CN110597026A - 一种软性电路板干膜清除工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软性电路板干膜清除工艺，依次使用无机去膜液和有机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗；无机去膜液包括氢氧化钠、异丙醇、乙二胺、乙醇胺类化合物、加速剂、铜面抗氧化剂I、表面活化剂I和水；有机去膜液包括乙醇胺类化合物、乙醇、异丙醇胺、铜面抗氧化剂II、金属离子螯合剂、表面活化剂II和水；附有干膜的软性电路板的孔径≤0.05mm，线距≤2mil。本发明的软性电路板干膜清除工艺，可清除孔径≤0.05mm且线距≤2‑2mil的软性电路板的干膜且干膜清除效果良好；去膜液的使用寿命长，去膜液各组分常见易得，成本低廉；工艺简单，可用于对现有工艺的改进，极具应用前景。

Description

一种软性电路板干膜清除工艺

技术领域

本发明属于电路板生产加工技术领域，涉及一种软性电路板干膜清除工艺，特别涉及一种孔径≤0.05mm且线距≤2-2mil(密耳)的软性电路板干膜清除工艺。

背景技术

目前，印刷电路板作为电子器件的基板，其质量直接影响着整个电路的性能。软性电路板又称柔性线路板、挠性线路板，简称软板或FPC，是相对于普通硬树脂线路板而言，软性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄、配线空间限制较少和灵活度高等优点，使得其更适用于对体积要求及产品形状要求更高的移动数码设备。而随着数码设备的不断发展，厂家对密度高且孔径小的FPC的需求越来越迫切。

在印刷电路板的生产过程中，在对其进行蚀刻后，需要对光致抗蚀膜进行退膜，在此过程中一般使用去膜液对基片上的光致抗蚀膜的化学组合物进行退除，而当前FPC实现高密度及小孔径的主要困难在于干膜退除工艺无法满足密度高且孔径小的FPC的生产要求，当前常用的干膜退除剂主要是氢氧化钠，其难以满足高密线路的电路板的干膜退除要求，重新对退膜不尽的电路板进行返工，仍有大概率无法退尽干膜，这极大地影响了密度高且孔径小的FPC生产工艺的升级。为克服这一问题，专利CN 107278039 A公开了一种用于印制线路板的有机碱干膜退除工艺，其具体采用胆碱进行退膜，其一定程度上解决了高密线路干膜难以退除的问题，但其脱除干膜时干膜细小，细小的干膜容易附着在柔性线路板的微孔内，相比于硬板，附着在柔性线路板的微孔内的细小的干膜更难以除尽，这使得其难以适用于密度高且孔径小的柔性线路板(FPC)的干膜脱除工艺，此外，胆碱单价高昂，采用该工艺成本高昂，这极大地限制了以上工艺的大规模应用。

因此，开发一种成本低廉且能适用于密度高且孔径小的柔性线路板(FPC)的干膜脱除工艺极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术难以适用于密度高且孔径小的柔性线路板(FPC)的干膜脱除且成本高昂的缺陷，提供一种成本低廉且能适用于密度高且孔径小的柔性线路板(FPC)的干膜脱除工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种软性电路板干膜清除工艺，使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗后再用有机去膜液进行清洗清除软性电路板上附着的干膜；

所述无机去膜液的组成为：

无机去膜液中氢氧化钠为主反应物；异丙醇主要用于降低表面张力，以确保无机去膜液迅速在干膜表面扩散，进而提高去膜效率；乙二胺与主反应物协同；乙醇胺类化合物为有机胺，含有羟基和氨基，可与水形成氢键，能够促使抗蚀层的膨胀和破裂，提高去膜效率；加速剂主要用于提高去膜速率；铜面抗氧化剂I主要是通过铜表面形成一层致密的单分子保护膜，有效地隔绝空气和铜表面的接触，从而达到了防止腐蚀变色的目的，如铜面发生氧化，难以将其还原，只有返工打磨才能重新利用，过程极其繁琐；表面活化剂I主要用于提高无机去膜液的润湿性能及去污能力，能起到协同增效的作用；

所述有机去膜液的组成为：

有机去膜液中乙醇胺类化合物为主反应物；异丙醇胺用于与主反应物协同；乙醇用于降低表面张力；铜面抗氧化剂II主要是通过铜表面形成一层致密的单分子保护膜，有效地隔绝空气和铜表面的接触，从而达到了防止腐蚀变色的目的；金属离子螯合剂用于与钙、镁等金属离子螯合，提高对干膜的去膜效率；表面活化剂II主要用于提高有机去膜液的润湿性能及去污能力，能起到协同增效的作用；

所述附有干膜的软性电路板的孔径≤0.05mm，线距≤2-2mil(该规格是目前软性电路板加工所能达到的最高精度)。

本发明针对现有技术孔径小且线距密的软性电路板上干膜(主要由聚乙烯保护膜、光致抗蚀剂膜和载体聚酯薄膜组成，其中光致抗蚀剂膜的主要成分为高沸点、易混溶的多官能团不饱和酯类)难以除尽的困难，将现有技术普遍采用的一步法分为两步进行，首先选用氢氧化钠型清洗剂即无机去膜液对软性电路板的干膜进行处理，其主要是将软性电路板表面的干膜剥离为较大的块状物，干膜剥离为较大的块状物，一方面不容易进入已被无机去膜液疏通的孔内，再次堵塞软性电路板的微孔组织，另一方面较大的块状物方便后续对干膜进行回收，能够提高干膜回收率，经济效益好，经过该步处理后电路板表面已无大块干膜残留，70～80％的微孔已被疏通，然后选用乙醇胺型清洗剂即有机去膜液对第一步未清洗干净的干膜进行再次清洗，有机去膜液的主要成分为有机胺，能够有效溶解残留的干膜，疏通微孔，提高清洗效果。本发明采用两步清洗，由于无机去膜液已经剥离了大部分干膜且干膜溶于无机去膜液部分较少，其与无机去膜液易分离，即有机去膜液溶解的干膜较少，有机去膜液的循环使用次数较多，也就延长了有机去膜液的使用寿命，极大地降低了成本，同时本发明的两步清洗第一段选用的无机去膜液能与现有设备的膜渣回收系统匹配，通过膜渣回收系统能够有效回收无机去膜液中的较大的块状膜渣，工艺设计合理。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。本发明的清除工艺的干膜清除效果突出，特别适用于孔径小且线距密的软性电路板，当然本发明的保护范围并不仅限于此，本发明的清除工艺也可用于清除其他电路板上的干膜。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，无机去膜液清洗的清洗温度为55±5℃，清洗时长为45～75s；有机去膜液清洗的清洗温度为55±5℃，清洗时长为45～75s。本发明的清洗温度及清洗时长本领域技术人员可根据实际情况进行调整，但调整清洗温度及清洗时长的同时应当对应调整配方以确保清洗效果不发生变化，此次给出的清洗温度及清洗时长与现有技术的相关参数相当，以适应现有的生产工艺，直接选用本发明的无机去膜液及有机去膜液即可实现孔径小且线距密的软性电路板的干膜清除，本发明的工艺参数与现有工艺匹配性好，适用于对现有工艺的改进。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述无机去膜液还包括氯化钾，无机去膜液中所述氯化钾的含量为0.001～0.03wt％。其中氯化钾具有良好的渗透作用，通过添加氯化钾能显著提高无机去膜液的溶膜量，一方面加快去膜速度，提高去膜效率，另一方面延长无机去膜液的使用寿命。本发明的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员也可选用其他物质实现以上效果。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述有机去膜液还包括丙三醇，有机去膜液中所述丙三醇的含量为0.01～0.3wt％。丙三醇(甘油)凭借其增塑性，可插入分子间，进而提高分子活动性，提高有机去膜液的溶膜量和去膜效率，进而提高有机去膜液的使用寿命。本发明的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员也可选用其他物质如聚乙二醇或异丙醇等实现以上效果。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述无机去膜液是由原液I勾兑水后配制而成的，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19。本发明的无机去膜液是由原液I勾兑而成，这能够显著降低运输及仓储成本，原液I与水的具体勾兑比例并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际情况选择合适浓度的原液I。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述有机去膜液是由原液II勾兑水后配制而成的，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9。有机去膜液是在现场勾兑配制而得的，这能显著降低运输及仓储成本，原液II与水的具体勾兑比例并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际情况选择合适浓度的原液II。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述乙醇胺类化合物为一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；所述表面活化剂I为低泡耐碱耐高温的表面活性剂。本发明的保护范围并不仅限于此，表面活化剂I的具体选择与其使用条件相关，如其使用条件发生变化，也可选用其他合适的表面活性剂。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述加速剂为氨水和水合肼中的一种以上；所述铜面抗氧化剂I为苯骈三氮唑、苯并咪唑和烷基咪唑中的一种以上；所述表面活化剂I为汉高DF-117、太原卓能ME53、陶氏H-66和巴斯夫TO-4070中的一种以上；

所述铜面抗氧化剂II为2-苯丙噻唑和芳基咪唑中的一种以上；所述金属离子螯合剂为4-羟基丙基乙二胺、聚丙烯酸钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾和二乙酰胺四乙酸钠中的一种以上；所述表面活化剂II为贝斯曼DC-5500、平平加、聚乙二醇及陶氏醇醚中的一种以上。本发明的保护范围并不仅限于此，此处仅列举部分可行的物质，本领域技术人员可根据实际情况对材料进行选择，其他如壬基酚的聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚(FMEE)也可作为表面活化剂II。

如上所述的一种软性电路板干膜清除工艺，所述无机去膜液的组成为：

所述有机去膜液的组成为：

本发明的保护范围并不仅限于此，此处给出的仅为本发明一种使用效果较好的技术方案。

发明机理：

目前去除干膜均采用一步法即仅进行一次处理，本发明将其分为两步进行，第一步选用氢氧化钠型清洗剂将软性电路板表面的干膜剥离为较大的块状物，干膜剥离为较大的块状物，一方面不容易进入已被无机去膜液疏通的孔内，再次堵塞软性电路板的微孔组织，另一方面较大的块状物方便后续对干膜进行回收，能够提高干膜回收率，经济效益好，经过该步处理后电路板表面已无干膜残留，70～80％的微孔已被疏通；第二步选用乙醇胺型清洗剂对第一步未清洗干净的干膜进行再次清洗，有机去膜液的主要成分为有机胺，能够有效溶解残留的干膜，疏通微孔，提高清洗效果。本发明的两步清洗，在显著提高了清洗效果的同时，还取得了良好的经济效益，这是因为无机去膜液已经剥离了大部分干膜且干膜溶于无机去膜液部分较少，其与无机去膜液易分离，即有机去膜液溶解的干膜较少，有机去膜液的循环使用次数更多，也就延长了有机去膜液的使用寿命，极大地降低了成本，同时本发明的两步清洗第一段选用的无机去膜液能与现有设备的膜渣回收系统匹配，通过膜渣回收系统能够有效回收无机去膜液中的较大的块状膜渣，工艺设计合理。

本发明选用了独特配方的无机去膜液和有机去膜液，两者相互配合，完成各自分工进而保证去膜效果(孔径≤0.05mm且线距≤2-2mil的软性电路板的电路板均无干膜残留，该规格是目前软性电路板加工所能达到的最高精度)。

无机去膜液中以氢氧化钠为主反应物，同时选用乙二胺与其协同，添加的乙醇胺类化合物含有羟基和氨基，可与水形成氢键，能够促使抗蚀层的膨胀和破裂，提高去膜效率，三者相互协同显著提高了无机去膜液对大分子的去除效率，同时，去膜剂中的加速剂、表面活化剂I及铜面抗氧化剂I也保证了无机去膜液其他方面的性能。

有机去膜液中以乙醇胺类化合物为主反应物；选用异丙醇胺与主反应物协同，同时添加的降低表面张力的乙醇与前两者起到了协同作用，提高了有机去膜液对干膜的溶解性能，进而去除电路板表面残留的干膜。

有益效果：

(1)本发明的一种软性电路板干膜清除工艺，可用于清除孔径≤0.05mm且线距≤2-2mil的软性电路板的干膜，干膜清除效果良好；

(2)本发明的一种软性电路板干膜清除工艺，去膜液的使用寿命长，去膜液各组分常见易得，成本低廉；

(3)本发明的一种软性电路板干膜清除工艺，工艺简单，可用于对现有工艺的改进，极具应用前景。

附图说明

图1为本发明的一种软性电路板干膜清除工艺的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述。

以下实施例中的附有有干膜的软性电路板的制备方法如下：

在硅基板上，利用旋转器涂布作为由重氮基萘醌化合物和酚醛清漆树脂组成的正型光致抗蚀剂的TFR-1070(东京应化工业制)，在110℃下预烘培90s，形成膜厚为1.5μm的光致抗蚀剂层，使用曝光装置NSR-1505G7E(尼康制)，经由掩膜图案曝光该光致抗蚀剂层，用2.38wt％氢氧化四甲基铵水溶液进行显影，形成光致抗蚀剂图案，然后，在140℃下进行90s主烘培。

实施例1

一种软性电路板干膜清除工艺，其具体步骤如图1所示：

(1)由原液I勾兑水后配得无机去膜液，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19，无机去膜液的组成为：

(2)由原液II勾兑水后配得有机去膜液，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9，有机去膜液的组成为：

(3)使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗，清洗温度为55℃，清洗时长为60s，附有干膜的软性电路板的孔径为0.05mm，线距为2-2mil；

(4)使用有机去膜液再次清洗清除软性电路板上附着的干膜，清洗温度为55℃，清洗时长为60s。

最终清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。

对比例1

一种软性电路板干膜清除工艺，其步骤与实施例1基本相同，不同在于其无机去膜液中未添加一乙醇胺。

对比例2

一种软性电路板干膜清除工艺，其步骤与实施例1基本相同，不同在于其无机去膜液中未添加乙二胺。

对比例3

一种软性电路板干膜清除工艺，其步骤与实施例1基本相同，不同在于其有机去膜液中未添加异丙醇胺。

分别采用如实施例1和对比例1～3的工艺进行生产，发现采用实施例1的工艺清除干膜平均的返工率为0.33％，而采用对比例1、2和3的工艺清除干膜平均的返工率分别为3％、2.5％、5％。对比实施例1和对比例1～3发现，只有选用本发明的独特配方的无机去膜液和有机去膜液，并相互配合，能够保证去膜效果，降低返工率。

实施例2

一种软性电路板干膜清除工艺，其具体步骤如下：

(1)由原液I勾兑水后配得无机去膜液，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19，无机去膜液的组成为：

(2)由原液II勾兑水后配得有机去膜液，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9，有机去膜液的组成为：

(3)使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗，清洗温度为50℃，清洗时长为75s，附有干膜的软性电路板的孔径为0.025mm，线距为2-2mil；

(4)使用有机去膜液再次清洗清除软性电路板上附着的干膜，清洗温度为50℃，清洗时长为75s。

最终清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。

实施例3

一种软性电路板干膜清除工艺，其具体步骤如下：

(1)由原液I勾兑水后配得无机去膜液，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19，无机去膜液的组成为：

(2)由原液II勾兑水后配得有机去膜液，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9，有机去膜液的组成为：

(3)使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗，清洗温度为60℃，清洗时长为45s，附有干膜的软性电路板的孔径为0.1mm，线距为2-2mil；

(4)使用有机去膜液再次清洗清除软性电路板上附着的干膜，清洗温度为60℃，清洗时长为45s。

最终清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。

实施例4

一种软性电路板干膜清除工艺，其具体步骤如下：

(1)由原液I勾兑水后配得无机去膜液，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19，无机去膜液的组成为：

(2)由原液II勾兑水后配得有机去膜液，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9，有机去膜液的组成为：

(3)使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗，清洗温度为56℃，清洗时长为55s，附有干膜的软性电路板的孔径为0.05mm，线距为2-2mil；

(4)使用有机去膜液再次清洗清除软性电路板上附着的干膜，清洗温度为56℃，清洗时长为55s。

最终清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。

实施例5

一种软性电路板干膜清除工艺，其具体步骤如下：

(1)由原液I勾兑水后配得无机去膜液，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19，无机去膜液的组成为：

(2)由原液II勾兑水后配得有机去膜液，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9，有机去膜液的组成为：

(3)使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗，清洗温度为55℃，清洗时长为55s，附有干膜的软性电路板的孔径为0.05mm，线距为2-2mil；

(4)使用有机去膜液再次清洗清除软性电路板上附着的干膜，清洗温度为55℃，清洗时长为55s。

最终清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。

实施例6～10

一种软性电路板干膜清除工艺，其步骤与实施例5基本相同，不同在于金属离子螯合剂的种类(对应实施例5中酒石酸钾)，其不同之处具体见下表：

	金属离子螯合剂	结果
			实施例6	聚丙烯酸钠	孔内及电路板表面均无干膜残留
实施例7	乙二胺二邻羟苯基乙酸钠	孔内及电路板表面均无干膜残留
			实施例8	酒石酸钾	孔内及电路板表面均无干膜残留
实施例9	酒石酸钾	孔内及电路板表面均无干膜残留
			实施例10	二乙酰胺四乙酸钠	孔内及电路板表面均无干膜残留

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，这些仅是举例说明，在不违背本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。

Claims (10)

1.一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，使用无机去膜液对表面附有干膜的软性电路板进行清洗后再用有机去膜液进行清洗清除软性电路板上附着的干膜；

所述无机去膜液的组成为：

所述有机去膜液的组成为：

所述附有干膜的软性电路板的孔径≤0.05mm，线距≤2-2mil。

2.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，清洗后的软性电路板的孔内及电路板表面均无干膜残留。

3.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，无机去膜液清洗的清洗温度为55±5℃，清洗时长为45～75s；有机去膜液清洗的清洗温度为55±5℃，清洗时长为45～75s。

4.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述无机去膜液还包括氯化钾，无机去膜液中所述氯化钾的含量为0.001～0.03wt％。

5.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述有机去膜液还包括丙三醇，有机去膜液中所述丙三醇的含量为0.01～0.3wt％。

6.根据权利要求4所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述无机去膜液是由原液I勾兑水后配制而成的，原液I与所勾兑的水的体积比为1:19。

7.根据权利要求5所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述有机去膜液是由原液II勾兑水后配制而成的，原液II与所勾兑的水的体积比为1:9。

8.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述乙醇胺类化合物为一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；所述表面活化剂I为低泡耐碱耐高温的表面活性剂。

9.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述加速剂为氨水和水合肼中的一种以上；所述铜面抗氧化剂I为苯骈三氮唑、苯并咪唑和烷基咪唑中的一种以上；所述表面活化剂I为汉高DF-117、太原卓能ME53、陶氏H-66和巴斯夫TO-4070中的一种以上；

所述铜面抗氧化剂II为2-苯并噻唑和芳基咪唑中的一种以上；所述金属离子螯合剂为4-羟基丙基乙二胺、聚丙烯酸钠、乙二胺二邻羟苯基乙酸钠、酒石酸钠、酒石酸钾和二乙酰胺四乙酸钠中的一种以上；所述表面活化剂II为贝斯曼DC-5500、平平加、聚乙二醇及醇醚中的一种以上。

10.根据权利要求1所述的一种软性电路板干膜清除工艺，其特征在于，所述无机去膜液的组成为：

所述有机去膜液的组成为：