CN109375482A - Pcb显影液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种PCB显影液及其制备方法，PCB显影液包括如下质量份的各组：二甘醇胺5份‑20份；柠檬酸2份‑6份；聚醚胺0.5份‑5份；己二醇3份‑10份；水60份‑80份。上述PCB显影液，二甘醇胺是一种带醚基的醇胺溶剂，其分子结构中的胺基能皂化光刻胶中的活性基团羧基，同时醚基和羟基的存在使得其对光刻胶具有良好的溶解作用。通过在显影液中加入柠檬酸，柠檬酸与二甘醇胺中和生成相应的柠檬酸胺，这不仅降低整体显影液的pH，同时构筑了一个二甘醇胺、柠檬酸胺二元缓冲体系，有利于保持显影液pH的稳定；相对恒定的pH有利于保持显影效果的稳定，能够降低显影不良率。能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽。

Description

PCB显影液及其制备方法

技术领域

本发明涉及线路板生产技术领域，特别是涉及一种PCB显影液及其制备方法。

背景技术

随着集成电路的不断发展，PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)表面导线间距越来越窄，对其导线的宽度控制提出了更高的要求。显影作为PCB制造过程中的关键工序，直接影响整体产品的质量。

目前很多PCB生产厂家，依然采用传统的显影方法，即用无机碳酸盐，如碳酸钠、碳酸钾等，的稀溶液在30℃左右的常温条件下显影。采用无机碳酸盐存在很多缺点，如显影精度不高、产生大量残渣以及槽液使用寿命短等。为了解决这一问题很多生产企业使用有机显影液来显影，有机显影液其主要成分为有机碱、助溶剂和表面活性剂等。如中国专利CN102063024B公开了一种显影液组成物，其主要是由碱性化合物、表面活性剂、渗透剂等构成；此类显影液虽不会产生残渣，显影效果较碳酸盐有一定的提高；但随着显影的进行，光刻胶不断消耗显影液中的碱，因而造成显影效果不稳定，显影不良率较高。与此同时，由于光刻胶不断溶解于显影液中，显影液的体系受到影响，使得显影液使用时间较短，光刻胶累积到一定程度就需换显影槽以使用新的显影液，操作较为繁琐。中国专利CN 107942624A公开了一种用于PCB板的高精度洁净显影液，其显影液主要成分为有机碱、表面活性剂、助溶剂和悬浮分散剂等。此类显影液也是采用有机碱代替碳酸盐，通过表面活性剂和助溶剂的辅助，提高其对光刻胶的渗透和溶解。此类显影液也同样存在显影效果不稳定，使用寿命较短的问题。

因此寻找一种显影效果稳定以及耐用的显影液是一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种显影效果稳定、能够降低显影不良率以及能够提高使用时间的PCB显影液及其制备方法。

一种PCB显影液，包括如下质量份的各组：

在其中一个实施例中，所述己二醇为异己二醇。

在其中一个实施例中，PCB显影液包括如下质量份的各组分：

在其中一个实施例中，PCB显影液包括如下质量份的各组分：

在其中一个实施例中，所述聚醚胺的分子量为230-2000。

在其中一个实施例中，所述水为去离子水。

一种PCB显影液的制备方法，所述PCB显影液为如上任一实施例所述的PCB显影液，所述PCB显影液的制备方法包括如下步骤：

将二甘醇胺、柠檬酸和水进行第一次搅拌混合操作，得到第一混合液；

将聚醚胺和己二醇加入到第一混合液中进行第二次搅拌混合操作，得到所述PCB显影液。

在其中一个实施例中，所述第一次搅拌混合操作的搅拌速度为40转/分钟-50转/分钟，搅拌时间为5分钟-10分钟。

在其中一个实施例中，所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度为40转/分钟-50转/分钟，搅拌时间为5分钟-10分钟。

在其中一个实施例中，所述第一次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间与所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间均相同。

上述PCB显影液，通过采用5份-20份的二甘醇胺，二甘醇胺是一种带醚基的醇胺溶剂，其分子结构中的胺基能皂化光刻胶中的活性基团羧基，同时醚基和羟基的存在使得其对光刻胶具有良好的溶解作用。通过在显影液中加入柠檬酸，尤其是2份-6份的柠檬酸和5份-20份的二甘醇胺共同使用时，柠檬酸与二甘醇胺中和生成相应的柠檬酸胺，这不仅降低整体显影液的pH，同时构筑了一个二甘醇胺、柠檬酸胺二元缓冲体系，有利于保持显影液pH的稳定；相对恒定的pH有利于保持显影效果的稳定，能够降低显影不良率。聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端为胺基的聚合物；通过加入0.5份-5份的聚醚胺，其与5份-20份的二甘醇胺和2份-6份的柠檬酸共同使用时，聚醚胺分子中的多个胺基能与溶解于显影液中的羧基化合物重新结合，使其重新聚集于液面，通过溢流排出，从而使得显影液中光刻胶溶解量始终保持在一个较低水平，使得显影液耐用，能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽。通过加入3份-10份的己二醇，其与二甘醇胺、柠檬酸和聚醚胺一起使用时，己二醇的加入能增强整体显影液对光刻胶的渗透和溶解作用，进一步提升显影能力。本发明选用高性能的己二醇与二甘醇胺组合柠檬酸和聚醚胺，通过四者协同作用，在保持显影液pH稳定的同时，能将光刻胶溶解物重新聚集，通过溢流自净，使得其具有稳定、耐用的显影效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的PCB显影液的制备方法的步骤示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如，一种PCB显影液，包括如下质量份的各组：

上述PCB显影液，通过采用5份-20份的二甘醇胺，二甘醇胺是一种带醚基的醇胺溶剂，其分子结构中的胺基能皂化光刻胶中的活性基团羧基，同时醚基和羟基的存在使得其对光刻胶具有良好的溶解作用。通过在显影液中加入柠檬酸，尤其是2份-6份的柠檬酸和5份-20份的二甘醇胺共同使用时，柠檬酸与二甘醇胺中和生成相应的柠檬酸胺，这不仅降低整体显影液的pH，同时构筑了一个二甘醇胺、柠檬酸胺二元缓冲体系，有利于保持显影液pH的稳定；相对恒定的pH有利于保持显影效果的稳定，能够降低显影不良率。聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端为胺基的聚合物；通过加入0.5份-5份的聚醚胺，其与5份-20份的二甘醇胺和2份-6份的柠檬酸共同使用时，聚醚胺分子中的多个胺基能与溶解于显影液中的羧基化合物重新结合，使其重新聚集于液面，通过溢流排出以达到溢流自净的效果，从而使得显影液中光刻胶溶解量始终保持在一个较低水平，使得显影液耐用，能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽。通过加入3份-10份的己二醇，其与二甘醇胺、柠檬酸和聚醚胺一起使用时，己二醇的加入能增强整体显影液对光刻胶的渗透和溶解作用，进一步提升显影能力。本发明选用高性能的己二醇与二甘醇胺组合柠檬酸和聚醚胺，通过四者协同作用，在保持显影液pH稳定的同时，能将光刻胶溶解物重新聚集，通过溢流自净，使得其具有稳定、耐用的显影效果。又如，所述PCB显影液为显影液。

在其中一个实施例中，所述己二醇为异己二醇，如此，异己二醇的加入能够进一步能增强整体显影液对光刻胶的渗透和溶解作用，进一步提升显影液的显影能力。

优选的，在其中一个实施例中，PCB显影液包括如下质量份的各组分：

如此，通过采用如上质量份的各组分的PCB显影液，能够对光刻胶具有更好的溶解作用，且使用过程中，显影液的pH较为稳定，有利于保持显影效果的稳定，能够降低显影不良率。能够进一步使得显影液中光刻胶溶解量始终保持在一个较低水平，使得显影液耐用，能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽。通过采用7份-9份的异己二醇与0.8份-1.5份的二甘醇胺组合3份-5份的柠檬酸和0.8份-1.5份的聚醚胺，通过四者协同作用，在进一步地保持显影液pH稳定的同时，能更好地将光刻胶溶解物重新聚集，通过溢流自净，使得其具有稳定、耐用的显影效果。

更优选的，在其中一个实施例中，PCB显影液包括如下质量份的各组分：

如此，采用如上质量份的各组分的PCB显影液，经申请人研究发现，能够使得PCB显影液的使用寿命进一步延长，其合格率较好。经过显影处理的PCB板的数量为680片时，其合格率达到98.5％，表面采用如上质量份的各组分的PCB显影液具有较好的显影效果，能够较好地降低显影不良率。且显影液耐用，能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽，使得操作便捷性较好。

在其中一个实施例中，所述聚醚胺的分子量为230-2000。如此，采用分子量为230-2000的聚醚胺，其分子中的多个胺基能较好地与溶解于显影液中的羧基化合物重新结合，使其重新聚集于液面，通过溢流排出。因而显影液中光刻胶溶解量始终较好地保持在一个较低水平，使得显影液耐用，长时间无需换槽。在其中一个实施例中，所述水为去离子水。如此，提高减少水中杂质对显影液中各成分的影响。

更优选的，PCB显影液包括如下质量百分比的各组分：

如此，显影效果更为稳定，使用寿命能够进一步延长，且合格率较好。

上述PCB显影液，通过采用5份-20份的二甘醇胺，二甘醇胺是一种带醚基的醇胺溶剂，其分子结构中的胺基能皂化光刻胶中的活性基团羧基，同时醚基和羟基的存在使得其对光刻胶具有良好的溶解作用。通过在显影液中加入柠檬酸，尤其是2份-6份的柠檬酸和5份-20份的二甘醇胺共同使用时，柠檬酸与二甘醇胺中和生成相应的柠檬酸胺，这不仅降低整体显影液的pH，同时构筑了一个二甘醇胺、柠檬酸胺二元缓冲体系，有利于保持显影液pH的稳定；相对恒定的pH有利于保持显影效果的稳定，能够降低显影不良率。聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端为胺基的聚合物；通过加入0.5份-5份的聚醚胺，其与5份-20份的二甘醇胺和2份-6份的柠檬酸共同使用时，聚醚胺分子中的多个胺基能与溶解于显影液中的羧基化合物重新结合，使其重新聚集于液面，通过溢流排出，从而使得显影液中光刻胶溶解量始终保持在一个较低水平，使得显影液耐用，能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽。通过加入3份-10份的己二醇，其与二甘醇胺、柠檬酸和聚醚胺一起使用时，己二醇尤其是异己二醇的加入能增强整体显影液对光刻胶的渗透和溶解作用，进一步提升显影能力。本发明选用高性能的己二醇与二甘醇胺组合柠檬酸和聚醚胺，通过四者协同作用，在保持显影液pH稳定的同时，能将光刻胶溶解物重新聚集，通过溢流自净，使得其具有稳定、耐用的显影效果。

本发明还提供一种PCB显影液的制备方法，所述PCB显影液为如上任一实施例所述的PCB显影液，请参阅图1，所述PCB显影液的制备方法包括如下步骤：

S110：将二甘醇胺、柠檬酸和水进行第一次搅拌混合操作，得到第一混合液；

本实施例中，通过将二甘醇胺、柠檬酸和水进行第一次搅拌混合操作，得到第一混合液，以使得将二甘醇胺、柠檬酸和水能够较好地混合。

在其中一个实施例中，所述第一次搅拌混合操作的搅拌速度为40转/分钟-50转/分钟，搅拌时间为5分钟-10分钟。如此，能够较好地将二甘醇胺、柠檬酸和水混合。

在其中一个实施例中，将二甘醇胺、柠檬酸和水放入反应釜进行第一次搅拌混合操作，得到第一混合液。如此，能够较好地进行第一次搅拌混合操作。

S120：将聚醚胺和己二醇加入到第一混合液中进行第二次搅拌混合操作，得到所述PCB显影液。

通过将聚醚胺和己二醇加入到第一混合液中进行第二次搅拌混合操作，得到所述PCB显影液。在其中一个实施例中，所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度为40转/分钟-50转/分钟，搅拌时间为5分钟-10分钟。在其中一个实施例中，所述第一次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间与所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间均相同。当然，第一次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间与所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间也可以不同。如此，能够较好地进行第二次搅拌混合操作。

上述PCB显影液的制备方法制备得到的PCB显影液，显影效果更为稳定，使用寿命能够进一步延长，且合格率较好。

在其中一个实施例中，如上任一实施例中的PCB显影液采用如下PCB显影液的使用方法，能够进一步提高PCB显影的显影效果和使用寿命，且合格率较好。所述PCB显影液的使用方法具体为：所述PCB显影液的工作浓度为10％，即采用PCB显影液的稀释液，稀释10倍后进行显影操作，显影的温度为25摄氏度-35摄氏度，显影时间为30秒。优选的，将待显影的PCB板，放入30℃的10％显影液溶液中显影30秒，取出，用纯水漂洗3次，自然晾干10min。如此，能够取得较好的显影效果，且显影液经久耐用。

下面给出具体实施例。

实施例1

本实施例中的PCB显影液包括如下质量的各组分：

上述PCB显影液的制备方法如下：将二甘醇胺、柠檬酸和水按照上述重量依次加入到反应釜中进行第一次搅拌混合操作，搅拌速度为40转/分钟，搅拌时间为8分钟，得到第一混合液。再往第一混合液中依次加入上述重量的聚醚胺(分子量230)和异己二醇，再进行第二次搅拌混合操作，搅拌速度为40转/分钟，搅拌时间为8分钟，即可得到本实施例稳定耐用的PCB显影液。

显影效果测试：

试验方法：将待显影的PCB板，放入常温(30℃)的10％PCB显影液溶液中显影30秒，取出，用纯水漂洗3次，自然晾干10min，用放大镜观察显影效果，记录同一槽显影液所能处理PCB板的数量，并统计合格率。记录数据并列如表1中。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中的PCB显影液包括如下质量的各组分：

本实施例显影性能测试方法同实施例1，其测试结果如表1所示。

实施例3

与实施例1不同的是，本实施例中的PCB显影液包括如下质量的各组分：

本实施例显影性能测试方法同实施例1，其测试结果如表1所示。

对比例1

本对比例中显影液由如下重量的组分组成：

本对比例显影液的制备方法如下：将氢氧化四甲基铵、聚氧乙烯脂肪胺、烷基三甲基铵盐、磷酸酯和水按照上述重量依次加入到反应釜中，搅拌10分钟，搅拌转速为50转/分钟，即可得到本对比例显影液。

本对比例显影性能测试方法同实施例1，其测试结果如表1所示。

对比例2

本对比例中显影液由如下重量的组分组成：

对比例显影液的制备方法如下：将四甲基氢氧化铵、三乙醇胺、脂肪胺聚氧乙烯醚、乙醇、蔗糖酯、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚和去离子水按照上述重量依次加入到反应釜中，搅拌10分钟，搅拌转速为50转/分钟，即可得到本对比例显影液。

本对比例显影性能测试方法同实施例1，其测试结果如表1所示。

以上各实施例及对比例的测试结果为：

表1各实施例及对比例的测试结果

	处理PCB板的数量(片)	合格率(％)
			实施例1	680	98.5
实施例2	540	98.1
			实施例3	570	98.2
对比例1	250	90.4
			对比例2	280	91.8

通过表1可以看出，实施例1、2、3处理PCB板的数量以及合格率都远高于对比例1和2。对比实施例1和实施例2可以看出适当增加二甘醇胺和柠檬酸的含量能显著增加处理PCB板的数量。通过实施例1与实施例3可以看出聚醚胺和异己二醇也是影响显影液耐用性的一个重要因素。此外实施例1、2、3槽液在溢流开启条件下，槽液基本透亮，而对比例1和2槽液完全混浊，由此可以看出，通过显影液的自净使得溶解于其中的光刻胶重新聚集于液面，能明显提高显影液的耐用性。

因此，可以得出：本发明提供的PCB显影液，稳定耐用，且PCB显影液具有稳定良好的显影效果以及耐用性，因此具有良好的实用价值。

上述PCB显影液，通过采用5份-20份的二甘醇胺，二甘醇胺是一种带醚基的醇胺溶剂，其分子结构中的胺基能皂化光刻胶中的活性基团羧基，同时醚基和羟基的存在使得其对光刻胶具有良好的溶解作用。通过在显影液中加入柠檬酸，尤其是2份-6份的柠檬酸和5份-20份的二甘醇胺共同使用时，柠檬酸与二甘醇胺中和生成相应的柠檬酸胺，这不仅降低整体显影液的pH，同时构筑了一个二甘醇胺、柠檬酸胺二元缓冲体系，有利于保持显影液pH的稳定；相对恒定的pH有利于保持显影效果的稳定，能够降低显影不良率。聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端为胺基的聚合物；通过加入0.5份-5份的聚醚胺，其与5份-20份的二甘醇胺和2份-6份的柠檬酸共同使用时，聚醚胺分子中的多个胺基能与溶解于显影液中的羧基化合物重新结合，使其重新聚集于液面，通过溢流排出，从而使得显影液中光刻胶溶解量始终保持在一个较低水平，使得显影液耐用，能够提高显影液的使用时间，较长时间内无需换槽。通过加入3份-10份的己二醇，其与二甘醇胺、柠檬酸和聚醚胺一起使用时，己二醇的加入能增强整体显影液对光刻胶的渗透和溶解作用，进一步提升显影能力。本发明选用高性能的己二醇与二甘醇胺组合柠檬酸和聚醚胺，通过四者协同作用，在保持显影液pH稳定的同时，能将光刻胶溶解物重新聚集，通过溢流自净，使得其具有稳定、耐用的显影效果。

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。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。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 (10)

1.一种PCB显影液，其特征在于，包括如下质量份的各组：

2.根据权利要求1所述的PCB显影液，其特征在于，所述己二醇为异己二醇。

3.根据权利要求2所述的PCB显影液，其特征在于，PCB显影液包括如下质量份的各组分：

4.根据权利要求3所述的PCB显影液，其特征在于，PCB显影液包括如下质量份的各组分：

5.根据权利要求4所述的PCB显影液，其特征在于，所述聚醚胺的分子量为230-2000。

6.根据权利要求1所述的PCB显影液，其特征在于，所述水为去离子水。

7.一种PCB显影液的制备方法，其特征在于，所述PCB显影液为如权利要求1至6中任一项所述的PCB显影液，所述PCB显影液的制备方法包括如下步骤：

将二甘醇胺、柠檬酸和水进行第一次搅拌混合操作，得到第一混合液；

将聚醚胺和己二醇加入到第一混合液中进行第二次搅拌混合操作，得到所述PCB显影液。

8.根据权利要求7所述的PCB显影液的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌混合操作的搅拌速度为40转/分钟-50转/分钟，搅拌时间为5分钟-10分钟。

9.根据权利要求8所述的PCB显影液的制备方法，其特征在于，所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度为40转/分钟-50转/分钟，搅拌时间为5分钟-10分钟。

10.根据权利要求9所述的PCB显影液的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间与所述第二次搅拌混合操作的搅拌速度和搅拌时间均相同。