CN114025489B - 用于铜面处理的微蚀液及其在pcb制程中的应用和pcb生产流程 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及印制电路板用电子化学品技术领域，特别涉及印制电路板有机可焊保护剂前处理用的微蚀液。本发明提供用于铜面处理的微蚀液，及其在PCB制程中的应用，和PCB生产流程。其中，用于PCB有机可焊保护剂前处理的微蚀液包括以下组分及其质量百分数：磷酸溶液0.1‑10％，过氧化氢溶液1‑10％，络合剂0.05‑5％，稳定剂0.01‑1％，粗化剂0.001‑1％，润湿剂0.0001‑0.01％，去离子水。本发明提供的微蚀液溶液体系稳定，微蚀后的铜面均匀光洁，微蚀速率稳定，PCB后续OSP处理膜厚均匀，铜面无“发彩”现象。
Description
技术领域
本发明涉及表面处理技术领域，尤其是印制电路板用电子化学品技术领域，特别涉及印制电路板有机可焊保护剂前处理的微蚀液。
背景技术
作为印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)表面处理工艺，有机可焊保护剂(Organic Solderability Preservatives,OSP)技术具有抗氧化性能好、焊接性能良好、成品低廉、易于返修等优点，在印制电路板行业中，已经得到广泛的应用，通过该工艺在PCB的裸铜焊盘上形成一层配位聚合物保护膜。
在进行有机可焊保护剂处理前，为保证板面的清洁，需对板面进行微蚀处理，以除去铜表面的氧化物，以有利于OSP成膜并增强铜表面与有机可焊保护膜的结合力。
目前常见的微蚀液有硫酸/双氧水体系、硫酸/过硫酸盐体系等，但它们都存在稳定性差、微蚀速率不稳定、蚀刻面不均匀、后续OSP成膜易“发彩”等问题。
发明内容
本发明的一个方面是，提出一种用于铜面处理的微蚀液，具有在溶液体系稳定、蚀刻面均匀光洁、微蚀速率稳定可控等至少一个有益效果。
本发明的另一个方面是，提出前述微蚀液在PCB制程中的应用，特别是具有有利于OSP成膜的优点。
本发明的再一个方面是，提出一种PCB生产流程，包含对覆铜板使用前述微蚀液处理的步骤。
具体地，本发明提供的一种用于铜面处理的微蚀液，包括以下组分：磷酸、过氧化氢、络合剂、稳定剂、粗化剂、润湿剂和去离子水；
其中，所述络合剂为铜离子络合剂，用于在铜表面处理过程中降低微蚀液中铜离子浓度；
所述稳定剂含不饱和双键，用于阻碍微蚀液中的过氧化氢快速分解，保持微蚀速率的稳定；
所述粗化剂用于使微蚀液蚀刻后的铜面具有一定的粗糙度。
特别的，前述用于铜面处理的微蚀液，是由下述组分混合组成，按质量百分数计为：过氧化氢水溶液1-10％；磷酸水溶液0.1-10％；络合剂0.05-5％；稳定剂0.01-1％；粗化剂0.001-1％；润湿剂0.0005-0.01％；余量为去离子水；
其中，所述过氧化氢水溶液为质量分数为30％的过氧化氢水溶液，所述磷酸水溶液为质量分数为85％磷酸水溶液。
磷酸水溶液是指磷酸与水的混合溶液，质量分数为85％是指该混合溶液在室温配制时，磷酸的质量与磷酸与水的混合溶液的质量的百分比。
过氧化氢水溶液是指过氧化氢与水的混合溶液，质量分数为30％是指该混合溶液在室温配制时，过氧化氢的质量与过氧化氢与水的混合溶液的质量的百分比。
磷酸水溶液和过氧化氢水溶液以下均简称为磷酸溶液、过氧化氢溶液(或双氧水溶液)。
本发明的某些实施例中，所述铜离子络合剂为葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠、海藻酸钠中的一种。
本发明的某些实施例中，所述稳定剂为顺丁烯二酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸中的一种与聚甲基乙烯基醚扁桃酸的混合物，二者质量比为3：1。
本发明的某些实施例中，所述稳定剂为顺丁烯二酸与聚甲基乙烯基醚扁桃酸的混合物，二者质量比为3：1。
本发明的某些实施例中，所述粗化剂为乙酰苯胺、乙酰乙氧基苯胺中的一种。
本发明的某些实施例中，所述润湿剂为全氟辛酸钠，用于降低微蚀液的表面张力。
本发明的优选实施例中，铜面处理的微蚀液由以下组分组成：磷酸溶液质量百分数为1％，过氧化氢溶液质量百分数为6％，络合剂质量百分数为0.4％，稳定剂质量百分数为0.04％，粗化剂的质量百分数为0.003％，润湿剂质量百分数为0.0005％，余量为去离子水，其中，所述磷酸溶液质量分数为85％，所述双氧水溶液质量分数为30％。
本发明的某些实施例中，提供了上述用于铜面处理的微蚀液在PCB制程中的应用。
本发明的某些实施例中，提供了上述用于铜面处理的微蚀液用于PCB有机可焊保护剂前处理。
本发明的某些实施例中，提供了一种PCB生产流程，包括对覆铜板按以下流程进行处理：除油、水洗、微蚀、水洗、OSP、水洗、烘干；
其中，微蚀步骤为采用上述用于铜面处理的微蚀液对覆铜板表面进行微蚀处理。
附图说明
图1为本发明实施例1微蚀液处理后的铜面SEM图，扫描电子显微镜3500倍效果。
图2为本发明实施例2微蚀液处理后的铜面SEM图，扫描电子显微镜3500倍效果。
图3为本发明实施例3微蚀液处理后的铜面SEM图，扫描电子显微镜3500倍效果。
图4为本发明对比例1微蚀液处理后的铜面SEM图，扫描电子显微镜3500倍效果。
图5为本发明对比例2微蚀液处理后的铜面SEM图，扫描电子显微镜3500倍效果。
图6为本发明对比例3微蚀液处理后的铜面SEM图，扫描电子显微镜3500倍效果。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明的技术方案，以下对用于铜面处理的微蚀液及其在PCB制程中的应用和一种包含使用该微蚀液处理步骤的PCB生产流程进行举例说明，然而，以下实施例不应当理解为对本发明技术方案的限制，本领域技术人员可根据本发明实施例的教导从本发明公开的技术方案范围中进行选择，这种选择也属于本发明的保护范围之内。
本发明提供一种用于铜面处理的微蚀液，包括以下组分：磷酸、过氧化氢、络合剂、稳定剂、粗化剂、润湿剂和去离子水。
其中，磷酸溶液在保持微蚀液酸度的同时与络合剂具有协同作用，可通过络合作用降低微蚀液中铜离子浓度，从而减弱铜离子对微蚀速率的影响；稳定剂中含不饱和双键的物质可与过氧化氢形成氢键而阻碍过氧化氢快速分解，进而提升过氧化氢的利用率，保持微蚀速率的稳定；润湿剂通过降低溶液的表面张力，增大铜面与溶液的接触面，提高咬蚀铜面的均匀性。
本发明进一步提供一种用于印制电路板有机可焊保护剂前处理的微蚀液，具有溶液体系稳定、蚀刻面均匀光洁、微蚀速率稳定可控等优点。可有效的促进后续OSP成膜，提升铜面与有机可焊保护膜的结合力，进而有效保护铜面不被氧化。粗化剂使蚀刻后的铜面具有一定的粗糙度，提高铜面与OSP膜的结合力。
本发明进一步提供一种包含使用该微蚀液处理步骤的PCB生产流程，其实施方式为：
准备覆铜板，经过以下流程进行处理：
除油——水洗——微蚀——水洗——OSP——水洗——烘干。
其中除油使用深圳市贝加电子材料有限公司的酸性除油剂M405,操作温度为40℃，处理时间为1分钟；微蚀使用本发明的微蚀液，操作温度为35℃，处理时间为1分钟，微蚀量为0.8-1.0μm；OSP使用深圳市贝加电子材料有限公司的有机可焊保护剂M2608，操作温度为40℃，处理时间为1分钟，OSP膜的厚度为0.25-0.40μm。
上述流程采用水平喷淋或垂直浸泡方式均可，对比本发明的实施例和对比例微蚀处理后的铜面外观，是否光亮洁净，并用扫描电子显微镜(Scanning ElectronMicroscope，SEM)观察铜面微观形貌是否蚀刻均匀；并观察OSP处理后的铜面外观，是否存在“发彩”现象，并对比经过本发明的实施例和对比例微蚀液处理再进行OSP处理后的膜厚。
实施例与对比例的组分组成及各组分的质量比如表1所示：
表1实施例与对比例的组分组成及各组分的质量比
其中，磷酸溶液质量分数为85％，过氧化氢溶液质量分数为30％。
实施例和对比例结果
一、实施例和对比例微蚀液处理后铜面微观形貌
本发明实施例1-3的微蚀液处理后的铜表面光亮洁净，铜表面SEM图见图1-3，铜面晶格分布细密均匀，形成凹凸表面。对比例1-3的微蚀液处理后的铜面光亮度稍暗，铜表面SEM图见图4-6，铜面晶格分布大小不均匀，凸凹表面不明显。
二、实施例和对比例微蚀处理后，进行OSP处理，铜面膜厚和“发彩”现象，如表2所示。
表2实施例与对比例OSP膜效果
| 铜面OSP膜厚度/μm | 铜面是否“发彩” | |
| 实施例1 | 0.38 | 不发彩 |
| 实施例2 | 0.41 | 不发彩 |
| 实施例3 | 0.43 | 不发彩 |
| 对比例1 | 0.19 | 发彩 |
| 对比例2 | 0.22 | 轻微发彩 |
| 对比例3 | 0.24 | 轻微发彩 |
本发明的实施例1-3微蚀后，进行OSP处理，OSP膜厚为0.35-0.45μm，OSP膜均匀，无“发彩”现象；对比例1-3微蚀后，进行OSP处理，OSP膜厚为0.15-0.25μm，铜面出现轻微“发彩”现象。
通过本发明的实施例与对比例的测试数据对比，本发明实施例的微蚀液处理后的铜面光亮洁净，板面均匀，而且后续OSP处理膜厚均匀，铜面无“发彩”现象。
Claims (5)
1.一种用于铜面处理的微蚀液，包括以下组分：磷酸、过氧化氢、络合剂、稳定剂、粗化剂、润湿剂和去离子水；
其中，所述络合剂为铜离子络合剂，用于在铜表面处理过程中降低微蚀液中铜离子浓度，所述铜离子络合剂为葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠、海藻酸钠中的一种；
所述稳定剂含不饱和双键，用于阻碍微蚀液中的过氧化氢快速分解，保持微蚀速率的稳定，所述稳定剂为顺丁烯二酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸中的一种与聚甲基乙烯基醚扁桃酸的混合物，二者质量比为3：1；
所述粗化剂用于使微蚀液蚀刻后的铜面具有一定的粗糙度，所述粗化剂为乙酰苯胺、乙酰乙氧基苯胺中的一种；
所述润湿剂为全氟辛酸钠，用于降低微蚀液的表面张力；
并且，所述微蚀液包括按质量百分数计的以下组分混合得到：过氧化氢水溶液1-10％，磷酸水溶液0.1-10％，络合剂0.05-5％，稳定剂0.01-1％，粗化剂0.001-1％，润湿剂0.0005-0.01％，余量为去离子水；
其中，所述过氧化氢水溶液为质量分数为30％的过氧化氢水溶液，所述磷酸水溶液为质量分数为85％磷酸水溶液。
2.根据权利要求1所述的用于铜面处理的微蚀液，其特征在于，所述微蚀液由以下组分组成：磷酸水溶液质量百分数为1％，过氧化氢水溶液质量百分数为6％，络合剂质量百分数为0.4％，稳定剂质量百分数为0.04％，粗化剂的质量百分数为0.003％，润湿剂质量百分数为0.0005％，余量为去离子水。
3.如权利要求1-2中任意一项所述的用于铜面处理的微蚀液在PCB制程中的应用。
4.根据权利要求3所述的用于铜面处理的微蚀液在PCB制程中的应用，其特征在于，微蚀液用于PCB有机可焊保护剂前处理。
5.一种PCB生产流程，包括对覆铜板按以下流程进行处理：除油、水洗、微蚀、水洗、OSP、水洗、烘干；
其中，微蚀步骤为采用如权利要求1-2中任意一项所述的用于铜面处理的微蚀液对覆铜板表面进行微蚀处理。
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