使用超声波镀银的方法技术

本发明专利技术涉及使用超声波镀银的方法。本发明专利技术公开了一种在制造印制电路板的过程中减少阻焊剂界面侵蚀的方法，该方法包括如下步骤：提供施敷了阻焊剂的印制电路板，并用浸镀液对该印制电路板进行处理，其中通过在镀槽内使用超声波将浸镀液镀敷到印制电路板上，发现在整个浸镀期间使用约４０ｋＨｚ频率的超声波获得了有益的结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超声波在浸镀时，尤其是在通过作为电路板制造 过程中的最终精整的浸镀技术镀银时的应用。更具体地，使用超 声波的目的是在浸镀银过程中减少发生在阻焊剂和铜电路图形界 面处的过度的电化腐蚀。
技术介绍
印制电路板(PCB)的制造过程通常包括许多步骤，部分原因是 对高性能的日益增长的需求。PCB上的表面电路通常包括铜和铜 合金材料，涂布这些材料用来提供与组件中其他装置的良好的机 械连接和电连接。在印制电路板的制造中，第一阶段包括准备电 路板，第二阶段包括在该电路板上安装各种元件。一般有两种类型的元件与电路板连接a)有引脚元件，例如电 阻器、晶体管等，它们通过将各个引脚插入到电路板上的孔中然 后确保使引脚周围的孔中填满焊锡从而连接到电路板上；以及b) 表面贴装器件，其通过在平面接点区域的焊接或通过粘合剂的粘 合从而连接到电路板表面上。镀通孔印制电路板可通过包括如下步骤顺序的方法来制造， 尽管也可使用其他步骤顺序。在每个步骤之间可以使用淡水加以 冲洗。1)在覆铜箔层压板上钻出通孔；2) 使用标准镀通孔操作对板进行处理，以在孔中和表面上镀上化学镀铜；3) 涂敷抗镀剂；4) 在孔中和棵露的电路上电解镀铜至想要的厚度；5) 在孔中和棵露的电路上电解镀锡作为抗蚀剂；6) 剥离掉抗镀剂；7) 蚀刻棵露的铜(即，未镀上锡的铜)；8) 剥离掉锡；9) 涂敷阻焊剂、成像并显影，从而使该阻焊剂覆盖除连接区 域外的实质上全部的板面；10) 保护层；和U)清洁并微蚀刻该连接区域。其他可被用来制备第 一 阶段的印制电路板的步骤顺序的例子 描述于Soutar等人的美国第6,319,543号专利、Toscano等人的美国第 6,656,370号专利和Fey等人的美国第6,815,126号专利中，它们的主 题全部并入于此作为参考。焊锡屏蔽(solder masking)是一种在印制电路板上除了焊垫、层覆盖的操作。聚合物涂层在这些垫的周围起类似堤坝的作用， 以在组装过程中防止焊锡的不必要流动，同时提高导体间的绝缘 电阻，并提供抵抗环境因素的保护。阻焊剂化合物通常是与衬底相容的环氧树脂。阻焊剂可通过 丝网印刷到印制电路板上形成想要的图案，或者还可以是涂布到 表面上的干膜光致成像阻焊剂。两种类型的阻焊剂对于本领域的 技术人员来说都是公知的。接触区域包含引线键合(wire-bonding)区域、芯片连接区域、焊接区域和其他接触区域。举例来说，接触端子(contact finish)必 须提供良好的可焊性、良好的引线键合性能和高抗腐蚀性。某些 接触端子还必须提供高导电性、高耐磨性和高抗腐蚀性。 一种典 型的现有技术接触端子涂层包括顶部有电解金层的电解镍涂层， 尽管其他涂层对于本领域的技术人员来说也是公知的。焊锡通常用于制造与各种物品之间的机械连接、机电连接或 电连接。在利用印制电路的电子设备的制造中，电子元件与印制 电路的连接是通过将元件的引线焊接到通孔、周围的焊垫、焊盘 和其他连接点(总体称为"连接区域")来完成的。通常，通过波焊技术来产生连接。为使焊锡操作变得容易，印制电路制造者必须安排使通孔、 焊垫、焊盘和其他连接点能接受后续的焊锡加工。因此，这些表 面必须能容易地被焊锡润湿，并能与电子元件的引线或表面进行 整体的导电连接。由于这些需求，印制电路制造者设计出各种保 护和提升表面可焊性的方法。这些方法的例子描述于Redline等人 的美国第6,773,757号专利和Ferrier等人的美国第5,955,640号专利， 它们的主题全部并入于此作为参考。如专利6,773,757和5,955，640(并入于此作为参考)中所讨论 的，浸镀银的沉积物提供了优异的可焊性保护剂，其在印制电路 板的制造中是特别有用的。浸镀是这样一种加工过程，其是置换 反应的结果，通过该置换反应，被镀表面溶解到溶液中，同时被 镀金属从镀液中沉积到表面上。浸镀不需要通过事先活化表面来 引发。待镀金属通常比表面金属的活性差，因此浸镀通常比需要 复杂自催化镀液且表面需先做活化处理的化学镀明显要更容易控 制并且明显划算。 '然而，浸镀银沉积物的使用可能有问题，这是因为有阻焊剂界面侵蚀(solder mask interface attack (SMIA))的可能性，其中电流 侵蚀(galvanic attack)可能腐蚀位于阻焊剂与铜线路界面间的铜线 路。阻焊剂界面侵蚀(SMIA)还有其他名称，如阻焊剂间隙腐蚀 (solder mask crevice corrosion)并简称阻焊剂界面处的电流侵蚀。 无论名称是什么，该问题包括阻焊剂一铜界面处的电流侵蚀。因 此，需要能最小化或消除界面处电流侵蚀的改善的浸镀方法。为 此，本专利技术的专利技术人发现，将超声波与浸镀方法特别是浸镀银的 方法结合使用，可提供有益的结果。界面处电流侵蚀的产生是阻 焊剂 一 铜界面处结构和浸镀机制的结果。超声波曾用于在镀敷之前清洁印制电路板。超声波还曾用于 帮助填充微通孔和盲微通孔。举例来说，Matanabe等人的美国第 5,705,230号专利(其主题全部并入于此作为参考)描述了填充衬底 表面小孔或覆盖小凹处的方法，其中在沉积时，在衬底上施加受 控变化电压和/或诸如低频、高频或超声波振动的能量，从而改善 镀敷沉积的效率。同样，Zhang等人的美国第6,746,590号专利(其 主题全部并入于此作为参考)描述了使用超声波能量以增强镀敷 方法。然而，超声波并没有以这里所描述的方式与浸镀方法结合 使用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是在制造印制电路板的过程中将阻焊剂界 面侵蚀效应消除或使其最小化。本专利技术的另 一个目的是研究超声波在浸镀，特别是浸镀银方 面的应用，以提供不出现SMIA的4艮沉积物。为此，本专利技术致力于提供 一 种在制造印制电路板的过程中减 少阻焊剂界面侵蚀的方法，该方法包括如下步骤a) 提供施敷了阻焊剂的印制电路板；b) 用浸镀液对该印制电路板进行处理，其中该印制电路板经 如下处理将该印制电路板浸入到浸镀槽内，同时施加超声波4展 动至该印制电路板。附图说明图1A和图IB描绘出阻焊剂界面在C-l(对照组，无超声波) 和40-1(40 kHz, 90秒镀敷时间)条件下的扫描电镜(SEM)照片。图2A、图2B和图2C描绘出在C-l(对照组，无超声波，90 秒镀敷时间)、40-1(40 kHz， 90秒镀敷时间)和170-1(170 kHz, 90 秒镀敷时间)条件下镀敷的试样上银表面的SEM照片。图3A和图3B描绘出在C-l(对照组，无超声波，90秒镀敷时 间)和40-1 (40 kHz, 90秒镀敷时间)条件下试样的SEM照片。图4A、图4B、图4C和图4D描绘出银在各种条件下传送到 阻焊剂界面。具体实施方式专利技术人发现，浸镀过程，尤其是浸镀银过程可通过在镀敷时 超声波的使用而得到增强，超声波的使用消除了 SMIA或使其最 小化，并生产了更好的浸镀沉积物。本专利技术致力于提供一种在制造印制电路板的过程中减少阻焊 剂界面侵蚀的方法，该方法包括如下步骤a) 提供施敷了阻焊剂的印制电路板；b) 用浸镀液对该印制电路板进行处理，其中该印制电路板经 如下处理将该印制电路板浸入到浸镀槽内，同时施加超声波振 动至该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在制造印制电路板的过程中减少阻焊剂界面侵蚀的方法，该方法包括如下步骤：ａ）提供施敷了阻焊剂的印制电路板；ｂ）用浸镀液对该印制电路板进行处理，其中该印制电路板经如下处理：将该印制电路板浸入到浸镀液内，同时施加超声波振动至该印制电路板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文A卡斯塔尔迪，约翰斯旺森，维托尔德帕乌，
申请(专利权)人：麦克德米德有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]