CN108251840B - 化学剥铜药水及剥铜方法 - Google Patents

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    • C23F1/14—Aqueous compositions
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    • C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof

Abstract

本发明涉及一种化学剥铜药水及剥铜方法，该化学剥铜药水为向水中添加体积终浓度为12‑20％的质量百分含量为45‑55％的硫酸、体积终浓度为20‑28％的质量百分含量为25‑30％的双氧水、质量终浓度为4‑10％的剥铜剂、质量终浓度为4‑10％的稳定剂，终浓度为5‑52g/L的硫酸铜。本发明通过向硫酸‑双氧水药水体系中加入剥铜剂和稳定剂，化学剥铜药水中的双氧水的分解得到很好的控制，改善剥离效果，延长化学剥铜药水的剥离寿命。

Description

化学剥铜药水及剥铜方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制造领域，涉及一种化学剥铜药水及剥铜方法，特别是一种用于电镀夹棍的化学剥铜药水及剥铜方法。
背景技术
在是PCB生产中，一些器件，例如电镀夹棍，需要跟随线路板浸没于电镀液中，因此其表面会沉积一层铜层。在经过一段时间后，需要对铜层进行剥铜处理。
在传统工艺中，剥铜的主要原理是利用工业硝酸与器件表面的铜层进行反应。但这一过程的主要产物是Cu(NO3)2以及酸性废气(黄烟NO2)，不仅对环境产生很大影响，长期工作于此环境也会对员工健康带来危害。
为解决目前传统工艺采用硝酸剥铜中存在废气污染、危害作业人员健康等问题，不含硝酸的硫酸-双氧水药水体系得到广泛应用，但是，这类硫酸-双氧水药水体系普遍存在双氧水易分解的缺陷。
因此，有必要开发一种双氧水分解稳定的化学剥铜药水。
发明内容
基于此，本发明的目的之一是提供一种双氧水分解稳定的化学剥铜药水。
具体的技术方案如下：
一种化学剥铜药水，该化学剥铜药水为水溶液，所述水溶液中含有体积终浓度为12-20％的质量百分含量为45-55％的硫酸、体积终浓度为20-28％的质量百分含量为25-30％的双氧水、质量终浓度为4-10％的MC-32剥铜剂、质量终浓度为4-10％的MC-33剥铜剂、终浓度为5-52g/L的硫酸铜。
在其中一些实施例中，所述水溶液中含有体积终浓度为15-18％的质量百分含量为45-55％的硫酸、体积终浓度为22-25％的质量百分含量为25-30％的双氧水、质量终浓度为4-6％的MC-32剥铜剂、质量终浓度为4-6％的MC-33剥铜剂、终浓度为15-25g/L的硫酸铜。
在其中一些实施例中，所述水溶液中含有体积终浓度为16％的质量百分含量为50％的硫酸、体积终浓度为24％的质量百分含量为27.5％的双氧水、质量终浓度为5％的MC-32剥铜剂、质量终浓度为5％的MC-33剥铜剂，终浓度为20g/L的硫酸铜。
在其中一些实施例中，所述MC-32剥铜剂包括质量百分含量为5-25％的有机钠盐、质量百分含量为0.5-3.5％的表面活性剂；所述MC-33剥铜剂包括质量百分含量为1-5％的有机钠盐、质量百分含量为5-10％的表面活性剂。
本发明的目的还在于提供采用上述剥铜药水进行剥铜的方法。
具体技术方案如下：
一种剥铜方法，包括如下步骤：
按照上述的组分及含量配制化学剥铜药水；
调节化学剥铜药水的温度为48-52℃，采用垂直浸泡或者水平喷淋的方式对待剥铜器件进行剥铜处理。
在其中一些实施例中，所述剥铜处理的过程中还补加该化学剥铜药水，所述补加按照每35-45min添加16-29L。
在其中一些实施例中，该方法还检测所述剥铜处理所得化学剥铜药水中Cu2+浓度，当Cu2+浓度达到55g/L时，需将其更换为新配置的化学剥铜药水。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过向硫酸-双氧水药水体系中加入MC-32剥铜剂及MC-33剥铜剂，化学剥铜药水中的双氧水的分解速度得到很好的控制，双氧水稳定释放氧气，延长了化学剥铜药水的剥离寿命，能够很好地将器件上的单质铜层变成铜氧化物，加速剥离。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的化学剥铜药水及剥铜方法作进一步详细的说明。
本发明实施例采用的MC-32剥铜剂为购自中山市马谦化工技术有限公司的剥铜剂，本发明实施例采用的MC-33剥铜剂为购自中山市马谦化工技术有限公司的剥铜剂。
本发明以下实施例所涉的质量百分含量为45-55％的硫酸、20-28％的质量百分含量为25-30％的双氧水在化学剥铜药水的添加量(终浓度)具体指体积浓度，MC-32剥铜剂、MC-33剥铜剂在化学剥铜药水的添加量(终浓度)具体指质量浓度。
本发明的化学剥铜药水中，硫酸铜具有催化剂的作用，催化双氧水分解成氧气，在50℃左右的温度下，器件上的单质铜层变成铜氧化物，加速剥铜过程；硫酸将生成的铜氧化物溶解生成硫酸铜，从而实现器件上铜层的剥离。
实施例1
本实施例提供一种化学剥铜药水及剥铜方法。
化学剥铜药水的配方见表1,该配方为水中加入如下终浓度的各物质：
剥离方法包括如下步骤：
(1)在炸棍槽中按表1配方配制化学剥铜药水；
(2)采用垂直浸泡方式对电镀夹棍进行剥铜处理，处理过程中化学剥铜药水的温度为50±2℃，所述化学剥铜药水的补加量为每40min添加16L；
(3)当化学剥铜药水中Cu2+的浓度达到55g/L时，更换炸棍槽内的化学剥铜药水。
本实施例对电镀夹棍进行剥铜处理的时间为68秒，剥铜处理后的电镀夹棍干净无残铜，而且产物容易处理(例如硫酸铜可以回收)。
实施例2
本实施例提供一种化学剥铜药水及剥铜方法。
化学剥铜药水的配方见表1,该配方为水中加入如下终浓度的各物质：
剥离方法包括如下步骤：
(1)在炸棍槽中按表1配方配制化学剥铜药水；
(2)采用水平喷淋的方式对电镀夹棍进行剥铜处理，处理过程中化学剥铜药水的温度为50±2℃，所述化学剥铜药水的补加量为每40min添加20L；
(3)当化学剥铜药水中Cu2+的浓度达到55g/L时，更换炸棍槽内的化学剥铜药水。
电镀夹棍进行剥铜处理的时间为68秒，剥铜处理后的电镀夹棍干净无残铜，而且产物容易处理(例如硫酸铜可以回收)。
实施例3
本实施例提供一种化学剥铜药水及剥铜方法。
化学剥铜药水的配方见表1,该配方为水中加入如下终浓度的各物质：
剥离方法包括如下步骤：
(1)在炸棍槽中按表1配方配制化学剥铜药水；
(2)采用水平喷淋的方式对电镀夹棍进行剥铜处理，处理过程中化学剥铜药水的温度为50±2℃，所述化学剥铜药水的补加量为每40min添加29L；
(3)当化学剥铜药水中Cu2+的浓度达到55g/L时，更换炸棍槽内的化学剥铜药水。
电镀夹棍进行剥铜处理的时间为68秒，剥铜处理后的电镀夹棍干净无残铜，而且产物容易处理(例如硫酸铜可以回收)。
对比例1
本对比例是实施例1的对比例，与实施例1的对比之处仅在于，本对比例的化学剥铜药水中不含有MC-32剥铜剂，配方见表2，该配方为水中加入终浓度如下各物质：
对比例2
本对比例是实施例1的对比例，与实施例1的对比之处仅在于，本对比例的化学剥铜药水中不含有MC-33剥铜剂，配方见表2，该配方为水中加入终浓度如下各物质：
对比例3
本对比例是实施例1的对比例，与实施例1的对比之处仅在于，本对比例的化学剥铜药水中采用硫酸钠作为双氧水的稳定剂，配方见表2，该配方为水中加入终浓度如下各物质：
性能测试：
根据表3可知：采用实施例1至3提供配方的化学剥铜药水均能够很好的控制双氧水的分解速度，确保较高的剥铜速率，并且实施例配方的化学剥铜药水能够持续剥铜230min以上，剥铜寿命长。进一步地比较实施例1至3可知，实施例1的效果优于实施例2、3，而实施例2的效果优于实施例3，这说明本发明的化学剥铜药水配方存在相对较优的配方。
根据表3还可知：相对于实施例1而言，不含MC-32剥铜剂的对比例1、不含MC-33剥铜剂的对比例2、用常规稳定剂硫酸钠替代MC-32剥铜剂和MC-33剥铜剂的对比例3，三个对比例的双氧水的分解速度过快而不能很好地实现将器件上的单质铜层变成铜氧化物，从而减慢剥铜过程，相应地失效也快，剥铜寿命也短。这说明，本发明的MC-32剥铜剂与MC-33剥铜剂对于本申请配方的化学剥铜药水的效果是至关重要的。
综上所述，本发明通过向硫酸-双氧水药水体系中加入合适种类的剥铜剂，化学剥铜药水中的双氧水的分解得到很好的控制，改善剥离效果，延长化学剥铜药水的剥离寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种化学剥铜药水，其特征在于，该化学剥铜药水为水溶液，所述水溶液中含有体积终浓度为12-20％的质量百分含量为45-55％的硫酸、体积终浓度为20-28％的质量百分含量为25-30％的双氧水、质量终浓度为4-10％的MC-32剥铜剂、质量终浓度为4-10％的MC-33剥铜剂、终浓度为5-52g/L的硫酸铜。
2.根据权利要求1所述的化学剥铜药水，其特征在于，所述水溶液中含有体积终浓度为15-18％的质量百分含量为45-55％的硫酸、体积终浓度为22-25％的质量百分含量为25-30％的双氧水、质量终浓度为4-6％的MC-32剥铜剂、质量终浓度为4-6％的MC-33剥铜剂、终浓度为15-25g/L的硫酸铜。
3.根据权利要求1所述的化学剥铜药水，其特征在于，所述水溶液中含有体积终浓度为16％的质量百分含量为50％的硫酸、体积终浓度为24％的质量百分含量为27.5％的双氧水、质量终浓度为5％的MC-32剥铜剂、质量终浓度为5％的MC-33剥铜剂，终浓度为20g/L的硫酸铜。
4.一种剥铜方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照权利要求1至3任一项所述的组分及含量配制化学剥铜药水；
调节化学剥铜药水的温度为48-52℃，采用垂直浸泡或者水平喷淋的方式对待剥铜器件进行剥铜处理。
5.根据权利要求4所述的剥铜方法，其特征在于，所述剥铜处理的过程中还补加该化学剥铜药水，所述补加按照每35-45min添加16-29L。
6.根据权利要求5所述的剥铜方法，其特征在于，所述剥铜处理的过程中还补加该化学剥铜药水，所述补加按照每40min添加16L。
7.根据权利要求5所述的剥铜方法，其特征在于，所述剥铜处理的过程中还补加该化学剥铜药水，所述补加按照每40min添加29L。
8.根据权利要求4所述的剥铜方法，其特征在于，该方法还检测所述剥铜处理所得化学剥铜药水中Cu2+浓度，当Cu2+浓度达到55g/L时，需将其更换为新配置的化学剥铜药水。
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