本發明涉及一種電路板制備工藝,尤其是指一種有機金屬保焊膜及其制備方法。
背景技術:
目前PCB行業內較普遍采用OSP有機保焊膜、化學鎳金、化學錫、化學銀等表面處理工藝,依OSP為例,其原理是通過化學的方法在銅面上形成一層有機膜層,用以保護銅表面于常態環境中不再繼續生銹(氧化或硫化等)。OSP有機保焊膜雖然具有高焊點強度、制程應用簡單、低成本等優點。但是,由于有機膜自身的特性,導致其抗氧表面處理的脆弱性和難兼容性。同時,由于有機保焊膜為透明膜層,外觀目視檢測一次性合格率偏低,且不具有導電性,后續影響終端客戶進行ICT測試的通過率。而對于金屬化表面處理工藝,雖然具有高焊錫性、可目視檢查、高導電性等優點,但是工藝制程復雜,容易出現膜面發黑及賈凡尼效應(賈凡尼效應,又稱原電池效應,是指兩種金屬由于電位差的緣故,通過介質產生了電流,繼而產生了電化學反應,電位高的陽極被氧化)等不良問題。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本方案公開了一種有機金屬保焊膜,該有機金屬保焊膜由主鍍層和有機保護層構成,所述主鍍層包括銀金屬和有機金屬,所述主鍍層位于電路板表面,所述有機保護層位于主鍍層表面。
進一步的,所述主鍍層厚度為60~120nm。
于此同時,本方案還公開了一種制備上述有機金屬保焊膜的方法,具體包括以下步驟:
S1表面清潔處理,清洗電路板,去除電路板銅表面輕微油脂、指紋及輕微的防焊殘留物;
S2表面微蝕處理,利用酸性藥液微粗化銅表面以沉積主鍍層;
S3預浸,以保焊膜藥液對電路板表面進行主槽沉膜前的預處理;
S4主槽沉膜,以保焊膜藥液對電路板表面進行沉膜處理,在電路板表面沉積一層主鍍層;
S5后浸,用含有有機物的藥液對沉膜后的電路板表面進行處理,使電路板表面沉積一層有機保護膜;
S6后處理,后續的清洗、烘干以及收板等工序;
其中,S3預浸步驟和S4主槽沉膜步驟中所加保焊膜藥液成分包括:銀離子、有機金屬和有機物。
進一步的,所述有機金屬為金屬銀的有機絡合物。
進一步的,所述S3預浸步驟中所用有機金屬保焊膜藥液各組分的濃度低于S4主槽沉膜步驟中有機金屬保焊膜藥液各組分的濃度。
進一步的,所述S3預浸步驟和S4主槽沉膜步驟操作溫度保持在28~42℃。
進一步的,所述S2表面微蝕處理中,向處理液中加入了濃硫酸,且將處理液中硫酸的濃度調節到2~4wt%。
進一步的,所述S2表面微蝕處理步驟中,銅表面的微蝕量為0.8~1.5μm,處理溫度為25~35℃。
進一步的,所述S5后浸步驟中,處理過程的PH保持在9.5~11.5,處理溫度保持在35~45℃。
此新型表面處理方式為介于有機保焊膜和金屬化表面處理之間的創新型工藝技術,即是創造一層物理隔離保護層,它含有銀金屬、有機金屬和有機成分,從而不僅具備OSP膜所有的性能,同時具有類型化學銀表面處理性能,大大提升外觀可視檢查方便性,并能有效改善上錫效果及抑制生產過程中的賈凡尼效應。
具體實施方式
為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果,以下結合實施方式予以詳細說明。
本方案公開了一種有機金屬保焊膜,該有機金屬保焊膜由主鍍層和有機保護層構成,所述主鍍層包括銀金屬和有機金屬。考慮到傳統的電路板保焊膜表面處理要不就是利用OSP有機保焊膜,即直接利用有機物作為保焊膜沉積于電路板的表面。或者是采用金屬化表面處理,在電路板的銅面上沉積一層金屬層。但是這兩種處理工藝都有各自的缺點。而本方案則是結合了這兩種處理方式的優缺點,揚其長,避其短。使最終得到的電路板表面既有一層金屬膜成分,又有一層有機保焊膜成分。但本技術卻并非傳統的有機保焊膜和金屬化表面處理的一個簡單疊加,而是添加了“有機金屬”,則能使最終形成的有機金屬保焊膜同時含有兩種工藝所得保焊膜的優良性質。即具有高焊點強度、制程應用簡單、低成本、高焊錫性、可目視檢查、高導電性、消除賈凡尼等優異的效果。就該有機保焊膜的具體結構而言,具有銀金屬和有機金屬的主鍍層是直接覆蓋在電路板的表面,起到主要的保焊作用。而有機保護層覆蓋于主鍍層上,對電路板和主鍍層都起到了一定的保護作用。同時,銀金屬具有金屬光澤,而有機保護層是無色透明的,所以便于后續目視檢測。
優選的,所述主鍍層厚度為60~120nm。可根據實際生產的需要,具體調節主鍍層的厚度。
與此同時,本方案還公開了一種制備上述有機金屬保焊膜的方法,具體包括以下步驟:
S1表面清潔處理,清洗電路板,去除電路板銅表面輕微油脂、指紋及輕微的防焊殘留物,必須要將電路板的表面清理干凈,電路板表面的污漬不僅影響對電路板表面的處理,同時還會污染各處理槽中藥液的純凈度,最終影響產品質量;
S2表面微蝕處理,利用酸性藥液微粗化銅表面以沉積主鍍層,電路板上的線路一般都是銅質線路,為了使后續處理的有機金屬保焊膜能更好地沉積在電路板表面,或者說能更好地與銅質線路相結合,可適當地刻蝕銅質線路,增大銅質線路的表面積,增大銅質線路表面附著力;
S3預浸,以保焊膜藥液對電路板表面進行主槽沉膜前的預處理,在電路板正式進入主槽沉膜步驟之前時,需要對電路板表面進行一個預處理,這個預處理一般都是采用與主槽沉膜所用藥液相同成分的藥液,但是,預處理步驟中藥液各成分的濃度相對而言要低一些,預處理在一定程度上可以減少電路板帶入主槽沉膜步驟中的雜質,故可從一定程度上維持主槽沉膜中處理液的成分的純潔性;
S4主槽沉膜,以保焊膜藥液對電路板表面進行沉膜處理,在電路板表面沉積一層主鍍層,這一步是整個有機金屬保焊膜制備過程最為關鍵的一步,通過主槽沉膜步驟,可在電路板表面沉積主鍍層,形成整個有機金屬保焊膜的主要部分;
S5后浸,用含有有機物的藥液對沉膜后的電路板表面進行處理,使電路板表面沉積一層有機保護膜,在主鍍層的基礎之上再覆蓋一層有機保護膜,對電路板及主鍍層都起到了一個保護作用;
S6后處理,后續的清洗、烘干以及收板等工序;
其中,S3預浸步驟和S4主槽沉膜步驟中所加保焊膜藥液成分包括:銀離子、有機金屬和有機物。銀離子的存在,使得在電路板表面的銅質線路上,金屬單質銅可以與銀離子發生金屬間的置換反應,生成單質銀,從而使單質銀從處理液中析出,并沉積在銅質線路的表面。與此同時,有機金屬亦在電路板表面成膜,從而便在線路板表面形成了由銀金屬和有機金屬組成的主鍍層。
優選的,所述有機金屬為金屬銀的有機絡合物。即有機金屬而言,可具體選擇金屬銀的有機絡合物,進而在電路板表面形成銀金屬的有近絡合物膜。
優選的,所述S3預浸步驟和S4主槽沉膜步驟操作溫度保持在28~42℃,溫度的控制,對成膜的速度以及成膜的好壞都有密切的關系,所以,在成膜過程中,必須要時刻控制好處理液的溫度。
優選的,所述S2表面微蝕處理中,向處理液中加入了濃硫酸,且將處理液中硫酸的濃度調節到2~4wt%,從而形成了硫酸的稀溶液。通過溶液中H+和電路板上銅質線路的置換反應,可將表層的銅質換成銅離子并進入處理液中,同時析出少量的氫氣。最終,將在銅質線路的表面形成粗糙面,達到可是銅質線路的目地,以便后續有機金屬保焊膜能更容易沉析于其表面。
優選的,所述S2表面微蝕處理步驟中,銅表面的微蝕量為0.8~1.5μm,處理溫度為25~35℃。既然是表面微蝕處理,自然要控制銅表面的微蝕量。倘若微蝕量過大,則會造成電路板線路的酸環,有線路開路的風險。而微蝕量較小的話,可能造成微蝕不足,銅表面處理不夠,有機金屬保焊膜的沉積效果不佳。在S5后浸步驟中,處理過程的PH保持在9.5~11.5,處理溫度保持在35~45℃。
本發明方案所公開的新型有機保焊膜及其制備方法為介于有機保焊膜和金屬化表面處理之間的創新型工藝技術,即是創造一層物理隔離保護層,它含有銀金屬、有機金屬和有機成分,從而不僅具備OSP膜所有的性能,同時具有類型化學銀表面處理性能,大大提升外觀可視檢查方便性,并能有效改善上錫效果及抑制生產過程中的賈凡尼效應。
以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。