CN104845745A - 导电墨水布线用清洗剂、印刷电子电路板清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导电墨水布线用清洗剂和一种印刷电子电路板的清洗方法。本发明导电墨水布线用清洗剂包括非离子型表面活性剂、金属络合剂、缓蚀剂和溶剂,以所述导电墨水布线用清洗剂总质量百分比为100%计,所述非离子型表面活性剂含量为0.1~10%,所述金属络合剂含量为0.01~5%、所述缓蚀剂含量为0.01~1%。本发明印刷电子电路板的清洗方法包括的步骤有:将经导电墨水布线得到的电路板置于本发明导电墨水布线用清洗剂中并进行超声处理。本发明导电墨水布线用清洗剂能提高导电墨水布线的清洗效果,消除布线电路表面的残留物,并能对布线电路起到保护作用,从而有效提高电路板的可靠性和良率。
Description
技术领域
本发明属于印刷电子技术领域,特别涉及一种导电墨水布线用清洗剂和一种印刷电子电路板清洗方法。
背景技术
印刷电子技术(Printed Electronics Technology)是近年电子制造领域的一项重要技术革新,该技术的主要特征是利用传统的印刷方式制造电子器件与系统。其中,利用导电墨水制备导电线路最为常见。
导电墨水一般由铜、银、金、镍等金属或其合金的纳米颗粒分散在溶剂中制成。为提高其分散效果或其他性能,通常还在导电墨水中添加分散剂、粘合剂、消泡剂、流平剂等助剂。导电墨水可以通过喷墨印刷、气溶胶喷印、凹版印刷等印刷方法在基材上形成布线。但是,由于受到导电墨水稳定性的影响,目前通过印刷方法形成高精细布线电路还较为困难。还有一种方法是先在基材上涂布导电墨水,再通过选择性的光烧结形成布线,最后将导电墨水涂层中未烧结的区域清洗掉。通过这种方法可以制备线宽小于50μm的精细布线电路。
由于导电墨水中的少量分散剂或粘合剂等高分子材料能增强导电墨水涂层对基材的附着性,要彻底清洗掉未烧结的导电墨水涂层较为困难。还有一个问题是,导电墨水中的分散剂、粘合剂、消泡剂、流平剂等助剂在导电墨水光烧结过程中难以完全去除,有一部分残留在导电线路表面,容易腐蚀导电线路,造成导电线路氧化、光泽变暗、电阻率增高,进一步可能造成元器件的故障和失效。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种导电墨水布线用清洗剂,以解决现有清洗剂不能彻底清洗掉未烧结导电墨水涂层以及有效除去印刷电子电路表面残留物的技术问题。
本发明另一目的在于提供一种印刷电子电路版的清洗方法,以解决现有印刷电子电路版易腐蚀的技术问题。
为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种导电墨水布线用清洗剂,包括非离子型表面活性剂、金属络合剂、缓蚀剂和溶剂,以所述导电墨水布线用清洗剂总质量百分比为100%计,所述非离子型表面活性剂含量为0.1~10%,所述金属络合剂含量为0.01~5%、所述缓蚀剂含量为0.01~1%。
以及,一种印刷电子电路板的清洗方法,包括如下步骤:
将经导电墨水布线得到的电路板置于本发明导电墨水布线用清洗剂中并进行超声处理。
本发明导电墨水布线用清洗剂通过其所含的有效组分增效作用,使其不仅能有效移除导电墨水涂层中未烧结的区域,利于导电墨水形成布线;还能移除布线电路表面的有机物、金属氧化物、金属离子等残留物,防止布线电路被腐蚀。另外,本发明导电墨水布线用清洗剂还能对布线电路起到保护作用,使得布线电路免受大气或有害介质的腐蚀。
本发明印刷电子电路板的清洗方法采用本发明导电墨水布线用清洗剂进行清洗处理,能提高导电墨水布线的清洗效果,消除布线电路表面的残留物,减少缺陷。而且本发明印刷电子电路板的清洗方法工艺及条件均可控,从而显著提高了清洗后电路板的可靠性和良率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例1导电墨水布线用清洗剂清洗的导电墨水布线电路金相显微镜照片;
图2是本发明实施例2导电墨水布线用清洗剂清洗的导电墨水布线电路金相显微镜照片;
图3是本发明实施例5导电墨水布线用清洗剂清洗的导电墨水布线电路金相显微镜照片;
图4是对比例1导电墨水布线用清洗剂清洗的导电墨水布线电路金相显微镜照片;
图5是对比例3导电墨水布线用清洗剂清洗的导电墨水布线电路金相显微镜照片;
图6是对比例4导电墨水布线用清洗剂清洗的导电墨水布线电路金相显微镜照片。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例与附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在利用导电墨水布线电路的过程中,导电墨水形成的涂层通过选择性光烧结形成布线后,仍有相当一部分有机物质残留在布线电路表面,如不及时清除,将腐蚀布线电路,造成电路阻值增大。同时,未被光烧结的涂层区域中的金属纳米粒子被分散剂、粘合剂等有机物质粘结在一起并粘附在基材上,必须将这些分散剂、粘合剂溶解并洗涤下来,才能移除未烧结的导电墨水涂层。基于此,本发明实施例提供了一种能提高导电墨水布线的清洗效果,除去布线电路表面残留物的导电墨水布线用清洗剂。在一实施例中,本发明实施例导电墨水布线用清洗剂包括非离子型表面活性剂、金属络合剂、缓蚀剂和溶剂,以所述导电墨水布线用清洗剂总质量百分比为100%计,所述非离子型表面活性剂含量为0.1~10%,所述金属络合剂含量为0.01~5%、所述缓蚀剂含量为0.01~1%。
其中,非离子型表面活性剂作为上述导电墨水布线用清洗剂的有效功能组分之一,与其他组分特别是溶剂组分作用,能有效提高对导电墨水涂层和布线电路残留的有机物质的溶解性,从而提高本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的清洗效果。
在一些具体实施例中,该非离子型表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的任一种或两种以上的组合。选用该类的非离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂相比较,其乳化能力更高;与一般阳离子型表面活性剂相比,其去污力更高,因此,上述实施例中的非离子型表面活性剂具有出色的润湿、乳化、增溶、分散、洗涤等多种性能,能提高有机物质在水中的可溶性,从而提高清洗效果。
在一些具体实施例中,该非离子型表面活性剂的质量百分含量可以是0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,在一优选实施例中,该非离子型表面活性剂含量为1~5%。通过调整该非离子型表面活性剂的含量能进一步提高其与其他组分之间的增效作用,提高对有机物质的溶解性,从而提高本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的清洗效果。
上述导电墨水布线用清洗剂中的金属络合剂作为另一有效功能组分,其与其他组分作用,能有效清除导电墨水涂层和布线电路表面残留的金属氧化物。由于导电墨水中的金属纳米粒子活性高,其表面容易被氧化。如果金属纳米粒子表面的氧化层没有在光烧结过程中被彻底还原,其残留下来对布线电路产生不良影响。比如,相对金属单质本身,通常金属氧化物不仅不导电,而且更容易被大气或有害介质腐蚀形成金属离子,这些金属离子在电场中容易迁移,并可能在负极附近被还原形成金属枝晶,从而造成电路短路。因此,有效除去残留的金属氧化物能够有效提高布线电路在使用过程中的稳定性能。
为提高布线电路表面残留金属氧化物的去除效果,在一实施例中,该金属络合剂选自有机羧酸、有机羧酸盐、有机膦酸、有机膦酸盐、氨基酸、氨基酸盐、氨基多羧酸化合物、氨基多羧酸盐、有机胺的任一种或两种以上的组合。
在一些具体实施例中,该有机羧酸选自醋酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、没食子酸、水杨酸、磺基水杨酸、葡萄糖酸中的任一种或两种以上的组合。
在另一些具体实施例中,上述有机膦酸选自甲基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、亚乙基二膦酸、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、己二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、双-1,6-亚己基三胺五亚甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、2-羟基膦酰基乙酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸中的任一种或两种以上的组。
在又一些具体实施例中,上述氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、组氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、精氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、脯氨酸中的任一种或两种以上的组合。
在又一些具体实施例中,上述氨基多羧酸化合物选自氨三乙酸、乙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基乙二胺二乙酸、1,3-丙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、羟乙基亚氨基二乙酸、二乙烯三胺五乙酸、乙二胺二琥珀酸中的任一种或两种以上的组合。
在又一些具体实施例中,上述有机胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺、N-甲基单乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、二甘醇胺中的任一种或两种以上的组合;或/和
在又一些具体实施例中,上述有机羧酸盐、有机膦酸盐、氨基酸盐或/和氨基多羧酸盐为铵盐、钾盐和钠盐中的任一种或两种以上的组合。
上述选用的金属络合剂对铜、银、镍等重金属具有较强的络合能力,提高上述导电墨水布线用清洗剂的对导电墨水涂层和布线电路残留氧化物的清除能力,从而提高本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的清洗效果。
另外,上述金属络合剂组分的质量百分含量对本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的清除能力具有重要影响,如金属络合剂组分的质量百分比含量低于0.01%,不能达到所需的清洗效果;如果金属络合剂组分的质量百分比含量高于5%,布线电路或基材可能受到腐蚀。因此,上述金属络合剂的质量百分比含量控制为0.01~5%,具体可以是0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等,优选为0.05~3%。
上述导电墨水布线用清洗剂中的缓蚀剂对布线电路起到保护作用,使得布线电路免受大气或有害介质的腐蚀。为了提高该作用,在一实施例中,该缓蚀剂选自苯并三氮唑、4-甲基苯并三氮唑、5-甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三氮唑、1-羟甲基苯并三氮唑、4-羧基苯并三氮唑、苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、1-苯基-4-甲基咪唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉中的任一种或两种以上的组合。该选用的缓蚀剂具有极性基团,可以与布线电路表面上的活性金属原子或金属离子发生螯合作用,从而形成一层致密而牢固的化学吸附膜,有效地保护布线电路免受清洗剂、大气或其他有害介质的腐蚀,从而显著提高了清洗后的布线电路可靠性和稳定性。
在一些具体实施例中,该缓蚀剂的质量百分含量可以是0.01%、0.02%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、0.1%等,在一优选实施例中,该缓蚀剂含量为0.1~0.5%。通过调整该缓蚀剂的含量能调节形成与布线电路表面形成的化学吸附膜质量,从而提高布线电路可靠性和稳定性,同时还能对本发明实施例导电墨水布线用清洗剂成本的控制。
因此,在上述各实施例的基础上,在另一实施例中,以所述导电墨水布线用清洗剂总质量百分比为100%计,非离子型表面活性剂含量为1~5%,所述金属络合剂含量为0.05~3%、所述缓蚀剂含量为0.1~0.5%。通过优化各有效组分含量,进一步提高本发明实施例导电墨水布线用清洗剂对导电墨水布线的清洗效果和除去布线电路表面残留物的效果,同时降低成本。
上述导电墨水布线用清洗剂中的溶剂不仅是对本发明实施例导电墨水布线用清洗剂各有效组分的载体,还能对导电墨水涂层和布线电路残留的有机物质进行有效溶解,从而提高本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的清洗效果。因此,在一实施例中,该溶剂是由有机溶剂与水形成的混合溶液体系。通过该混合溶液体系中的有机溶剂和水协同作用,不仅能使得本发明实施例导电墨水布线用清洗剂中各有效组分发挥其作用,还能显著增强对导电墨水涂层和布线电路残留的有机物质的溶解能力。
在进一步实施例中,将由有机溶剂与水形成的混合溶液体系中的所述有机溶剂在所述导电墨水布线用清洗剂中的含量控制为1~30%,优选为5%~20%。该混合溶液体系能进一步增强对导电墨水涂层和布线电路残留的有机物质的溶解能力。
在一些具体实施例中,该有机溶剂是选自醇类、醇醚类溶剂中的一种或多种的组合。其中,所述醇类溶剂选自乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇中的任一种或两种以上的组合。所述醇醚类溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二丙二醇单甲醚中的任一种或两种以上的组合。该优选的有机溶剂不仅具有优良的溶解能力,并与水具有很好的互溶性,能提升本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的清洗效果。由有机溶剂与水形成的混合溶液体系中的水优选选用去离子水或双蒸水等,以降低杂质的干扰。
另外,上述各实施例中的导电墨水布线用清洗剂对pH值并无特殊限定,可根据清洗条件和布线电路基材的种类而灵活调节。但是为了避免强酸性或强碱性对布线电路和基材的腐蚀,在一实施例中,将本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的pH调控在2~12范围内。对本发明实施例导电墨水布线用清洗剂的pH调控方法可以通过选用酸性金属络合剂或碱性金属络合剂的含量来调节清洗剂的pH值。所述酸性金属络合剂是指有机羧酸、有机膦酸、酸性氨基酸等,所述碱性金属络合剂是指碱性氨基酸、有机胺等。在不损害布线电路、基材及清洗效果的前提下,也可以添加其他有机酸、无机酸、有机碱、无机碱作为pH值调节剂。
其次,上述各实施例中不管导电墨水布线用清洗剂有效组分含量如何调整,所含的各组分质量百分比之和为100%。
因此,本发明实施例导电墨水布线用清洗剂通过其有效组分增效作用,不仅能有效移除导电墨水涂层中未烧结的区域,利于导电墨水形成布线;还能移除布线电路表面的有机物、金属氧化物、金属离子等残留物,防止布线电路被腐蚀。同时还能在布线电路表面形成保护膜,有效保护布线电路免受大气或有害介质的腐蚀,从而显著提高了清洗后的布线电路可靠性和稳定性。
在一实施例中,上述各实施例中的导电墨水布线用清洗剂可以按照如下方法进行制备:
步骤S01.称取配方各组分:按照上述导电墨水布线用清洗剂的组分分别称取各物料;
步骤S02.混合溶解:先将有机溶剂和水混合均匀,再将其余物料加入溶剂体系中并搅拌使之充分溶解。
因此,导电墨水布线用清洗剂制备方法工艺步骤和条件易控,其能保住导电墨水布线用清洗剂体系和性能的稳定。而且使得生产效率高,降低了生产成本。
相应地,本发明实施例还提供了印刷电子电路板的清洗方法。该印刷电子电路板的清洗方法包括如下步骤:
将经导电墨水布线得到的电路板置于导电墨水布线用清洗剂中并进行超声处理。
在具体实施例中,该印刷电子电路板的清洗方法如下:
步骤S01.将经导电墨水布线得到的印刷电子电路板置于导电墨水布线用清洗剂中并进行超声处理;
步骤S02.将经导电墨水布线用清洗剂清洗的印刷电子电路板继续使用去离子水进行清洗;
步骤S03.将经去离子水清洗的印刷电子电路板先用冷风吹除其表面的大部分液体,再用热风烘干。
具体地,该导电墨水布线用清洗剂如上文所述,为了节约篇幅,在此不在赘述。为了提高对印刷电子电路板上的布线电路清洗效果,在一实施例中,该超声处理的时间优选为5-20分钟,超声功率密度优选为0.3-1W/cm2,超声频率优选为40-200kHz。如果超声时间少于5分钟,或超声功率密度小于0.3W/cm2,可能达不到所需的清洗效果。反之,如果超声时间超过20分钟,或超声功率密度超过1W/cm2,则可能损伤电路板。另外,如果超声频率低于40kHz,不仅使超声波穿透能力减弱,难以清洗电路板表面细小缝隙中的残留物,还可能损伤电路。反之,如果超声频率高于200kHz,空化强度减低,也可能降低超声波的清洗效果。上述步骤S02中使用去离子水清洗电路板的方法并无特殊限定,可以使用超声清洗、淋洗、漂洗、冲洗等方法。
所述导电墨水布线是指将导电墨水涂布或印刷在基材表面上形成导电墨水涂层,再经干燥和光烧结形成导电线路。所述导电墨水布线可以按照现有方法进行。
因此,本发明实施例印刷电子电路板的清洗方法采用本发明实施例导电墨水布线用清洗剂进行清洗处理,能提高导电墨水布线的清洗效果,消除布线电路表面的残留物,减少缺陷。而且本发明印刷电子电路板的清洗方法工艺及条件均可控,从而显著提高了清洗后印刷电子电路板的可靠性和良率,简化了清洗工序,有效提高了清洗效率。
现以具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂OP-10 3%,柠檬酸2%,苯并三氮唑0.5%,乙醇20%,余量为去离子水。其中,OP-10的成分是烷基酚聚氧乙烯醚。
导电墨水布线用清洗剂制备方法如下:
步骤S01.按照上述配比分别称取各物料;
步骤S02.先将乙醇和去离子水混合均匀,再将其余物料加入溶剂体系中并搅拌使之充分溶解。
实施例2
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚1%,苹果酸3%,苯并三氮唑0.5%,乙醇10%,余量为去离子水。其中,月桂醇聚氧乙烯醚属于一种脂肪醇聚氧乙烯醚。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例3
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂硬脂酸聚氧乙烯酯1%,羟基亚乙基二膦酸0.02%,羟基亚乙基二膦酸四钠0.5%,苯并三氮唑0.1%,乙醇10%,余量为去离子水。其中,硬脂酸聚氧乙烯酯属于一种脂肪酸聚氧乙烯酯。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例4
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂OP-10 1%,柠檬酸0.02%,甘氨酸0.05%,4-羧基苯并三氮唑0.2%,乙醇10%,余量为去离子水。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例5
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺0.5%,乙二胺四乙酸二钠0.1%,三乙醇胺0.8%,5-甲基苯并三氮唑0.2%,乙醇10%,余量为去离子水。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例6
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:本实施例的清洗剂按质量百分比含量包括以下组分:非离子型表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5%,羟乙基乙二胺三乙酸1%,5-甲基苯并三氮唑0.8%,乙二醇5%,余量为去离子水。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例7
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺2%,N-甲基二乙醇胺0.8%,5-甲基苯并三氮唑0.2%,3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇10%,余量为去离子水。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例8
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂十二胺聚氧乙烯醚1.8%,葡萄糖酸0.05%,氨基三亚甲基膦酸0.1%,5-甲基苯并三氮唑0.2%,乙二醇单甲醚20%,余量为去离子水。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
实施例9
一种导电墨水布线用清洗剂,其由如下质量百分含量的组分:非离子型表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺2%,氨基三亚甲基膦酸0.1%,三乙醇胺1%,%2-巯基苯并噻唑0.2%,乙醇16%,二甘醇单甲醚4%,余量为去离子水。
导电墨水布线用清洗剂制备方法参照实施例1中的制备方法。
对比例1
本对比例的清洗剂按质量百分比含量包括以下组分:乙醇30%,N-甲基吡咯烷酮5%,去离子水65%。
对比例2
本对比例的清洗剂按质量百分比含量包括以下组分:非离子型表面活性剂OP-10 3%,乙醇20%,去离子水77%。
对比例3
本对比例的清洗剂按质量百分比含量包括以下组分:非离子型表面活性剂OP-10 1%,柠檬酸2%,乙醇20%,去离子水77%。
对比例4
本对比例的清洗剂按质量百分比含量包括以下组分:乙二胺四乙酸二钠0.1%,三乙醇胺0.8%,5-甲基苯并三氮唑0.2%,乙醇20%,去离子水78.9%。
应用实施例
将上述实施例1-9导电墨水布线用清洗剂和对比例1-4中的清洗剂分别用于清洗布线电路。具体清洗方法如下:
将导电墨水在基材表面上均匀涂布形成导电墨水涂层后,在100℃鼓风干燥箱中烘烤20分钟后,利用光掩膜版进行UV光烧结形成布线。光烧结后将布线电路分别放入上述实施例1-9导电墨水布线用清洗剂和对比例1-4中的清洗剂中超声清洗10分钟,超声功率密度设置0.5W/cm2,超声频率设置为40kHz。再分别用去离子水超声清洗5分钟,超声功率密度和超声频率设置同上。接着用先冷风吹除布线电路表面的大部分液体,最后用热风烘干。
其中,实施例1-4、6、7、8和对比例1、2、3均是在用纳米铜银合金导电墨水在PET薄膜表面上均匀涂布形成纳米铜银合金导电墨水涂层,实施例5和对比例4均是在用纳米银导电墨水在PET薄膜表面上均匀涂布形成纳米银导电墨水涂层,实施例9是在用纳米铜导电墨水在PI薄膜表面上均匀涂布形成纳米铜导电墨水涂层,
相关性能测试结果
将应用实施例中清洗处理的印刷电子电路板分别进行外观测评。测评结果如下:
1.采用实施例1、2、5中的导电墨水布线用清洗剂对布线电路清洗并烘干后,分别对干燥后的布线电路进行测评,发现在基板上未烧结的导电墨水涂层区域均被清除干净,布线电路表面光洁。将3份清洗后的布线电路样品均在空气环境中放置1个月后,再次对布线电路进行测评,并进行金相分析,其中,采用实施例1中导电墨水布线用清洗剂清洗的布线电路样品金相显微镜照片如图1所示,采用实施例2中导电墨水布线用清洗剂清洗的布线电路样品金相显微镜照片如图2所示,采用实施例5中导电墨水布线用清洗剂清洗的布线电路样品金相显微镜照片如图3所示。由图1-3照片可知,3份清洗后的布线电路样品在空气中放置1个月后,其表面依然能够保持良好的光泽,无明显腐蚀现象发生。
2.采用实施例3、4、6-9中的导电墨水布线用清洗剂对布线电路清洗并烘干后,分别对干燥后的布线电路进行评测,发现在基板上未烧结的导电墨水涂层区域均被清除干净,布线电路表面光洁。将6份清洗后的布线电路样品均放置在空气环境中放置1个月后,再次对布线电路进行评测,该6份清洗后的布线电路样品在空气中放置1个月后,其表面依然能够保持良好的光泽,无明显腐蚀现象发生。
3.采用对比例1-4中的清洗剂对布线电路清洗并在烘干后,分别对干燥后的布线电路进行测评。测评结果如下:
对比例1中在基板上未烧结的导电墨水涂层区域没有被清除干净,而且在PET基材上仍残留零星污点,布线电路表面仍有有机残留物和金属氧化物。将对比例1中的布线电路在空气环境中放置1个月后,其表面光泽变暗,说明有腐蚀现象发生,其金相显微镜照片见图4。
对比例2中在基板上未烧结的导电墨水涂层区域虽被清除干净,但布线电路表面依然存在金属氧化物,其光泽较暗。将对比例2中的布线电路在空气环境中放置1个月后,其表面光泽进一步变暗,说明有腐蚀现象发生。
对比例3中在基板上未烧结的导电墨水涂层区域被清除干净,布线电路表面光洁,但是对比例3中的布线电路在空气环境中放置1个月后,发现其表面光泽变暗,说明有氧化现象发生,其金相显微镜照片见图5,说明清洗后的布线电路没有得到有效的保护,导致其表面发生氧化。
对比例4中在基板上未烧结的导电墨水涂层区域没有被清除干净,而且在PET基材上仍残留零星污点,布线电路表面仍有有机残留物。布线电路在空气环境中放置1个月后,其表面保持较好的光泽,无严重腐蚀现象发生,其金相显微镜照片见图6。
为了方便观察结果,将上述实施例1-9和对比例1-4中清洗剂的清洗效果测评结果进行统计,统计结果如下表1所示。
表1
注:表1中的各符号表示的含义如下:
未烧结导电墨水涂层区域清洗效果评价说明:
◎ 清洗效果优异
○ 清洗效果良好
△ 清洗效果一般
╳ 清洗效果不佳
布线电路表面清洗效果评价说明:
◎ 清洗效果优异
○ 清洗效果良好
△ 清洗效果一般
╳ 清洗效果不佳
放置1个月后布线电路表面腐蚀情况评价说明:
◎ 无腐蚀
○ 轻微腐蚀
△ 中等腐蚀
╳ 严重腐蚀
综合上述测评结果可知,本发明实施例导电墨水布线用清洗剂由于添加非离子型表面活性剂、金属络合剂和缓蚀剂,不仅能提高导电墨水布线电路的清洗效果,还能提高布线电路的抗腐蚀性。本发明实施例导电墨水布线用清洗剂能解决印刷电子工艺中导电墨水布线电路残留物多的问题,减少缺陷,从而提高元器件的可靠性和良率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种导电墨水布线用清洗剂,包括非离子型表面活性剂、金属络合剂、缓蚀剂和溶剂,以所述导电墨水布线用清洗剂总质量百分比为100%计,所述非离子型表面活性剂含量为0.1~10%,所述金属络合剂含量为0.01~5%、所述缓蚀剂含量为0.01~1%。
2.根据权利要求1所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述非离子型表面活性剂含量为1~5%,所述金属络合剂含量为0.05~3%、所述缓蚀剂含量为0.1~0.5%。
3.根据权利要求1所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述溶剂为有机溶剂与水的混合溶液,其中,所述有机溶剂在所述导电墨水布线用清洗剂中的含量为1~30%。
4.根据权利要求1-3任一所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述非离子型表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的任一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1-3任一所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述金属络合剂选自有机羧酸、有机羧酸盐、有机膦酸、有机膦酸盐、氨基酸、氨基酸盐、氨基多羧酸化合物、氨基多羧酸盐、有机胺的任一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求5所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述有机羧酸选自醋酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、没食子酸、水杨酸、磺基水杨酸、葡萄糖酸中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述有机膦酸选自甲基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、亚乙基二膦酸、羟基亚乙基二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、己二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、双-1,6-亚己基三胺五亚甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、2-羟基膦酰基乙酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、组氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸、精氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、脯氨酸中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述氨基多羧酸化合物选自氨三乙酸、乙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二羟乙基乙二胺二乙酸、1,3-丙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、羟乙基亚氨基二乙酸、二乙烯三胺五乙酸、乙二胺二琥珀酸中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述有机胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺、N-甲基单乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、二甘醇胺中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述有机羧酸盐、有机膦酸盐、氨基酸盐或/和氨基多羧酸盐为铵盐、钾盐和钠盐中的任一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1-3任一所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、4-甲基苯并三氮唑、5-甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三氮唑、1-羟甲基苯并三氮唑、4-羧基苯并三氮唑、苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、1-苯基-4-甲基咪唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述有机溶剂选自醇类、醇醚类溶剂中的任一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求7所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述醇类溶剂选自乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇中的任一种或两种以上的组合;或/和
所述醇醚类溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二丙二醇单甲醚中的任一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求1-3、6、8任一所述的导电墨水布线用清洗剂,其特征在于:所述导电墨水布线用清洗剂的pH为2~12。
10.一种印刷电子电路板的清洗方法,包括如下步骤:
将经导电墨水布线得到的电路板置于如权利要求1-9任一所述的导电墨水布线用清洗剂中并进行超声处理。
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