一種印制電路板棕化處理液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電路板處理液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種印制電路板銅箔表面棕化處理液。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品輕薄化、輕量化要求的不斷提高，印制電路板高密度互連技術(shù)(HighDensity Interconnect-HDI)引起了人們極大的興趣，特別是采用Any-1ayer HDI工藝制造電子產(chǎn)品得到市場的認可及消費者的歡迎。HDI是印制電路核心技術(shù)之一，其主要使用微盲埋孔技術(shù)。由此生產(chǎn)的高密度互連線路板(HDI板)是一種線路密度分布較高的印制電路板。任意層高密度連接板((Any-layer HDI)是HDI技術(shù)的升級換代，其是通過逐次壓合增層(Sequential BuiIdup)的方法制造而成。任意層高密度連接板(Any-1ayer HDI)的制作流程繁瑣，每個工序都有非常嚴格的質(zhì)量控制指標，否則會導(dǎo)致嚴重的報廢損失。多次壓合工序則是上述流程的核心工藝，而多次壓合前的銅面粗化處理工藝則是決定壓合可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前廣泛應(yīng)用的內(nèi)層棕化工藝是以酸/雙氧水為基礎(chǔ)的銅面微蝕型化學處理工藝，由于經(jīng)該工藝處理后的銅面呈棕色，故此而得名。自上世紀90年代中后期有關(guān)廠商推出市場以來，該工藝由于操作簡單、條件溫和、生產(chǎn)效率高、制造成本低廉，處理后的板面抗酸性強、能有效抑制“粉紅圈(pink ring)”的產(chǎn)生等特點，而逐漸取代黑氧化工藝，成為印制線路板內(nèi)層制作的主要工藝，目前也有較多專利對棕化技術(shù)進行研究。
[0004]US5869130描述了一種使用含有一種氧化劑、一種酸、一種防腐蝕劑、一種齒離子源和任選的一種水溶性聚合物的組合物處理金屬表面以提高聚合材料對金屬表面的粘結(jié)性的方法。US6503566描述了一種含有一種氧化劑、一種酸、一種腐蝕抑制劑、一種有機硝基化合物及羥基苯并三唑和非必要地還包括一種提高粘合性的物質(zhì)來源，選自包括鉬酸鹽、鎢酸鹽、鈮酸鹽、釩酸鹽;鉬、鎢、鈮、釩的同多酸或雜多酸，和上述任何各物的組合的一組，以及非必要的但優(yōu)選含有一種鹵素離子源，所述組合物和方法適合用于增加金屬表而對聚合物材料的粘合性并在溫度變動中保持粘合性。US6372027描述了一種促進無機底板和有機高聚物之間粘結(jié)的方法，其組成為一個有機功能基的硅烷，吡咯類化合物，一個氧載體，一種有機或無機酸和一種鋅的化合物。申請?zhí)枮?00410026849.2的中國發(fā)明專利介紹了一種用于提高電路板內(nèi)層銅面與聚合材料粘結(jié)力的棕化處理液，該棕化處理液含硫酸、雙氧水、鹵素離子、水溶性聚合物以及緩蝕劑吲哚類、三唑基甲烷類、1-取代基苯并三氮唑類、4-取代苯并三氮唑類或者5-甲基-1-取代苯并三氮唑類，或者是以上緩蝕劑化合物的組合。又如申請?zhí)枮?01010521867.3的中國發(fā)明專利介紹了一種印制線路板棕化處理劑，其包括下面質(zhì)量份的原料:1-10質(zhì)量份的質(zhì)量濃度為10%的雙氧水溶液，0.05-5質(zhì)量份的銅緩蝕劑，
0.01-0.5質(zhì)量份的陽離子表面活性劑，質(zhì)量濃度為96%的硫酸溶液和質(zhì)量濃度為63%的硝酸溶液的混合酸溶液5-50質(zhì)量份，在混合酸溶液中，硫酸溶液所占的質(zhì)量百分比為70-85%。
[0005]但以上棕化液工作溫度偏高、工作時間長、使用壽命短，而且得到的電路板內(nèi)層銅面與聚合材料粘結(jié)力不好，導(dǎo)致抗撕強度差、耐濕性差、耐酸性差;而且產(chǎn)生大量的廢液，對環(huán)境不利，不符合現(xiàn)代節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)的理念。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種綜合性能優(yōu)異的印制電路板棕化處理液，該棕化處理液具有載銅量高，溶液中不會產(chǎn)生黑褐色沉淀，即使在不連續(xù)生產(chǎn)的條件下，仍能保持溶液的反應(yīng)活性，不需更換溶液的性能，另外該棕化處理液工作溫度低、工作時間短、使用壽命長且適用于高溫，使用本發(fā)明制得的電路板抗撕強度好、耐濕性好、耐酸性好，不會出現(xiàn)粉紅圈。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種印制電路板棕化處理液，該棕化處理液的組成為:H2S04 70?100g/L，H202 20?60g/L，NaCl 15?100mg/L，CuS04.5H2O 30?200mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇 3?6g/L，緩蝕劑4?12g/L，3,5-二甲基-2-巰基苯并咪唑2?3g/L，聚季銨鹽-39 0.01?0.58/1，去離子水添加至1L。
[0008]作為優(yōu)選，H2SO480?90g/L，H202 30?50 g/L，NaCl 25?80mg/L，CuS04.5H20 50?160mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇4?5g/L，緩蝕劑5?10g/L，3，5_二甲基-2-巰基苯并咪唑2?3g/L，聚季銨鹽-39 0.05?0.38/1，去離子水添加至1匕
[0009]所述緩蝕劑為甲基苯三唑(TTA)、2-(5_戊基胺)-苯并咪唑(PAB)、苯并三唑(BTA)、2-硫醇基苯并噻唑、甲苯基三氮唑、5-羧基苯并三唑(5-CBTA)和4-羧基苯并三唑(4-CBTA)中的一種或多種。
[0010]所述H2SO4質(zhì)量濃度為98%，Η2θ2質(zhì)量濃度為30?50%。
[0011 ]所述棕化液的制備方法，包括以下步驟:
(1)向反應(yīng)器中依次加入去離子水、NaCl、CuS04.5H20以及水溶性甲氧基化聚乙二醇，攪拌溶解，加入3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑、聚季銨鹽-39、緩蝕劑，溶解并攪拌均勻；
(2)繼續(xù)向反應(yīng)器中加入要求量的H2S04、H202，攪拌均勻即得。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)效果為:(I)本發(fā)明適用于高溫印制電路板的棕化液工作溫度低，可在30 °C以下工作;工作時間短，40秒咬蝕量為1-1.5微米，使用壽命長所耗費的電能低，同時雙氧水揮發(fā)較少，對操作人員的傷害較??；(2)本發(fā)明棕化處理液的載銅量最高可達65g/L，且銅表面經(jīng)棕化處理后可得到均勻棕褐色的表面，壓合后銅表面與半固化片的剝離強度大于5.0 lb/in，多層板的耐熱沖擊性能合格;溶液保持澄清，不會產(chǎn)生黑色淤泥狀沉淀；(3)使用本發(fā)明棕化液制得的電路板內(nèi)層銅而呈均勻的棕色，不會出現(xiàn)粉紅圈的現(xiàn)象；內(nèi)層銅面與聚合材料粘結(jié)力好，進而使電路板抗撕強度好、耐濕性好、耐酸性好。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的闡述:
棕化流程技術(shù)路線如下:
酸洗-水洗-堿性除油-水洗-預(yù)浸-棕化-純水洗-烘干。
[0014]上述技術(shù)路線的具體操作如下:
(I)酸洗:采用3%_5%的稀硫酸為清洗劑，在30°C的條件下洗去負載在銅表面的的其他金屬雜質(zhì)；
(2)水洗:用去離子水空溫下反復(fù)洗滌至洗液基本呈中性；
(3)堿性除油:采用堿性除油劑在60°C的條件下對上述水洗后的PCB板材進行洗滌。其目的是在于有效去除銅表面的干膜光阻殘留物、油脂、手印等污染物以及去除表面氧化層，為后期棕化做準備；
(4)水洗:用去離子水空溫下反復(fù)洗滌去除堿性洗液；
(5)預(yù)浸:將上述洗凈的PCB板材置于含有預(yù)浸液的預(yù)浸槽中(溫度30°C，時間30S)，使其在棕化板材進入棕化槽后能快速的形成棕化膜，同時防止在棕化過程中帶入其他金屬離子污染棕化槽；
(6)棕化:棕化為本工藝的核心，是衡量PCB板材質(zhì)量的關(guān)鍵。棕化過程為:將棕化液(具體配方如下)在PVC棕化槽中采用水平噴淋的方法對預(yù)浸后的PCB板進行棕化處理，棕化溫度35 °C，棕化時間45s。
[0015]實施例1
一種印制電路板棕化處理液，該棕化處理液的組成為:H2SO4 70g/L,H2O2 20g/L，NaCl15mg/L，CuS04.5H20 30mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇3g/L，甲基苯三唑(TTA)4g/L，3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑2g/L，聚季銨鹽-39 0.01g/L，去離子水添加至1L。
[0016]經(jīng)檢測，該棕化液密度為1.38/11^;載銅量可達558/1，銅面微蝕速率為1.2 μπι/min;且銅表面經(jīng)棕化處理后可得到均勻粗糙的表面，并與半固化片之間有穩(wěn)定的結(jié)合力與優(yōu)良的耐熱性，288°C每次沖擊1s的條件下經(jīng)7次沖擊無分層、爆板現(xiàn)象。壓合后銅表面與半固化片的剝離強度為5.51b/in。
[0017]實施例2
一種印制電路板棕化處理液，該棕化處理液的組成為:H2S04 100g/L，H202 60 g/L,NaCl 100mg/L，CuS04.5H20 200mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇6g/L，2_(5_戊基胺)-苯并咪唑(PAB)12g/L，3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑3g/L，聚季銨鹽-39 0.5g/L，去離子水添加至IL0
[0018]經(jīng)檢測，該棕化液密度為1.358/1^;載銅量可達628凡，銅面微蝕速率為1.3 μπι/min;且銅表面經(jīng)棕化處理后可得到均勻粗糙的表面，并與半固化片之間有穩(wěn)定的結(jié)合力與優(yōu)良的耐熱性，288°C每次沖擊1s的條件下經(jīng)6次沖擊無分層、爆板現(xiàn)象。壓合后銅表面與半固化片的剝離強度為5.61b/in。
[0019]實施例3
一種印制電路板棕化處理液，該棕化處理液的組成為:H2S04 80g/L，H202 40 g/L,NaCl30mg/L,CuSO4.5H20 70mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇 4g/L，苯并三唑(BTA)7g/L，3，5_二甲基-2-巰基苯并咪唑2g/L，聚季銨鹽-39 0.3g/L，去離子水添加至1L。
[0020]經(jīng)檢測，該棕化液密度為1.48/11^;載銅量可達6(^/1，銅面微蝕速率為1.3μπι/min;且銅表面經(jīng)棕化處理后可得到均勻粗糙的表面，并與半固化片之間有穩(wěn)定的結(jié)合力與優(yōu)良的耐熱性，288°C每次沖擊1s的條件下經(jīng)9次沖擊無分層、爆板現(xiàn)象。壓合后銅表面與半固化片的剝離強度為5.21b/in。
[0021 ] 實施例4
一種印制電路板棕化處理液，該棕化處理液的組成為= H2SO4 90g/L，H202 40 g/L,NaCl40mg/L,CuSO4.5H20 60mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇5g/L，2_硫醇基苯并噻唑8g/L，3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑3g/L，聚季銨鹽-39 0.25g/L，去離子水添加至1L。
[0022]經(jīng)檢測，該棕化液密度為1.28/11^;載銅量可達6(^/1，銅面微蝕速率為1.3 μπι/min;且銅表面經(jīng)棕化處理后可得到均勻粗糙的表面，并與半固化片之間有穩(wěn)定的結(jié)合力與優(yōu)良的耐熱性，288°C每次沖擊1s的條件下經(jīng)8次沖擊無分層、爆板現(xiàn)象。壓合后銅表面與半固化片的剝離強度為5.01b/in。
[0023]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種印制電路板棕化處理液，其特征在于，該棕化處理液的組成為:H2SO4 70?10g/UH2O2 20?60 g/L，NaCl 15?100mg/L，CuS04.5H20 30?200mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇3?6g/L，緩蝕劑4?12g/L，3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑2?3g/L，聚季銨鹽-390.01?0.58/1，去離子水添加至1匕2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棕化處理液，其特征在于，該棕化處理液的組成為=H2SO4 80?90g/L，H202 30?50 g/L，NaCl 25?80mg/L，CuS04.5H20 50?160mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇4?5g/L，緩蝕劑5?10g/L，3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑2?3g/L，聚季銨鹽-390.05?0.38/1，去離子水添加至1匕3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棕化處理液，其特征在于，所述緩蝕劑為甲基苯三唑(TTA)、2-(5-戊基胺)-苯并咪唑(PAB)、苯并三唑(BTA)、2-硫醇基苯并噻唑、甲苯基三氮唑、5-羧基苯并三唑(5-CBTA)和4-羧基苯并三唑(4-CBTA)中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棕化處理液，其特征在于，所述H2SO4質(zhì)量濃度為98%，H2O2質(zhì)量濃度為30?50%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的棕化處理液，其特征在于，包括以下制備步驟: (I)向反應(yīng)器中依次加入去離子水、NaCKCuSO4.5H20以及水溶性甲氧基化聚乙二醇，攪拌溶解，加入3，5-二甲基-2-巰基苯并咪唑、聚季銨鹽-39、緩蝕劑，溶解并攪拌均勻； (2 )繼續(xù)向反應(yīng)器中加入要求量的H2SO4、H2O2，攪拌均勻即得。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種印制電路板棕化處理液，該棕化處理液的組成為：H2SO4 70～100g/L，H2O2 20～60 g/L，NaCl 15～100mg/L，CuSO4·5H2O 30～200mg/L，水溶性甲氧基化聚乙二醇 3～6g/L，緩蝕劑 4～12g/L，3,5?二甲基?2?巰基苯并咪唑 2～3g/L，聚季銨鹽?39 0.01～0.5g/L，去離子水添加至1L；該棕化處理液具有載銅量高，溶液中不會產(chǎn)生黑褐色沉淀，即使在不連續(xù)生產(chǎn)的條件下，仍能保持溶液的反應(yīng)活性，不需更換溶液的性能，另外該棕化處理液工作溫度低、工作時間短、使用壽命長且適用于高溫，使用本發(fā)明制得的電路板抗撕強度好、耐濕性好、耐酸性好，不會出現(xiàn)粉紅圈。
【IPC分類】H05K3/38, C23C22/52, C23F1/18
【公開號】CN105714280
【申請?zhí)枴緾N201610206950
【發(fā)明人】盛明經(jīng), 陳兵
【申請人】武漢創(chuàng)新特科技有限公司