CN109880699B - 一种显影中和剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显影中和剂，其涉及印刷线路板领域，旨在解决现有印刷线路板在图案转移的显影过程中板面易产生scum的问题，其技术要点包括以下重量份：表面活性剂50‑89份；螯合剂20‑65份；消泡剂15‑56份；分散剂12‑36份，蒸馏水150‑200份，本发明可以抑制光起始剂与光聚合单体继续聚合，进而有效抑制scum和sludge的产生，而且槽液所用的清洗用水大大减少，生产良率提高，对内外层显影后干膜光阻剂残留导致的铜点、缺口、开路不良有明显改善效果。

Description

一种显影中和剂

技术领域

本发明涉及印刷线路板领域，更具体地说，它涉及一种显影中和剂。

背景技术

在电路板的制造过程中，其曝光过程为聚合反应，以苯甲酰甲酸甲酯为光起始剂，在光照的条件下生成自由基，催化丙烯酸甲酯光聚合单体进行聚合，但是，光起始剂在无尘室曝光房未能完全反应完毕，到显影槽时，由于环境中散布着各种光和热，所以光起始剂会持续与光聚合单体继续聚合，但由于能量或时间不足，聚合度高于单体，却远低于经曝光后的干膜，此类聚合后的物质微溶于碱但又没办法固定附着于铜面，导致后续蚀刻时因为此物质导致短路(酸性蚀刻)或开路(碱性蚀刻)，这种物质残留在生产板面时称为scum，落入设备持续聚合直到聚合完毕的为sludge，会降低线路板的生产良率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种显影中和剂，可以有效抑制光起始剂与光聚合单体继续聚合，进而有效抑制scum的产生提高线路板的生产良率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种显影中和剂，包括以下重量份：

通过采取上述技术方案，光起始剂苯甲酰甲酸甲酯在光照的条件下，酰基中氧原子上的电子云和酯基中氧原子上的电子云均向碳原子上转移，导致酰基与酯基之间的碳链断开，形成自由基

加入表面活性剂可以分散并中和自由基电性，进而阻止光聚合；同时加入螯合剂，通过配位作用，与水中的钙镁离子形成螯合物，进而可以改善水质；加入消泡剂可以降低表面张力，从而降低scum与其他聚合物或铜面的附着力，经水洗后带走；加入分散剂将可以促使scum溶解，进而被清洗掉，进而本发明在可以有效抑制光起始剂与光聚合单体继续聚合的同时，也可以使生成的scum很容易被清理掉，进而提高线路板的生产良率。

本发明的进一步设置为，所述表面活性剂为吐温、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

通过采取上述技术方案，吐温、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠均是常用的表面活性剂，由于其具有疏水基和亲水基，在溶液中可以聚集形成胶束，但是胶束的稳定性很差，因此胶束可以吸引自由基

和

以保持本身的电中性，进而对自由基达到了中和和分散的作用，可以避免scum的生成。

本发明的进一步设置为，所述吐温为吐温-20、吐温-60或吐温-80中的一种或多种。

通过采取上述技术方案，吐温又称聚山梨酸酯，其分类众多，其中吐温-60为硬脂酸酯；吐温-80为油酸酯；吐温-20为月桂酸酯，他们的作用力更加温和，在抑制scum的产生的同时也具有较好的乳化作用，可以促使scum经过乳化作用后溶于水中，便于清理。

本发明的进一步设置为，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的烷基碳原子个数为13-17，聚合度n为16-19。

通过采取上述技术方案，脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为RO(CH₂CH₂O)nH，其性质可以根据烷基R中碳原子个数和聚合度n的改变而改变，当聚合度n为16-19的时候，其亲水基和疏水基的数量可以使脂肪醇聚氧乙烯醚形成更加均匀的胶束，使脂肪醇聚氧乙烯醚对自由基的作用最明显，同时，当烷基碳原子个数为13-17的时候，脂肪醇聚氧乙烯醚具有很好的渗透性，可以加强对自由基的作用。

本发明的进一步设置为，所述烷基糖苷的烷基碳原子个数为11-15，聚合度n为2-3。

通过采取上述技术方案，烷基糖苷的性质可以根据烷基R中碳原子个数和聚合度n的改变而改变，当将烷基糖苷的碳原子个数调为11-15，聚合度n调为2-3的时候，可以形成更加均匀的胶束，更加明显地分散和中和自由基电性，抑制光起始剂会与光聚合单体继续聚合，避免生成scum，避免蚀刻过程中产生短路或开路的问题，提高线路板的生产良率。

本发明的进一步设置为，所述螯合剂为酒石酸钾钠、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠中的一种或多种。

通过采取上述技术方案，酒石酸钾钠、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠均具有良好金属离子络合能力，可以很好地与水中的钙镁离子形成螯合物，然后在用使对线路板进行清理时，将酒石酸钾钠、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠与scum形成的螯合物一起被水冲走，进而不残留在板面，便于清理。

本发明的进一步设置为，所述消泡剂为聚醚消泡剂。

通过采取上述技术方案，聚醚消泡剂属非离子表面活性剂消泡效果比常规消泡剂强2～3倍，而且具有毒性低、表面活性高、PH适应范围广、表面张力低、铺展速度快等特点，而且聚醚消泡剂在水中以状态存在，稳定性高，与其他表面活性剂相容性好。

本发明的进一步设置为，所述分散剂为烷基萘磺酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。

通过采取上述技术方案，烷基萘磺酸钠中烷基和磺酸基的存在，使烷基萘磺酸钠不仅具有亲水性又具有亲油性，聚甲基丙烯酸甲酯则带有酯基，使其具有很好的乳化作用，均可以很好地对scum进行溶解，使其跟随水一起被冲走。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明加入表面活性剂可以分散并中和自由基电性，进而阻止光起始剂与光聚合单体发生光聚合，抑制了scum的产生，提高了线路板的良率；

2.本发明加入酒石酸钾钠、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠中的一种或多种作为螯合剂，通过钙镁离子作为中心原子提供空轨道，酒石酸钾钠、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠作为配体，其上的孤电子对被钙镁离子的空轨道接收，形成配位键，进而螯合剂与水中的钙镁离子形成螯合物，改善水质；

3.本发明加入消泡剂可以降低表面张力，从而降低scum与其他聚合物或铜面的附着力，经水洗后带走，可以节约清洗水用量；

4.本发明加入分散剂将可以很好地对scum进行溶解，使其跟随水一起被冲走，便于清理。

附图说明

图1为本发明中烧杯试验对比的实验结果展示图。

图2为本发明中板面情况的实验结果展示图。

图3为本发明中槽壁、水洗过滤网、水清洁度的实验结果展示图。

图4为本发明中干膜侧壁SEM分析的实验结果展示图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种显影中和剂，包括以下重量份：

其中：

表面活性剂为吐温-20和吐温-60，按重量份混合比例为1:1。

螯合剂为酒石酸钾钠。

消泡剂为SI-X221聚醚改性硅油。

分散剂为烷基萘磺酸钠。

实施例二：

一种显影中和剂，包括以下重量份：

其中：

表面活性剂为烷基糖苷、十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠，按重量份混合比例为1：1：1；脂肪醇聚氧乙烯醚的烷基碳原子个数为13，聚合度n为16。

螯合剂为柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠。

消泡剂为SI-X221聚醚改性硅油。

分散剂为烷基萘磺酸钠。

实施例三：

一种显影中和剂，包括以下重量份：

其中：

表面活性剂为吐温-20和脂肪醇聚氧乙烯醚，按重量份混合比例1:2；

脂肪醇聚氧乙烯醚的烷基碳原子个数为13，聚合度n为18。

螯合剂为乙二胺四乙酸钠。

消泡剂为SI-X221聚醚改性硅油。

分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯。

实施例四：

一种显影中和剂，包括以下重量份：

其中：

表面活性剂为吐温-60和十二烷基硫酸钠，按重量份混合比例1:1。

螯合剂为酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸钠，按重量份混合比例1:1。

消泡剂为SI-X221聚醚改性硅油。

分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯。

实施例五：

一种显影中和剂，包括以下重量份：

表面活性剂为烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚，按重量份按重量份混合比例1:1；脂肪醇聚氧乙烯醚的烷基碳原子个数为14，聚合混合度n为16；

烷基糖苷的烷基碳原子个数为15，聚合度n为3。

螯合剂为乙二胺四乙酸钠。

消泡剂为SI-X221聚醚改性硅油。

分散剂为烷基萘磺酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯，按重量份混合比例1:1。

性能检测：

1.烧杯试验对比(干膜凝聚状况对比)：

检测原理：显影液中的干膜成分含有未聚合的光致抗蚀剂高分子，遇酸会发生聚合，形成粘稠的结晶物附着烧杯杯底，水洗不干净。

实验步骤：(1)取10ml的显影槽液加纯水稀释成20毫升，分别添加实施例一至五中的中和剂2ml，添加50％硫酸50ml中和至pH值小于3，搅拌均匀；

(2)取10ml的显影槽液加纯水稀释成20毫升，不添加中和剂，添加50％硫酸50ml中和至pH值小于3，搅拌均匀；

(3)如图1所示(其中A为添加中和剂，B为未添加中和剂)：添加实施例一至五中的中和剂的显影槽液用滤纸过滤后的烧杯如A组图所示，无固体物质产生，未添加中和剂的空白组如B组图所示，有絮状物沉淀物析出，说明中和剂起效。

2.板面情况:

如图2所示(其中A为未添加中和剂，B为添加中和剂)，加入实施例一至五中的中和剂后，板面情况如B组图所示，相比于未添加中剂的A组图，B组图板面情况正常(无异色，无氧化)；

3.槽壁b、水洗过滤网c、水清洁度a对比：在显影后的第一道水洗时加入实施例一至五中的中和剂；

如图3所示(其中A为未添加中和剂，B为添加中和剂)，加入实施例一至五中的中和剂的槽壁b、水洗过滤网c和水清洁度a的情况如B组图所示，槽壁b干，水洗过滤网c更为清洁，水清洁度a较清澈，相比于未添加中和剂的A组图，未加入中和剂的槽壁b、水洗过滤网c有少量干膜渣残留，水清洁度a污浊，因此可以得知，加入中和剂后，对槽壁b、水洗过滤网c的清洗作用的水会大大减少，达到节能减排的目的；

4.干膜侧壁SEM分析：对实施例一至五中的中和剂试用前后的干膜侧壁进行SEM对比：如图4所示(其中A为试验前，B为添加中和剂试验后)，添加实施例一至五中的中和剂的干膜侧壁SEM图如B组图所示，相对比与未试验前的A组干膜侧壁SEM图，可看出添加加中和剂后不会对线路产生攻击；

5.良率和补线率追踪：对添加实施例一至五中的中和剂处理过的主板和未添加中和剂处理过的主板进行相关良率开口和缺口做相关统计，结果如下表：

由表可知，通过对添加和不添加中和剂的良率、补线率对比，结果显示添加中和剂比不加中和剂补线率下降44.7％，STEP良率提升了2.63％，由此证明添加中和剂后对缺口、开路不良有明显改善效果。

结论：

本发明可以有效抑制光起始剂与光聚合单体继续发生光聚合，进而避免了scum的产生，进而避免了后续蚀刻时因为scum导致短路(酸性蚀刻)或开路(碱性蚀刻)，提高了线路板的良率，添加中和剂后对缺口、开路不良有明显改善效果，同时，槽壁清理容易，达到了节能减排的目的。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种显影中和剂，其特征在于：由以下重量份组分组成：

表面活性剂 50-89份，螯合剂 20-65份，消泡剂 15-56份，分散剂12-36份，蒸馏水150-200份；

所述表面活性剂为吐温、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种；

所述脂肪醇聚氧乙烯醚的烷基碳原子个数为13-17，聚合度n为16-19；

所述烷基糖苷的烷基碳原子个数为11-15，聚合度n为2-3；

所述螯合剂为酒石酸钾钠、柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠中的一种或多种；

所述消泡剂为聚醚消泡剂；

所述分散剂为烷基萘磺酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的一种显影中和剂，其特征在于：所述吐温为吐温-20、吐温-60或吐温-80中的一种或多种。

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