[发明专利]一种检验印刷电路板黑孔化工艺效果的实验板及检验方法

说明书

技术领域

本文涉及印刷电路板制造，尤其涉及一种简易的检验印刷电路板黑孔化工艺效果的方法。

背景技术

印刷电路板（PCB）是组装电子元器件的基板，而其为实现板导电层与层的导通时，需要在板面上钻孔并且进行孔的金属化。传统的钯催化化学镀铜工艺，操作维护困难，成本高污染大。而黑孔化工艺将带有孔PCB板经过除油调整、碳黑/石墨分散液(黑孔液)处理、微蚀和烘干等工序在孔壁上形成一层导电碳层，然后在酸铜电镀溶液中在孔上直接电镀铜。麦德美公司最先将碳黑应用于孔金属化直接电镀技术，通过分散剂等表面活性剂将碳黑稳定分散在水溶液中。将经过调整的PCB浸入碳黑分散液中，碳黑颗粒吸附在孔壁上干燥后形成导电的碳黑层，而后可直接进行酸铜电镀。而该工艺被命名为黑孔化工艺。

黑孔化工艺的效果分析的方法是进行电阻测试和背光测试实验。具体是将带有通孔的PCB覆铜板作为实验板经黑孔化生产线的整个工艺过程制成样板，然后测试样板板面两侧的孔的总电阻，通过电阻大小初步判断黑孔化效果。背光测试是将经黑孔工艺的实验板短时间电镀后，切一块带有孔的基板材料作试样，经过磨制到孔中心位置，测试时利用光从试样底面射入，用显微放大镜检查铜层的覆盖情况。该方法黑孔化工艺处理带通孔的PCB板需要借助带有喷流装置的设备使处理液浸入孔中，因此必须在黑孔生产线完成。而在普通测试环境中难于实现。同时对于黑孔孔镀铜工艺的验证，则需要切开孔打磨制作试样，相当麻烦。而当出现问题时，调整时需要更换生产线上整个槽液，这给工艺的维护和调整带来了困难。

发明内容

本发明是为了解决现有的黑孔化工艺的检测方法依赖于带有喷流设备的黑孔生产线，制作切片费时费力，出现问题时维护和调整困难的技术问题，而提供一种检验印刷电路板黑孔化工艺效果的实验板及检验方法。

本发明的检验印刷电路板黑孔化和电镀工艺效果的实验板由矩形的带有图形的环氧玻纤布层压板（FR-4）和铜箔组成，铜箔覆盖于矩形的带有图形的环氧玻纤布层压板板面的左右两侧，在中间无铜区的中部有一条标记线，在矩形的带有图形的环氧玻纤布层压板的四周边缘设置有能扳开的V形挖槽。

本发明矩形的带有图形的环氧玻纤布层压板（FR-4）的两侧有不连通的覆铜条，其中间有固定面积的无铜区，即不导电区域，边缘带有可扳开的V形挖槽，黑孔化后为防止影响电阻的测量，要沿V形挖槽扳开去掉边缘部分，而仅保留板面上形成的固定面积的导电碳层。

利用上述的检验印刷电路板黑孔化和电镀工艺效果的实验板的进行检验的方法按以下步骤进行：

一、用待检验的印刷电路板黑孔化工艺将实验板的标记线以下部分进行黑孔化处理；

二、沿实验板四周的V形挖槽扳开去掉边缘部分，保留板面上形成的固定面积的导电碳层，测量导电碳层的长度L和宽度B；

三、取经步骤二处理的实验板，用万用表两支表笔分别接触实验板板面两侧铜片，进行电阻测试，得到导电碳层电阻值R，计算K=RL/B，若K＞200KΩ，则判定黑孔化工艺不合格，结束检验；若K≤200KΩ，则进行步骤四；

四、将实验板放入哈林槽内的酸铜镀液中，实验板的标记线与酸铜镀液的液面平齐，在电流密度2A/dm²的条件下通电时间10min，取出实验板清洗烘干；其中酸铜镀液的组成为50～70g/L CuSO₄·5H₂O、200～260g/L H₂SO₄、50～80mg/L Cl^-；

五、测试经步骤四处理的实验板的碳层上铜的覆盖率，若覆盖率≥60%，则判定黑孔化工艺合格；覆盖率＜60%时，则判定黑孔化工艺不合格。

导电碳层的长度L为标记线至板下底边的距离；

导电碳层的宽度B为实验板两侧铜箔之间的间距；

本发明的验证方法是用待检验的印刷电路板黑孔化工艺对实验板进行黑孔化处理，用万用表两支表笔分别接触实验板板面两侧铜条，可以准确的测量导电碳层的电阻。电阻大小可以初步判断黑孔化的效果，再接着用验证电镀工艺对实验板进行镀铜，记录板面中间碳层上铜的覆盖率，覆盖率超过一定数值说明该电镀工艺合格。

本发明提供一种简易的检验印刷电路板黑孔化及电镀工艺的效果方法，采用实验板可以在实验室利用烧杯容器等模拟完成黑孔化工艺，并通过简易的测试板实验面无铜区碳层电阻和电镀铜层在碳层上的覆盖率判断黑孔化工艺的效果。在分析和检测黑孔工艺效果时可以脱离黑孔生产线，可以方便快速地判断黑孔化及电镀工艺的效果。

附图说明