组成：除油、清洗、粗化铜膜表面、在硫酸溶液中清洗、浸渍、清洗、催化、清洗、加速和清洗。在该预处理之后，就在诸通孔上进行化学镀铜。在上述预处理工艺中不包括清除各通孔中空气的工序，但在除油工序中所使用的除油液中含有表面活性剂，对除油液有降低表面张力以提高其对电路板的湿润作用。此外，提高除油液的温度在某种程度上也有助于清除各通孔中的空气。在采用支架将电路板带运并浸渍在除油槽中的除油液中，且在支架进入槽上端的支架接收器、支架上的电路板受轻微冲击时，空气可以从各通孔中清除掉。因此在现有技术中，对纵横比（板厚度/通孔直径）约为5或以下而孔径为0.5毫米或以上的印刷电路板并不要求从各通孔中进行任何清除空气的工序。

然而最近印刷电路板的元件装配得更高度密集了，因而这类印刷电路板的通孔直径更小了。换言之，印刷电路板的纵横比具有变大的趋势。在这种情况下，要彻底清除留在通孔中的空气是有困难的。往印刷电路板上装配和焊接电子元件时可能会产生砂眼。砂眼的产生主要是由于印刷电路板放出的气体在电路板各通孔中产生微小空隙引起的，这些空隙在镀通孔时镀不上。此外，微小空隙的产生还有各种原因，但最主要的原因一般认为是由于紧附在各通孔内壁的空气没有彻底清除所致。每个通孔产生微小空隙的发生率约为0.01%或以下。当一个电路板上的通孔达35，000个之多时，所产生的电路板废品的数目无论如何是不能忽视的。

此外，纵横比约为5或以上而孔径约为0.5毫米或以下的电路板具有非所期望的区域，即在通孔中间部分会有一个部位没有呈环形的铜沉积着的区域，这个部位叫做环形空隙。采用含铬离子的敏化剂时，产生环形空隙的原因是清洗不充分或敏化剂配方不当或敏化条件不当等。如果敏化剂配方和敏化条件都没有问题而仍有环形空隙产生时，则一般认为应归咎于残留在各通孔中的空气。也就是说，纵横比的增大导致残留在各通孔中、特别是在各通孔的中间部分以气泡形式存在的空气的量更大。因此，一般认为，各通孔与这种空气泡接触的内壁在镀铜之前是没有经过预处理，因此造成铜不能沉积到各通孔内壁的原因。

为防止环形空隙的产生，日本公开专利46781/78和46782/78提供了对电路板施以低频率振动或机械冲击的解决办法。例如，他们证明，厚度为3.8毫米孔径为0.4毫米的电路板按普通方法进行预处理时，每个电路板产生环形空隙的发生率约为5×10^-3%，但另一方面，当对同样的电路板施以所建议的振动或冲击处理时，环形空隙的发生率减少到2×10^-5%。尽管如此，当电路板上通孔的数目很多时，仍然产生大量的不合格的产品。因此上述日本公开专利的方案仍不能令人满意。

本发明的一个目的是提供一种大体上能彻底清除印刷电路板各通孔中存在的空气的预处理方法。

根据本发明的第一种方法，印刷电路板是浸渍在沸腾的水溶性液体中以便用溶液的饱和蒸汽清除各通孔中的空气，然后再将电路板浸渍在水中以便在水中溶解各通孔中的饱和蒸汽。

根据本发明的另一种方法，印刷电路板是浸渍在沸腾的水溶性液体中以便用溶液的饱和蒸汽清除各通孔中的空气，然后将液体冷却以便溶解液体中的饱和蒸汽。

残留在各通孔中空气的压力大致上等于大气压，因而环包电路板的水溶性液体的饱和蒸汽按达尔顿定律从饱和蒸汽压膨胀到大气压，从而渗入各通孔中，使各通孔充满饱和蒸汽。若饱和蒸汽压大于大气压，则各通孔中的空气几乎完全为饱和蒸汽所清除。当将该板浸渍在水中时，各孔中的蒸汽冷却下来，冷凝和溶解在水中。因此各通孔都充满水。另一方面，当仍将电路板保持在液体中而使液体冷却下来时，则各通孔中的蒸汽冷凝在液体中，从而使各通孔中充满液体。

在本发明的后一种方法中，由于两个工序是在同一种液体中进行的，因此，无需将电路板从蒸汽处理槽转移到冷却槽中。在这种情况下，就可以避免在转移过程中空气取代各通孔中的饱和蒸汽。

各通孔中的空气经过上述清除工序之后，印刷电路板就可施以周知的预镀处理，然后再进行普通的镀通孔处理。只要电路板是不在空气中干燥或不在空气中进行机械冲击处理，按本发明的方法清除了空气的各通孔就会充满液体，这些液体不会从各孔中掉下来，而且在电路板转移的过程中再次为空气所取代。这样，根据本发明的方法，各电路板可以一个接一个地进行预镀与镀敷处理，而且在这处理过程中不让空气进入各通孔中。其结果，本发明的方法可以对印刷电路板各通孔进行镀敷而不产生微小空隙和环形空隙。

下面参照一些实例详细说明本发明的内容。

例1

在3毫米厚的电路板上制备多个直径0.3毫米的孔。为清除各孔中的空气，将电路板浸渍在沸水中，历时约一分钟。然后将电路板从沸水中提起，在提起之后15秒钟内将之浸渍在温度为25℃或以下的流水中，并在流水中保持一分钟。然后用普通方法采用化学镀铜剂进行通孔的镀敷工作：-除油-清洗-调理-清洗-软蚀-清洗-浸渍在10%硫酸溶液中-清洗-预浸渍-敏化-清洗-用紧密粘结促进剂进行处理-清洗-化学镀铜。这样，将四千万个通孔都镀上铜。在此实例中，环形空隙的发生率为2.5×10^-6或以下。这就是说各通孔中几乎没有环形空隙。另一方面，通孔中的空气未用本发明的方法加以清除时，各通孔中有环形空隙产生，其发生率为5×10^-3%。

例2

在3毫米的电路板中制备直径0.5毫米深2.5毫米的非通孔。为了清除各孔中的空气，将电路板浸渍在沸腾的乙醇中，历时约一分钟。电路板从沸腾的乙醇中提起后15秒钟内，将其浸渍在温度为25℃或以下的流水中，并在流水中保持一分钟左右。然后按例1所述的普通方法采用化学镀铜剂对各孔进行镀敷。采用本发明的方法时，各孔底都完全镀上铜，不采用本发明的方法时，则镀不上。

例3

将具有0.4毫米直径通孔的3.8毫米厚印刷电路板浸渍在沸水中，历时约一分钟。将20至25℃的水倾注于电路板上，使沸水冷却到80℃或以下。将电路板在该冷却过的水中继续浸渍一分钟左右，然后用一般的化学镀铜剂按普通方法镀敷各通孔。

在此实例中，没有发现有环形空隙产生，而空气未用本发明的方法清除的那些通孔则有环形空隙产生，其发生率为2×10^-5%。

例4

将具有直径0.4毫米通孔的3.8毫米印刷电路板浸渍在沸腾的乙醇中，历时约一分钟。将乙醇温度降低至40℃或以下，继续浸渍电路板，历时约一分钟。按例1所述的同样方式镀敷各通孔。

在此实例中，没有发现有环形空隙。

上述各实例中采用了水或乙醇作为水溶性液体，但也可以采用任何水溶性溶液，例如其它醇类、丙酮、胺类、酯类和酮类，或它们的混合物。

预处理的条件随纵横比、水溶性液体的种类和液体温度的不同而异。也就是说，当各通孔的深度为h厘米，直径为d厘米时，纵横比D为h/d。当产生水溶性液体饱和蒸汽的温度为T₁·K，流体蒸汽压力（水蒸汽例外）为P₁大气压，在T₁·K下的水蒸汽压力为P₁·大气压，冷却后的液体温度为T₂·K，在T₂·K下的水蒸汽压力为P₂·大气压时，预处理条件最好满足下列方程：-

（2/3）×T₁（1-P₂·）/T₂（1-P₁·-P₁）＞h/d＝D

根据本发明的方法，可以在化学镀之前彻底清除各通孔中的空气，因而用本发明的方法预处理过然后镀敷的通孔中没有微小空隙或环形空隙。

Claims (6)

1、印刷电路板镀通孔之前预处理的一种方法，其特征在于，该方法包括下列工序：将所述印刷电路板浸渍在沸腾的水溶性液体中以便用所述液体的饱和蒸汽清除各通孔中的空气，然后将所述印刷电路板浸渍在水中，从而使所述各通孔中的饱和蒸汽溶解在水中。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述印刷电路板中制备所述诸通孔，然后将所述印刷电路板浸渍在所述沸腾的液体中。

3、根据权利要求1的方法，其特征在于，将所述各通孔中的所述饱和蒸汽溶解在水中，然后对所述印刷电路板进行除油处理。

4、印刷电路板通孔镀前预处理的一种方法，其特征在于，该方法包括下列工序：将所述印刷电路板浸渍在沸腾的水溶性溶液中以便用所述液体的饱和蒸汽清除各通孔中的空气，然后冷却所述液体，使所述各通孔中的所述饱和蒸汽溶解在所述液体中。

5、根据权利要求4的方法，其特征在于，所述各通孔制备在所述印刷电路板上，然后将所述印刷电路板浸渍在所述沸腾的液体中。

6、根据权利要求4的方法，其特征在于，将所述饱和蒸汽溶解在所述液体中，然后对所述印刷电路板进行除油处理。