[发明专利]一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法

说明书

本发明提供了一种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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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，发明专利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。

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。发明专利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。

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→孔壁调整→粗化→预浸→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。

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。

发明内容

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，本发明提供一种PCB铝基板孔内金属层与非金属层同步金属化的方法。