CN109880701A - Pcb干膜显影槽清槽剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCB干膜显影槽清槽剂，属于显影槽清洁剂技术领域，其技术方案要点是，包括按重量份计的如下组分：有机碱10‑15wt%、有机溶剂3‑8wt%、无机碱15‑25wt%、螯合剂8‑12wt%、助洗剂0.5‑1.5wt%、渗透剂0.5‑3wt%、消泡剂2‑8wt%、余量为水；所述有机碱和无机碱均为水溶性碱。本发明的清槽剂具有无刺激性气味、环保无毒害、清洗效果好的特点，采用本发明的清槽剂对显影槽进行清洁可显著增加对显影槽内残留黄色附着物的去除率，尤其是对喷嘴、滚轮等部位难以清理干净残留物的去除效果佳，利于提高PCB显影加工的良品率。本发明还相应公开了一种上述PCB干膜显影槽清槽剂的制备方法及其应用。

Description

PCB干膜显影槽清槽剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及显影槽清洁剂领域，更具体地说，它涉及一种PCB干膜显影槽清槽剂及其制备方法与应用。

背景技术

干膜（Dry film）在PCB涂装中是相对湿膜（Wet film）而言的,干膜是一种高分子的化合物，它通过紫外线的照射后能够产生一种聚合反应形成一种稳定的物质附着于板面，从而达到阻挡电镀和蚀刻的功能。

 干膜显影通常是在盛有显影液的显影槽中进行。水溶性干膜的显影液为1-2％的无水碳酸钠溶液，液温30—40℃。显影的速度在范围内随温度增高而加快，不同的干膜显影温度略有差别，需根据实际情况调整，温度过高会使膜缺乏韧性变脆。显影过程中感光膜未曝光部分的活性基团与碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下来，感光膜中活性基团-COOH与碱液中Na⁺作用生成亲水性集团-COONa,从而把未曝光的部分溶解下来，而曝光部分的干膜不被溶胀。

显影过程产生的干膜残胶、膜碎及干膜分解产生的光敏剂（苯偶姻及衍生物类光敏剂：安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚等；苯偶酰类光敏剂：二苯基乙二酮、二苯基乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等）等形成黄色的残留物附着于显影槽槽壁等处，随着时间推移而容易累积到辊轮和喷嘴上，在后续生产中，容易反粘在板面上而造成PAD污染，对化金、化锡等后续制程造成不良。因而，必须定期采用清槽剂对显影槽进行保养。

现有技术中主要采用普通碱保养法和普通酸保养法对显影槽进行保养。

普通碱保养法，对干膜残胶有良好的效果，但对膜碎及黄色物质基本无明显效果。现有技术中授权公告号为CN102181328B的中国专利公开了一种碱性清槽剂，其包括以下质量百分比计的：20-40%的片碱、20-40%的灭菌剂、5-20%的甲醇。该种清槽剂的主要成分即为氢氧化钠，其对油污、油垢类物质具有较好的去除效果，但无法清洗掉顽固性高分子聚合残留物，且配方中还掺有有毒的甲醇。更甚者，一些市售的清槽剂中还掺有二甲苯类高毒性物质，存在严重危害员工身体健康的问题。

普通酸保养法，如用99.9%的冰醋酸全溶液开缸保养，这种保养方法对干膜碎及黄色物质虽有一定清洗效果，但是存在气味刺鼻及成本高的问题；又如现有技术中申请公开号为CN102757871A的中国专利公开了一种PCB干膜显影槽清洗剂，所述清洗剂由以下重量百分比的溶剂A和溶剂B组成，其中，溶剂A的组成为：磷酸15~20%，乙酸4~10%，余量为水；溶剂B的组成，以溶剂A为基础量：乳化剂3~6%，增溶剂0.5~1%,表面活性剂1~3%；申请公开号为CN108373950A的中国专利公开了一种用于PCB干膜显影槽的清洗剂及其清洗工艺，其由含量为以下质量百分数的组分组成：硫酸10～20％；乙酸10～30％；增溶剂1～5％；表面活性剂0.5～3％；水余量。申请公开号为CN102757871A、CN108373950A的专利公开的清槽剂均是以乙酸（冰醋酸）为基础，并掺入磷酸配合使用，以期减少刺鼻气味的问题。但其仅仅是在一定程度上改善了气味刺鼻的问题，并不能完全解决。同时，此类以酸为基础的清槽剂任然存在对油污及顽固型的高分子残留的去除效果不够理想的问题。

针对上述问题，本发明旨在提供一种环保型的、高清洁效率的PCB干膜显影槽清槽剂及其制备方法与应用。

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PCB干膜显影槽清槽剂，其具有无刺激性气味、环保无毒害、清洗效果好的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种PCB干膜显影槽清槽剂，包括按重量份计的如下组分，

有机碱 10-15wt%

无机碱 15-25wt%

有机溶剂 3-8wt%

螯合剂 8-12wt%

助洗剂 0.5-1.5wt%

渗透剂 0.5-3wt%

消泡剂 2-8wt%

余量为水；

所述有机碱和无机碱均为水溶性碱。

通过采用上述技术方案，至少具有如下效果：1、以无机碱和有机碱相配合，使得清槽剂对残留物具有快速润湿、溶胀、溶解作用，具有高清洁效率和良好的清除率，尤其是对显影槽内黄色残留物去除效果显著；2、上述掺量的螯合剂能够与水体中的钙镁等金属离子络合，减少了金属离子对渗透剂、消泡剂等的负面影响；3、助洗剂的掺入具有促进显影槽内残留物溶胀脱离的作用，利于提高清洗效率；4、渗透剂的掺入能够提高清槽剂对残留物的润湿性，使得残留物能够快速溶胀脱离；5、消泡剂的掺入利于抑制清洁过程中产生的气泡。本发明的具体物质、具体含量的清槽剂，无有毒溶剂掺加、无毒环保、无刺激性气味，且对显影槽内黄色残留物具有极佳的去除效果；6、有机溶剂的掺入可以与有机碱协同作用，大大提高了对黄色残留物的溶解性，提升了清槽剂对显影槽内残留物的清除效率和清除率。

进一步地，所述有机碱为三乙醇胺、异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，三乙醇胺、异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中均为水溶性有机碱，与无机碱相配合对残留物的去除效果佳，同时由于有机碱的特性对油性物质还具有一定的溶解性，使得显影槽内污染物能够被快速溶胀、溶解去除，不易出现溶胀脱离后二次附着的情况，极大提高了清洗效率和效果。

进一步地，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾或两者的混合物。

通过采用上述技术方案，氢氧化钠、氢氧化钾均为常见的无机碱，易获取，对于油性残留物溶胀去除效果佳。

进一步地，所述螯合剂为氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸、二乙酰胺四乙酸钠、聚环氧琥珀酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠。

通过采用上述技术方案，氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸、二乙酰胺四乙酸钠、聚环氧琥珀酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠均可以在碱性条件下使用，在常规的显影槽清洁温度范围内具备良好的络合性，可以与金属离子络合生成络合物以减少金属离子对清槽剂的影响。

进一步地，所述助洗剂为硫酸钠。

通过采用上述技术方案，硫酸钠溶于水后产生大量钠离子，钠离子具有极高的亲水性。清槽剂中的钠离子渗入至残留物的间隙内后，由于自身的亲水性大量吸附水分子，使得残留物快速溶胀、剥离，提高了清洗效率和效果。

进一步地，所述渗透剂为耐碱渗透剂OEP或耐碱渗透剂AEP。

通过采用上述技术方案，耐碱渗透剂OEP和耐碱渗透剂AEP均具备良好的耐温耐碱性能，在清槽剂的使用温度条件下能够保持良好的稳定性，适用于配制碱性的清槽剂，可有效提高清槽剂的渗透性。

进一步地，所述消泡剂包括聚醚改性有机硅消泡剂和至少一种C₂-C₆的低碳醇，所述聚醚改性有机硅消泡剂和低碳醇的质量比为10:（0.1-1）。

通过采用上述技术方案，聚醚改性有机硅有机硅消泡剂具有优异的耐碱耐温稳定性，且对泡沫的去除效果极佳，本发明中可以选用市售常见的商品型聚醚改性有机硅消泡剂，如购自深圳市松柏实业发展有限公司的消泡剂DF-100、DF-737等。C₂-C₆的低碳醇掺入能够有效降低表面张力，起到良好的抑泡效果。同时，C₂-C₆的低碳醇还与渗透剂具有协同作用，能够进一步起到促进清槽剂润湿残留物、加速残留物溶胀/溶解的作用。

进一步地，所述有机溶剂为乙二醇苯醚、丙二醇苯醚或丁二醇苯醚中的一种或多种。

通过采用上述方案，选择上述特定的有机溶剂对于去除显影槽内残留黄色附着物具有极佳的去除效果。乙二醇苯醚（Ethylene glycol monophenyl ether,EPH）、丙二醇苯醚（Propylene glycol monophenyl ether,PPH）或丁二醇苯醚均具有高沸点、高溶解能力、高极性、低挥发性、低气味，上述掺量的乙二醇苯醚、丙二醇苯醚、丁二醇苯醚中一种或多种的混合可以极大增加清槽剂对黄色残留物物质的去除效率和效果。

本发明的另一目的在于提供一种PCB干膜显影槽清槽剂的制备方法 ，采用该方法制得的清槽剂具有无刺激性气味、环保无毒害、清洗效果好的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种如上述任一项所述的PCB干膜显影槽清槽剂的制备方法，按照配比称取有机碱、无机碱、螯合剂、助洗剂、渗透剂、消泡剂和水混合均匀即得。

本发明的另一目的在于提供一种PCB干膜显影槽清槽剂的应用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种如上述任一项所述的PCB干膜显影槽清槽剂在PCB干膜显影的显影槽清洗中的应用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、以无机碱和有机碱相配合，使得清槽剂对残留物具有快速润湿、溶胀、溶解作用，具有清洁高效且无刺激性气味的特点，对显影槽内黄色残留物去除效果显著，对喷嘴、滚轮等部位残留黄色附着物去除效果佳，使得对显影槽的清洁程度高、利于提高显影加工的良品率；

2、上述掺量的螯合剂能够与水体中的钙镁等金属离子络合，减少了金属离子对渗透剂、消泡剂等的负面影响；氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸、二乙酰胺四乙酸钠、聚环氧琥珀酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠等螯合剂均可以在碱性条件下使用；

3、选用硫酸钠作为助洗剂，硫酸钠溶于水后产生大量钠离子，钠离子具有极高的亲水性；清槽剂中的钠离子渗入至残留物的间隙内后，由于自身的亲水性大量吸附水分子，使得残留物快速溶胀、剥离，提高了清洗效率和效果；

4、耐碱渗透剂AEP和耐碱渗透剂OEP均具备良好的耐温耐碱性能，在清槽剂的使用温度条件下能够保持良好的稳定性；渗透剂的掺入能够提高清槽剂对残留物的润湿性，使得残留物能够快速溶胀脱离；

5、聚醚改性有机硅有机硅消泡剂具有优异的耐碱耐温稳定性，且对泡沫的去除效果极佳，本发明中可以选用市售常见的商品型聚醚改性有机硅消泡剂。C₂-C₆的低碳醇掺入能够有效降低表面张力，起到良好的抑泡效果；同时，C₂-C₆的低碳醇还与渗透剂具有协同作用，能够进一步起到促进清槽剂润湿残留物、加速残留物溶胀/溶解的作用；

6、掺加适量的乙二醇苯醚、丙二醇苯醚、丁二醇苯醚或其混合物，利用其高溶解能力可以极大提升清槽剂对显影槽内残留黄色附着物的去除效果。

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1-11：

实施例1-11均涉及一种PCB干膜显影槽清槽剂，按质量百分数含量计，各实施例的原料组成如表1所示：

表1.

制备方案：按照表1配比称取各组分混合均匀即得。

采用实施例的清槽剂对PCB干膜显影槽进行清理的方法：

A.配槽方法：每1L槽液中包含清水700-900ml、PCB干膜显影槽清槽剂100-300ml；

B.槽液控制与维护

清槽剂浓度 10-30%

温度 45±3℃

时间 2-4h(视沉淀物多寡、显影槽脏净程度而定)

清槽时机 间断做板1-2周若连续做板3-4万（ft²）

C.清洗步骤

1、将显影槽内的显影液完全排放，以清水循环10min后完全排放；

2、加入50%左右的清水，开启循环泵，加入PCB干膜显影槽清槽剂（浓度为10-30wt%），溢流口管道有阀门的将阀门关闭，溢流口管道没有阀门的利用碎布将溢流口堵住，在补水至最高液位；

3、如有过滤机装置则去除过滤机中的过滤棉芯，升温至45±3℃，恒温循环喷淋2-4小时；

4、排放清槽液，边排放边利用高压水枪冲洗槽壁、喷管、喷嘴等，排完后再加入清水循环10min及高压水枪冲洗后排放；

5、拆卸所有喷嘴、喷管，将内部清理干净后再安装回原位；

6、以槽体体积的1%加入碳酸钠或显影液，清洗20min后再排掉即可使用设备。

实施例12-16：

实施例12-16均以实施例2为基础，与实施例2的区别仅在于：消泡剂的组成不同，具体如表2所示，

表2.

实施例17-23：

实施例17-23均以实施例2为基础，与实施例2的区别仅在于：选用的有机溶剂种类和用量不同，具体如表3所示，

表3.

对照例1：

一种清槽剂，与实施例2的区别在于：用等量的氢氧化钠代替三乙醇胺。

对照例2：

一种清槽剂，与实施例2的区别仅在于：用等量的三乙醇胺代替氢氧化钠。

对照例3：

一种清槽剂，与实施例2的区别仅在于：消泡剂中仅包括消泡剂DF-100，不含有低碳醇。

对照例4：

一种清槽剂，与实施例2的区别仅在于：用等量的水代替有机溶剂。

性能试验

于45℃条件，分别用实施例1-16以及对照例1-3的清槽剂对显影槽清洗2h，清洗后的显影槽的品质如表4所示：

表4.

由上表试验实验数据可知：本发明的PCB干膜显影槽清槽剂具有良好的清洁效果，尤其是对显影槽内黄色残留物质具有极佳的去除效果。同时对比实施例2和对照例1-3的实验数据可知，相较于单独使用无机碱或者有机碱，本发明的清槽剂对于黄色残留物具有更佳的清除效果，且由实验数据可以看出掺加适量的C₂-C₆低碳醇与其他消泡剂相配合具有更佳的清洁效果，低碳醇的掺入对于黄色残留物质的溶胀/溶解有显著的促进作用，利于提高清槽的清洁效果和效率。对比实施例2和实施例17-23、对照例4的实验数据可知，选择乙二醇苯醚、丙二醇苯醚、丁二醇苯醚或其混合物作为有机溶剂均能达到良好的去除黄色残留物的效果，且有机溶剂掺量的增加，对黄色残留物的去除效果更佳。

上述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 (10)

1.一种PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：包括按重量份计的如下组分，

有机碱 10-15wt%

无机碱 15-25wt%

有机溶剂 3-8wt%

螯合剂 8-12wt%

助洗剂 0.5-1.5wt%

渗透剂 0.5-3wt%

消泡剂 2-8wt%

余量为水；

所述有机碱和无机碱均为水溶性碱。

2.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述有机碱为三乙醇胺、异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾或两者的混合物。

4.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述螯合剂为氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸、二乙酰胺四乙酸钠、聚环氧琥珀酸钠、马来酸-丙烯酸共聚物、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠。

5.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述助洗剂为硫酸钠。

6.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述渗透剂为耐碱渗透剂OEP或耐碱渗透剂AEP。

7.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述消泡剂包括聚醚改性有机硅消泡剂和至少一种C₂-C₆的低碳醇，所述聚醚改性有机硅消泡剂和低碳醇的质量比为10:（0.1-1）。

8.根据权利要求1所述的PCB干膜显影槽清槽剂，其特征在于：所述有机溶剂为乙二醇苯醚、丙二醇苯醚或丁二醇苯醚中的一种或多种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的PCB干膜显影槽清槽剂的制备方法，其特征在于：按照配比称取有机碱、无机碱、有机溶剂、螯合剂、助洗剂、渗透剂、消泡剂和水混合均匀即得。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的PCB干膜显影槽清槽剂在PCB干膜显影的显影槽清洗中的应用。