一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法技术

本发明专利技术提供了一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，所述方法依次包括以下步骤：除油处理、蚀刻、硅烷化、烘烤固化、活化和镀镍；所述硅烷化处理所用的硅烷液包括质量比为1～5:0.1～10:0.1～1的硅烷偶联剂、稳定剂和促进剂。本发明专利技术可以实现孔内金属层与非金属层同步金属化，并且可以解决孔内的漏镀问题，得到结构致密均匀的镍镀层。本发明专利技术无需进行胶体钯活化和解胶工序，简化了生产工艺，并且对铝基板的腐蚀较小，利用该方法获得的孔金属化镀层具有平整性好、结合力好等特点，适合于工业大规模稳定生产。于工业大规模稳定生产。于工业大规模稳定生产。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法


[0001]本专利技术涉及印制线路板领域，具体地，涉及一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法。

技术介绍

[0002]PCB线路板又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。印制电路板从单层板发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制电路板在未来电子产品的发展过程中，仍然保持强大的生命力。随着电子产品向轻、薄、小、高密度、多功能化发展，印制板上元件组装密度和集成度越来越高，使用功率消耗越来越大，对PCB基板的散热性要求越来越迫切，如果PCB基板的散热性不好，就会导致电路板上元器件过热而影响整机性能。
[0003]铝基板作为一种独特的金属基覆铜板，具有良好的导热性、电气绝缘性、高耐压性、耐弯曲加工性和耐机械加工性等，被广泛用于航空电子、汽车、通讯、医疗、音响等行业。但铝元素是较活泼的金属元素之一，标准电极电位低，在空气中易氧化生成疏松状氧化膜，抗腐蚀性能差，硬度低，耐磨性差。在PCB铝基板加工过程中，由于金属铝的活性较大，若直接沉铜，沉铜液为强碱性溶液，会与铝基材发生反应，导致无法沉铜成功。在我们的研究工作中，专利技术专利CN109898115A的技术方案已经成功解决了上述问题，可以选择化学镀镍对铝合金进行金属化，然后再进行沉铜。
[0004]然而，由于PCB铝基板的结构是：环氧树脂-铝合金-环氧树脂，这样铝基板孔内就会同时存在环氧树脂层和铝合金层，即非金属层与金属层。常规铝合金金属化处理采用的是浸锌法，利用锌层与化学镀镍液中的镍离子发生置换，从而进行化学镀镍，得到镀镍层，但是该方法在树脂上无法实现化学反应，故而在树脂上无法完成金属化，即不能实现金属层和非金属层同步金属化。专利技术专利CN109898115A采用的是离子钯活化液对基材进行活化处理，可以很好的解决铝合金层的金属化问题，但是对于环氧树脂的非金属层，在活化时，因其无法吸附离子钯活化液，故而无法实现化学镀镍，因此，无法做到PCB铝基板孔内金属层与非金属层的同步金属化，这就会对孔壁后续镀层的结合力产生严重影响。
[0005]对于常规PCB基板而言，如FR-4覆铜板，其孔金属化工艺是：除油
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孔壁调整
→
粗化
→
预浸
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胶体钯活化
→
解胶
→
化学沉铜，但该工艺不适合用于PCB铝基板孔金属化，主要原因有：胶体钯活化是在酸性环境中进行的，当PCB铝基板放入活化液中，孔内的非金属层(环氧树脂)表面可以吸附钯胶体，但是金属层(铝合金)的标准电极电位低，在酸性中极易发生反应，这样就会导致得到的钯层疏松，从而在后续的金属化过程中会影响镀层性能；其次，在胶体钯活化后，还需要进行解胶处理，若解胶不完全，则具有催化活性的钯层不会裸露出来，从而导致漏镀现象，并且解胶液一般为酸或碱，这也会对铝层造成腐蚀，从而对后续金属化镀层结合力造成影响；最后，该工艺工序繁琐，且大部分步骤都是在强酸或碱性环境下反应，对铝合金层造成过度的蚀刻，使铝层出现不平整的情况，进而导致后续镀层的不平整问题，不利于大规模生产。
[0006]综上所述，至今还没有一种实现PCB铝基板孔金属化的方法，常规基板的孔金属化工艺存在诸多缺点，且工艺繁琐，无法满足现如今的企业要求。因此，研究开发出适用于工业大规模生产、工艺简单、环保型等要求的PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化技术成为本领域研究重点。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术中存在的工艺繁琐、漏镀、镀层不平整，以及孔内金属层与非金属层无法同步金属化等缺点与不足，本专利技术提供一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法。
[0008]一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，所述方法包括如下步骤：
[0009]S1：将铝基板置于碱性除油液中，对铝基板的孔内进行除油处理，去除孔内金属层表面氧化膜；
[0010]S2：将经过步骤S1处理后的铝基板放入碱蚀刻液中进行蚀刻；
[0011]S3：将经过步骤S2处理后的铝基板放入硅烷液中进行硅烷化；
[0012]S4：对经过步骤S3处理后的铝基板放入烘箱中进行烘烤固化；
[0013]S5：将经过步骤S4处理后的铝基板放入活化液中进行活化；
[0014]S6：将经过步骤S5处理后的铝基板放入镀镍液中进行金属化，得到镀镍产品；
[0015]所述硅烷液包括质量比为1～5:0.1～10:0.1～1的硅烷偶联剂、稳定剂和促进剂。
[0016]在本专利技术中，上述各个步骤之间先将处理过的铝基板用去离子水冲洗干净，再进行下一个步骤，避免对下一步骤溶液污染。
[0017]可选的，所述促进剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
[0018]可选的，所述稳定剂为醇类和/或表面活性剂，所述稳定剂的浓度为1～100ml/L。
[0019]可选的，所述醇类为甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种；所述表面活性剂为聚乙二醇、辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
[0020]可选的，所述硅烷液的温度为0～70℃，硅烷化的时间为10～120s，有利于提高硅烷化的效果。
[0021]可选的，所述碱性除油液包括磷酸钠、碳酸钠和氢氧化钠，所述磷酸钠的浓度为10～50g/L，所述碳酸钠的浓度为10～50g/L，所述氢氧化钠的浓度为5～10g/L，碱性除油液去除铝基板表面和孔内的油污，有利于提高后续形成的镀层结合力。
[0022]可选的，所述碱蚀刻液为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种，所述碱蚀刻液浓度为10～100g/L，蚀刻有利于提高后续镀镍的效果，确保镀层的质量。
[0023]可选的，所述活化液包括氯化钯、盐酸和氯化铵，氯化钯的浓度为30～500ppm，盐酸的浓度为1～100ml/L，氯化铵的浓度为10～1000ppm，活化有利于提高后续镀镍的效果，提高电镀效率。
[0024]可选的，所述碱性除油液的温度为30～80℃，所述除油处理的时间为3～6min；所述碱蚀刻液的温度为20～80℃，所述蚀刻时间为10～100s；所述活化液的温度为20～50℃，活化时间为30～120s；所述化学镀镍液的温度为70～90℃，镀镍时间为5～15min；所述烘烤
固化温度为50～120℃，所述烘烤固化时间为1～5min。
[0025]可选的，所述镀镍液包括以下组分：质量比为(15～30)：(20～30)：(5～15)：(10～20)：(5～10)：(6～12)：(5～10)的镍盐、次亚磷酸钠、乙酸钠、柠檬酸类化合物、苹果酸、乳酸和丁二酸钠
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1.本专利技术采用硅烷化处理再进行活化，铝基板孔内金属层与非金属层在镀镍液中形成活性中心，该活性中心与两者表面吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：S1：将铝基板置于碱性除油液中，对铝基板的孔内进行除油处理，去除孔内金属层表面氧化膜；S2：将经过步骤S1处理后的铝基板放入碱蚀刻液中进行蚀刻；S3：将经过步骤S2处理后的铝基板放入硅烷液中进行硅烷化；S4：对经过步骤S3处理后的铝基板放入烘箱中进行烘烤固化；S5：将经过步骤S4处理后的铝基板放入活化液中进行活化；S6：将经过步骤S5处理后的铝基板放入镀镍液中进行金属化，得到镀镍产品；所述硅烷液包括质量比为1～5:0.1～10:0.1～1的硅烷偶联剂、稳定剂和促进剂。2.根据权利要求1所述的一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，其特征在于：所述促进剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，其特征在于：所述稳定剂为醇类和/或表面活性剂，所述稳定剂的浓度为1～100ml/L。4.根据权利要求3所述的一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，其特征在于：所述醇类为甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种；所述表面活性剂为聚乙二醇、辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法，其特征在于：所述硅烷液的温度为0～70℃，硅烷化的时间为10～120s，烘烤固化温度为50～120℃，所述烘烤固化时间为1～5min。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚锋，夏国伟，潘湛昌，陈涛，王斌，赵启祥，胡光辉，王辉，施世坤，崔子雅，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：