專利名稱:印刷電路板鍍通孔之前的預處理方法
本發(fā)明是關于印刷電路板鍍通孔的方法，更詳細地說，是關于印刷電路板鍍通孔之前的預處理方法。
印刷電路板有許多將一個電路連接到其它電路的通孔。通常，印刷電路板鍍通孔之前的預處理方法主要由下列工序組成除油、清洗、粗化銅膜表面、在硫酸溶液中清洗、浸漬、清洗、催化、清洗、加速和清洗。在該預處理之后，就在諸通孔上進行化學鍍銅。在上述預處理工藝中不包括清除各通孔中空氣的工序，但在除油工序中所使用的除油液中含有表面活性劑，對除油液有降低表面張力以提高其對電路板的濕潤作用。此外，提高除油液的溫度在某種程度上也有助于清除各通孔中的空氣。在采用支架將電路板帶運并浸漬在除油槽中的除油液中，且在支架進入槽上端的支架接收器、支架上的電路板受輕微沖擊時，空氣可以從各通孔中清除掉。因此在現(xiàn)有技術中，對縱橫比(板厚度/通孔直徑)約為5或以下而孔徑為0.5毫米或以上的印刷電路板并不要求從各通孔中進行任何清除空氣的工序。
然而最近印刷電路板的元件裝配得更高度密集了，因而這類印刷電路板的通孔直徑更小了。換言之，印刷電路板的縱橫比具有變大的趨勢。在這種情況下，要徹底清除留在通孔中的空氣是有困難的。往印刷電路板上裝配和焊接電子元件時可能會產(chǎn)生砂眼。砂眼的產(chǎn)生主要是由于印刷電路板放出的氣體在電路板各通孔中產(chǎn)生微小空隙引起的，這些空隙在鍍通孔時鍍不上。此外，微小空隙的產(chǎn)生還有各種原因，但最主要的原因一般認為是由于緊附在各通孔內(nèi)壁的空氣沒有徹底清除所致。每個通孔產(chǎn)生微小空隙的發(fā)生率約為0.01%或以下。當一個電路板上的通孔達35，000個之多時，所產(chǎn)生的電路板廢品的數(shù)目無論如何是不能忽視的。
此外，縱橫比約為5或以上而孔徑約為0.5毫米或以下的電路板具有非所期望的區(qū)域，即在通孔中間部分會有一個部位沒有呈環(huán)形的銅沉積著的區(qū)域，這個部位叫做環(huán)形空隙。采用含鉻離子的敏化劑時，產(chǎn)生環(huán)形空隙的原因是清洗不充分或敏化劑配方不當或敏化條件不當?shù)?。如果敏化劑配方和敏化條件都沒有問題而仍有環(huán)形空隙產(chǎn)生時，則一般認為應歸咎于殘留在各通孔中的空氣。也就是說，縱橫比的增大導致殘留在各通孔中、特別是在各通孔的中間部分以氣泡形式存在的空氣的量更大。因此，一般認為，各通孔與這種空氣泡接觸的內(nèi)壁在鍍銅之前是沒有經(jīng)過預處理，因此造成銅不能沉積到各通孔內(nèi)壁的原因。
為防止環(huán)形空隙的產(chǎn)生，日本公開專利46781/78和46782/78提供了對電路板施以低頻率振動或機械沖擊的解決辦法。例如，他們證明，厚度為3.8毫米孔徑為0.4毫米的電路板按普通方法進行預處理時，每個電路板產(chǎn)生環(huán)形空隙的發(fā)生率約為5×10-3%，但另一方面，當對同樣的電路板施以所建議的振動或沖擊處理時，環(huán)形空隙的發(fā)生率減少到2×10-5%。盡管如此，當電路板上通孔的數(shù)目很多時，仍然產(chǎn)生大量的不合格的產(chǎn)品。因此上述日本公開專利的方案仍不能令人滿意。
本發(fā)明的一個目的是提供一種大體上能徹底清除印刷電路板各通孔中存在的空氣的預處理方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一種方法，印刷電路板是浸漬在沸騰的水溶性液體中以便用溶液的飽和蒸汽清除各通孔中的空氣，然后再將電路板浸漬在水中以便在水中溶解各通孔中的飽和蒸汽。
根據(jù)本發(fā)明的另一種方法，印刷電路板是浸漬在沸騰的水溶性液體中以便用溶液的飽和蒸汽清除各通孔中的空氣，然后將液體冷卻以便溶解液體中的飽和蒸汽。
殘留在各通孔中空氣的壓力大致上等于大氣壓，因而環(huán)包電路板的水溶性液體的飽和蒸汽按達爾頓定律從飽和蒸汽壓膨脹到大氣壓，從而滲入各通孔中，使各通孔充滿飽和蒸汽。若飽和蒸汽壓大于大氣壓，則各通孔中的空氣幾乎完全為飽和蒸汽所清除。當將該板浸漬在水中時，各孔中的蒸汽冷卻下來，冷凝和溶解在水中。因此各通孔都充滿水。另一方面，當仍將電路板保持在液體中而使液體冷卻下來時，則各通孔中的蒸汽冷凝在液體中，從而使各通孔中充滿液體。
在本發(fā)明的后一種方法中，由于兩個工序是在同一種液體中進行的，因此，無需將電路板從蒸汽處理槽轉(zhuǎn)移到冷卻槽中。在這種情況下，就可以避免在轉(zhuǎn)移過程中空氣取代各通孔中的飽和蒸汽。
各通孔中的空氣經(jīng)過上述清除工序之后，印刷電路板就可施以周知的預鍍處理，然后再進行普通的鍍通孔處理。只要電路板是不在空氣中干燥或不在空氣中進行機械沖擊處理，按本發(fā)明的方法清除了空氣的各通孔就會充滿液體，這些液體不會從各孔中掉下來，而且在電路板轉(zhuǎn)移的過程中再次為空氣所取代。這樣，根據(jù)本發(fā)明的方法，各電路板可以一個接一個地進行預鍍與鍍敷處理，而且在這處理過程中不讓空氣進入各通孔中。其結(jié)果，本發(fā)明的方法可以對印刷電路板各通孔進行鍍敷而不產(chǎn)生微小空隙和環(huán)形空隙。
下面參照一些實例詳細說明本發(fā)明的內(nèi)容。
例1在3毫米厚的電路板上制備多個直徑0.3毫米的孔。為清除各孔中的空氣，將電路板浸漬在沸水中，歷時約一分鐘。然后將電路板從沸水中提起，在提起之后15秒鐘內(nèi)將之浸漬在溫度為25℃或以下的流水中，并在流水中保持一分鐘。然后用普通方法采用化學鍍銅劑進行通孔的鍍敷工作-除油-清洗-調(diào)理-清洗-軟蝕-清洗-浸漬在10%硫酸溶液中-清洗-預浸漬-敏化-清洗-用緊密粘結(jié)促進劑進行處理-清洗-化學鍍銅。這樣，將四千萬個通孔都鍍上銅。在此實例中，環(huán)形空隙的發(fā)生率為2.5×10-6或以下。這就是說各通孔中幾乎沒有環(huán)形空隙。另一方面，通孔中的空氣未用本發(fā)明的方法加以清除時，各通孔中有環(huán)形空隙產(chǎn)生，其發(fā)生率為5×10-3%。
例2在3毫米的電路板中制備直徑0.5毫米深2.5毫米的非通孔。為了清除各孔中的空氣，將電路板浸漬在沸騰的乙醇中，歷時約一分鐘。電路板從沸騰的乙醇中提起后15秒鐘內(nèi)，將其浸漬在溫度為25℃或以下的流水中，并在流水中保持一分鐘左右。然后按例1所述的普通方法采用化學鍍銅劑對各孔進行鍍敷。采用本發(fā)明的方法時，各孔底都完全鍍上銅，不采用本發(fā)明的方法時，則鍍不上。
例3將具有0.4毫米直徑通孔的3.8毫米厚印刷電路板浸漬在沸水中，歷時約一分鐘。將20至25℃的水傾注于電路板上，使沸水冷卻到80℃或以下。將電路板在該冷卻過的水中繼續(xù)浸漬一分鐘左右，然后用一般的化學鍍銅劑按普通方法鍍敷各通孔。
在此實例中，沒有發(fā)現(xiàn)有環(huán)形空隙產(chǎn)生，而空氣未用本發(fā)明的方法清除的那些通孔則有環(huán)形空隙產(chǎn)生，其發(fā)生率為2×10-5%。
例4將具有直徑0.4毫米通孔的3.8毫米印刷電路板浸漬在沸騰的乙醇中，歷時約一分鐘。將乙醇溫度降低至40℃或以下，繼續(xù)浸漬電路板，歷時約一分鐘。按例1所述的同樣方式鍍敷各通孔。
在此實例中，沒有發(fā)現(xiàn)有環(huán)形空隙。
上述各實例中采用了水或乙醇作為水溶性液體，但也可以采用任何水溶性溶液，例如其它醇類、丙酮、胺類、酯類和酮類，或它們的混合物。
預處理的條件隨縱橫比、水溶性液體的種類和液體溫度的不同而異。也就是說，當各通孔的深度為h厘米，直徑為d厘米時，縱橫比D為h/d。當產(chǎn)生水溶性液體飽和蒸汽的溫度為T1·K，流體蒸汽壓力(水蒸汽例外)為P1大氣壓，在T1·K下的水蒸汽壓力為P1·大氣壓，冷卻后的液體溫度為T2·K，在T2·K下的水蒸汽壓力為P2·大氣壓時，預處理條件最好滿足下列方程-(2/3)×T1(1-P2·)/T2(1-P1·-P1)＞h/d＝D根據(jù)本發(fā)明的方法，可以在化學鍍之前徹底清除各通孔中的空氣，因而用本發(fā)明的方法預處理過然后鍍敷的通孔中沒有微小空隙或環(huán)形空隙。
權利要求
1.印刷電路板鍍通孔之前預處理的一種方法，其特征在于，該方法包括下列工序?qū)⑺鲇∷㈦娐钒褰n在沸騰的水溶性液體中以便用所述液體的飽和蒸汽清除各通孔中的空氣，然后將所述印刷電路板浸漬在水中，從而使所述各通孔中的飽和蒸汽溶解在水中。
2.根據(jù)權利要求
1的方法，其特征在于，在所述印刷電路板中制備所述諸通孔，然后將所述印刷電路板浸漬在所述沸騰的液體中。
3.根據(jù)權利要求
1的方法，其特征在于，將所述各通孔中的所述飽和蒸汽溶解在水中，然后對所述印刷電路板進行除油處理。
4.印刷電路板通孔鍍前預處理的一種方法，其特征在于，該方法包括下列工序?qū)⑺鲇∷㈦娐钒褰n在沸騰的水溶性溶液中以便用所述液體的飽和蒸汽清除各通孔中的空氣，然后冷卻所述液體，使所述各通孔中的所述飽和蒸汽溶解在所述液體中。
5.根據(jù)權利要求
4的方法，其特征在于，所述各通孔制備在所述印刷電路板上，然后將所述印刷電路板浸漬在所述沸騰的液體中。
6.根據(jù)權利要求
4的方法，其特征在于，將所述飽和蒸汽溶解在所述液體中，然后對所述印刷電路板進行除油處理。
專利摘要
印刷電路板通孔鍍前的清除各通孔中空氣的一種方法。將印刷電路板浸漬在沸騰的水溶性液體中，使該液體的飽和蒸汽取代各通孔中的空氣，然后將該飽和蒸汽溶解在水中或溶解在水溶性液體中以清除空氣。
文檔編號H05K3/00GK87102495SQ87102495
公開日1987年11月18日 申請日期1987年3月30日
發(fā)明者鳥羽律司, 武藤常文 申請人:株式會社日立制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan