CN112351593B - 一种印制电路板osp微蚀前处理液及微蚀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印制电路板OSP微蚀前处理液及微蚀方法,该印制电路板OSP微蚀前处理液包括以下浓度组份的原料:铜离子络合剂5~15g/L、双氧水稳定剂2~8g/L、双氧水活化促进剂0.5~1.5g/L、缓蚀剂0.2~0.55g/L及阳离子表面活性剂3~6mL/L、添加剂复配液pH=8±1.0。本发明的有益效果为:本发明提供的印制电路板OSP微蚀前处理液具有铜面光亮洁净、蚀刻速率均匀且保持在0.8~1.2μm/min范围内、微蚀液稳定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及OSP前处理蚀技术领域,具体来说,涉及一种印制电路板OSP微蚀前处理液及微蚀方法。
背景技术
作为封装载板及印制电路板版面表面处理工艺,OSP具有较好的抗氧化性好、可焊性优良、低成本等优点,与其他表面处理方法如化学银、化学金、镍金及镍钯金相比具有不可比拟的优势。
然而目前国内OSP前处理微蚀技术相比于国外发达国家如日本等国家的一些企业如美格相比,一直处于竞争劣势,主要的问题在于咬蚀速率随着补充液多次加入,速率下降过快,保持度比较低;另外一方面,咬蚀粗糙度和均匀性都与美格相差较大。目前微蚀处理液的主要体系包括:双氧水/硫酸体系、Cu2+/氨水体系、氯化铁体系、过硫酸盐/硫酸体系等。相比于其他体系双氧水/硫酸体系咬蚀速率和均匀性更加优良,得到的咬蚀铜面更加光亮,对于OSP处理更为有利。
现代技术中作为微蚀液可以列举出专利Nl0378194lA,记载的铜微蚀刻液及其补充液、以及配线基板的制造方法,是一种有机酸型的微蚀液,但这种微蚀液材料与硫酸体系相比要成本要高得多。
专利CNl04694909A公开了一种新型的酸性铜面超粗化液包括含氧酸10~50g/L、有机铜80~120g/L、过氧化物60~100g/L、唑类物质2~10g/L、阳离子表面活性剂1~5g/L、卤化物1~5g/L、胍类化合物10~20g/L,该微蚀剂由于卤化物的存在导致反应速率变化大,使用寿命比较短。
专利CNl0l351090公开了一种铜面微蚀处理剂的配方,其主要成分为有机铜10%~50%,有机酸10%~30%、胍类化合物0.1%~5%、唑类化合物物0.1%~5%、醇胺化合物0.1%~5%,其中胍类化合物的是使Cu2+离子垂直咬蚀铜面的功能性物质,虽然补加了一些络合剂,但是铜离子的存在仍然会导致微蚀液的稳定性较差,使用寿命较短的问题。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提出一种印制电路板OSP微蚀前处理液及微蚀方法,该印制电路板OSP微蚀前处理液具有铜面光亮洁净、蚀刻速率均匀且保持在0.8~1.2μm/min范围内、微蚀液稳定等优点,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此,本发明采用的具体技术方案如下:
根据本发明的一个方面,提供了一种印制电路板OSP微蚀前处理液。
该印制电路板OSP微蚀前处理液包括以下浓度组份的原料:
双氧水6~18g/L、硫酸10g/L、铜离子络合剂5~15g/L、双氧水稳定剂2~8g/L、双氧水活化促进剂0.5~1.5g/L、缓蚀剂0.2~0.55g/L及阳离子表面活性剂3~6mL/L、复配液pH=8±1.0。
进一步的,所述铜离子络合剂为芳香胺类化合物及水杨酸类化合物复配剂。
进一步的,所述芳香胺类化合物包括芳香胺类包括N-甲基卞胺类、叔胺苯基或硝基苯胺衍生物中的至少一种;
所述水杨酸类化合物包括硝基类水杨酸衍生物、乙酰水杨酸或胺类水杨酸衍生物中的至少一种。
进一步的,所述双氧水稳定剂为亚甲基二醇类化合物及含脂肪环类的酯类化合物复配剂。
进一步的,所述二醇类化合物为脂肪二醇类或炔类二醇中的至少一种;
所述脂肪环类的酯类化合物包括己内酯及其衍生物或戊氨基酯类中的至少一种。
进一步的,所述双氧水活化促进剂为烯酸亚甲基酰胺酯类化合物。
进一步的,所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
进一步的,所述阳离子表面活性剂为醇胺类;
其中,所述醇胺类包括三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺中的至少一种。
根据本发明的另一方面,提供了一种印制电路板OSP微蚀前处理液的微蚀方法。
该方法包括将印制线路板在上述OSP微蚀前处理液中进行微蚀。
进一步的,由铜离子络合剂、双氧水稳定剂、双氧水活化促进剂、缓蚀剂及阳离子表面活性剂组成的添加剂复配液的pH为8±1.0。
本发明的有益效果为:
1、本发明提供的印制电路板OSP微蚀前处理液具有铜面光亮洁净、蚀刻速率均匀且保持在0.8~1.2μm/min范围内、微蚀液稳定等优点。
2、铜离子络合剂目的在于降低游离的铜离子浓度,从而使得OSP微蚀液微蚀过程中保持速率降低缓慢;亚烷基类二醇化合物可以与双氧水形成氢键阻碍双氧水的快速分解,从而提高双氧水的利用率;双氧水活化促进剂的目的是加快咬铜速率,节约时间成本,该化合物可以与双氧水结合提高双氧水的氧化电位,使得双氧水释放氧气的速率更快,从而加速反应;缓蚀剂为苯并三氮唑的主要目的一方面可以提高咬蚀铜面的均匀性,由于缓蚀剂吸附在铜晶面,促使晶间被反应从而提高了粗糙度和均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明中对比例1的图;
图2是根据本发明中对比例2的图;
图3是根据本发明中实施例的图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图,这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例,提供了一种印制电路板OSP微蚀前处理液及微蚀方法。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明,如图1-3所示,根据本发明实施例的印制电路板OSP微蚀前处理液。
该印制电路板OSP微蚀前处理液包括以下浓度组份的原料:
双氧水6~18g/L、硫酸10g/L、铜离子络合剂5~15g/L、双氧水稳定剂2~8g/L、双氧水活化促进剂0.5~1.5g/L、缓蚀剂0.2~0.55g/L及阳离子表面活性剂3~6mL/L。
具体的,上述印制电路板OSP微蚀前处理液中,双氧水和硫酸直接可用市场百分之五十的双氧水和浓硫酸(双氧水和硫酸浓度过低,会导致咬蚀速率过慢,导致铜层发黑,微蚀不均匀等,过高会导致微蚀速率过快,铜厚度损失严重)。
上述印制电路板OSP微蚀前处理液中,所述印制电路板OSP微蚀前处理液的pH值在0.5~1之间,例如pH=0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0。
在一个实施例中,所述铜离子络合剂为芳香胺类化合物及水杨酸类化合物复配剂。
在一个实施例中,所述芳香胺类化合物包括芳香胺类包括N-甲基卞胺类、叔胺苯基或硝基苯胺衍生物中的至少一种;
所述水杨酸类化合物包括硝基类水杨酸衍生物、乙酰水杨酸或胺类水杨酸衍生物中的至少一种。
优选地,所述铜离子络合剂选自N-甲基卞胺。
在一个实施例中,所述双氧水稳定剂为亚甲基二醇类化合物及含脂肪环类的酯类化合物复配剂。
在一个实施例中,所述二醇类化合物为脂肪二醇类或炔类二醇中的至少一种;具体的,脂肪二醇类或炔类二醇如1,4-丁炔二醇、丁二醇等。
所述脂肪环类的酯类化合物包括己内酯及其衍生物或戊氨基酯类中的至少一种。
在一个实施例中,所述双氧水活化促进剂为烯酸亚甲基酰胺酯类化合物。
在一个实施例中,所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
在一个实施例中,所述阳离子表面活性剂为醇胺类、磺酸盐或硫酸酯类盐中的至少一种;
其中,所述醇胺类包括三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺中的至少一种。
根据本发明的实施例,还提供了一种印制电路板OSP微蚀前处理液的微蚀方法。
该方法包括将印制线路板在上述OSP微蚀前处理液中进行微蚀。
具体的,上述微蚀方法具体包括以下步骤:将指定浓度硫酸溶于含有部分水中的槽中,按照比例补交添加剂体积,再补加指定浓度双氧水,喷淋时间20秒左右。
优选地,所述微蚀液处理包括:常温条件下(例如20~30℃),微蚀液稳定性好,1分钟内可达1~1.5微米,微蚀后的铜层光亮,可有效出去指纹印。
在一个实施例中,由铜离子络合剂、双氧水稳定剂、双氧水活化促进剂、缓蚀剂及阳离子表面活性剂组成的添加剂复配液的pH为8±1.0,液体为淡黄色久置会逐渐变为浅灰色,但不影响其性能,在常温下即可使用,对于生产线垂直和水平方式没有要求,且浸泡时间根据所需咬蚀厚度进行调整。
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
其中微蚀液采用实施例中提供的微蚀液。
实施例1
化学微蚀液包括:H2O2(6)+H2SO4(10g/L)、N-甲基卞胺5g/L、丁二醇2g/L、烯酸亚甲基酰胺酯0.5g/L、缓蚀剂为苯并三氮唑0.2g/L、三乙醇胺3ml/L。
以上所得铜片通过参数包括外观光亮性、铜面咬蚀均匀性、槽液可容纳最大铜离子浓度、咬蚀速率和最终速率下降率以及指纹印除油功能等作为衡量标准,外观光亮性5(5代表优,4代表良好,3代表较差,2代表差,1代表非常差);咬蚀均匀性5(5代表均匀性优,4代表均匀性良,3代表均匀性较差,2代表均匀性差,1代表可焊性非常差);槽液可最大容纳铜离子浓度为40g/L,浸泡咬蚀速率由起始到最大容纳铜离子浓度范围为0.8~1.2μm/min;指纹除油功能等级为5(等级5完全去除,等级4可明显削弱指纹印,等级3可部分削弱指纹印,等级2留有指纹印但不发黑,等级1指纹印部位发黑)。
实施例2
H2O2(18g/L)+H2SO4(10g/L)、N-甲基卞胺15g/L、丁二醇2g/L、烯酸亚甲基酰胺酯0.5g/L、缓蚀剂为苯并三氮唑0.2g/L、三乙醇胺3mL/L。
以上所得铜片通过参数包括外观光亮性、铜面咬蚀均匀性、槽液可容纳最大铜离子浓度、咬蚀速率和最终速率下降率以及指纹印除油功能等作为衡量标准,外观光亮性5(5代表优,4代表良好,3代表较差,2代表差,1代表非常差);咬蚀均匀性5(5代表均匀性优,4代表均匀性良,3代表均匀性较差,2代表均匀性差,1代表可焊性非常差;槽液可最大容纳铜离子浓度为40g/L,浸泡咬蚀速率由起始到最大容纳铜离子浓度范围为0.8~1.2μm/min;指纹除油功能等级为5(等级5完全去除,等级4可明显削弱指纹印,等级3可部分削弱指纹印,等级2留有指纹印但不发黑,等级1指纹印部位发黑)。
实施例3
H2O2(6g/L)+H2SO4(10g/L)、N-甲基卞胺5g/L、丁二醇8g/L、烯酸亚甲基酰胺酯1.5g/L、缓蚀剂为苯并三氮唑0.55g/L、三乙醇胺3mL/L。
以上所得铜片通过参数包括外观光亮性、铜面咬蚀均匀性、槽液可容纳最大铜离子浓度、咬蚀速率和最终速率下降率以及指纹印除油功能等作为衡量标准,外观光亮性5(5代表优,4代表良好,3代表较差,2代表差,1代表非常差);咬蚀均匀性5(5代表均匀性优,4代表均匀性良,3代表均匀性较差,2代表均匀性差,1代表可焊性非常差);槽液可最大容纳铜离子浓度为40g/L,浸泡咬蚀速率由起始到最大容纳铜离子浓度范围为0.8~1.2μm/min;指纹除油功能等级为5(等级5完全去除,等级4可明显削弱指纹印,等级3可部分削弱指纹印,等级2留有指纹印但不发黑,等级1指纹印部位发黑)。
实施例4
H2O2(6g/L)+H2SO4(10g/L)、N-甲基卞胺15g/L、丁二醇8g/L、烯酸亚甲基酰胺酯1.5g/L、缓蚀剂为苯并三氮唑0.55g/L、三乙醇胺6mL/L。
以上所得铜片通过参数包括外观光亮性、铜面咬蚀均匀性、槽液可容纳最大铜离子浓度、咬蚀速率和最终速率下降率以及指纹印除油功能等作为衡量标准,外观光亮性5(5代表优,4代表良好,3代表较差,2代表差,1代表非常差);咬蚀均匀性5(5代表均匀性优,4代表均匀性良,3代表均匀性较差,2代表均匀性差,1代表可焊性非常差);槽液可最大容纳铜离子浓度为40g/L,浸泡咬蚀速率由起始到最大容纳铜离子浓度范围为0.8~1.2μm/min;指纹除油功能等级为5(等级5完全去除,等级4可明显削弱指纹印,等级3可部分削弱指纹印,等级2留有指纹印但不发黑,等级1指纹印部位发黑)。
对比例1
甲酸铜10%,甲酸10%、1,1,3,3-四甲基胍0.1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺0.1%。
以上所得铜片通过参数包括外观光亮性、铜面咬蚀均匀性、槽液可容纳最大铜离子浓度、咬蚀速率和最终速率下降率以及指纹印除油功能等作为衡量标准,外观光亮性4(5代表优,4代表良好,3代表较差,2代表差,1代表非常差);咬蚀均匀性5(5代表均匀性优,4代表均匀性良,3代表均匀性较差,2代表均匀性差,1代表可焊性非常差);槽液可最大容纳铜离子浓度为25g/L,浸泡咬蚀速率由起始到最大容纳铜离子浓度范围为0.8~1.2μm/min;指纹除油功能等级为3(等级5完全去除,等级4可明显削弱指纹印,等级3可部分削弱指纹印,等级2留有指纹印但不发黑,等级1指纹印部位发黑)。
对比例2
硫酸10g/L、甲酸铜80g/L、过氧化氢60g/L、唑类物质5-氨基四氮唑2g/L、季铵盐E-14 5g/L、氯化钠5g/L、盐酸胍10g/L。
以上所得铜片通过参数包括外观光亮性、铜面咬蚀均匀性、槽液可容纳最大铜离子浓度、咬蚀速率和最终速率下降率以及指纹印除油功能等作为衡量标准,外观光亮性4(5代表优,4代表良好,3代表较差,2代表差,1代表非常差);咬蚀均匀性5(5代表均匀性优,4代表均匀性良,3代表均匀性较差,2代表均匀性差,1代表可焊性非常差);槽液可最大容纳铜离子浓度为25g/L,浸泡咬蚀速率由起始到最大容纳铜离子浓度范围为0.6~1.2μm/min;指纹除油功能等级为4(等级5完全去除,等级4可明显削弱指纹印,等级3可部分削弱指纹印,等级2留有指纹印但不发黑,等级1指纹印部位发黑)。
依据以上实施例与对比例作比较,可以知道在本发明浓度授权范围内具有优异的外观光亮性、均匀性,对铜离子容纳度高可达40g/L,指纹印去除优异,相比的对比例1最大容纳铜离子浓度低只有25g/L,指纹除油功能较差,相比的对比例2槽液最大铜离子容纳度只有25g/L,且微蚀速率变化范围大,速率保持不稳定。
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,本发明提供的印制电路板OSP微蚀前处理液具有铜面光亮洁净、蚀刻速率均匀且保持在0.8~1.2μm/min范围内、微蚀液稳定等优点。铜离子络合剂目的在于降低游离的铜离子浓度,从而使得OSP微蚀液微蚀过程中保持速率降低缓慢;亚烷基类二醇化合物可以与双氧水形成氢键阻碍双氧水的快速分解,从而提高双氧水的利用率;双氧水活化促进剂的目的是加快咬铜速率,节约时间成本,该化合物可以与双氧水结合提高双氧水的氧化电位,使得双氧水释放氧气的速率更快,从而加速反应;缓蚀剂为苯并三氮唑的主要目的一方面可以提高咬蚀铜面的均匀性,由于缓蚀剂吸附在铜晶面,促使晶间被反应从而提高了粗糙度和均匀性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种印制电路板OSP微蚀前处理液,其特征在于,该印制电路板OSP微蚀前处理液包括以下浓度组份的原料:
双氧水6~18g/L、硫酸10g/L、铜离子络合剂5~15g/L、双氧水稳定剂2~8g/L、双氧水活化促进剂0.5~1.5g/L、缓蚀剂0.2~0.55g/L及阳离子表面活性剂3~6mL/L;
所述双氧水稳定剂为亚甲基二醇类化合物及含脂肪环类的酯类化合物复配剂;
所述二醇类化合物为脂肪二醇类或炔类二醇中的至少一种;
所述脂肪环类的酯类化合物包括己内酯及其衍生物或戊氨基酯类中的至少一种;
所述双氧水活化促进剂为烯酸亚甲基酰胺酯类化合物。
2.根据权利要求1所述的一种印制电路板OSP微蚀前处理液,其特征在于,所述铜离子络合剂为芳香胺类化合物及水杨酸类化合物复配剂。
3.根据权利要求2所述的一种印制电路板OSP微蚀前处理液,其特征在于,所述芳香胺类化合物包括芳香胺类包括N-甲基卞胺类、叔胺苯基或硝基苯胺衍生物中的至少一种;
所述水杨酸类化合物包括硝基类水杨酸衍生物、乙酰水杨酸或胺类水杨酸衍生物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种印制电路板OSP微蚀前处理液,其特征在于,所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
5.根据权利要求1所述的一种印制电路板OSP微蚀前处理液,其特征在于,所述阳离子表面活性剂为醇胺类;
其中,所述醇胺类包括三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺中的至少一种。
6.一种印制电路板OSP微蚀前处理液的微蚀方法,其特征在于,该方法包括将印制线路板在权利要求1~5任一项所述OSP微蚀前处理液中进行微蚀。
7.根据权利要求6所述的一种印制电路板OSP微蚀前处理液的微蚀方法,其特征在于,由铜离子络合剂、双氧水稳定剂、双氧水活化促进剂、缓蚀剂及阳离子表面活性剂组成的添加剂复配液的pH为8±1.0。
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