CN117835585B - 电路板的表面处理方法及其所制成的电路板 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电路板领域，更具体地说，它涉及电路板的表面处理方法及其所制成的电路板。一种电路板的表面处理方法，包括：步骤1）：清洁待处理电路板，去除待处理电路板表面的油污；步骤2）：微蚀待处理电路板，除去铜面氧化物；步骤3）：用水稀释处理液，得到处理液溶液；将待处理电路板浸泡于处理液溶液；处理液包括：12‑20g/L咪唑化合物、50‑100g/L有机酸、50‑100g/L长链酸、0.1‑5g/L金属盐、0.1‑1g/L络合剂、1‑5g/L海藻糖脂、0.5‑3g/L甘露糖赤藓糖醇酯，水补充余量；步骤4）：清洗待处理电路板，烘干，得到电路板。本申请具有缓解电路板变形情况且增强对铜的保护效果的优点。
Description
技术领域
本申请涉及电路板领域，更具体地说，它涉及电路板的表面处理方法及其所制成的电路板。
背景技术
电路板是实现电子元器件之间电气连接的载体，当前电子信息产业的快速发展拉动电路板的市场需求量。电路板的常规制备工艺为：制作电路板内层线路、打靶孔及检测维修电路、压合、钻孔、一次镀铜、二次镀铜、防焊、文字、成型。电路板施镀铜后，若直接裸露放置储存，十分容易受到氧气、水分、光照等影响，造成铜氧化和变质，从而影响电路板的性能。
因此，需要对电路板的表面进行处理以缓解铜氧化、变质的问题。市面上比较普遍的是应用热风整平焊锡涂层来对电路板进行保护，这种方法需要将电路板直接融入焊料中，利用热风将基板表面积孔洞无用的焊料除掉，使基板表面的焊料分布均匀。但是由于需要较高的操作温度，容易使电路板变形。因此，还有待改善。
发明内容
为了缓解电路板变形情况且增强对铜的保护效果，本申请提供电路板的表面处理方法及其所制成的电路板。
第一方面，本申请提供一种电路板的表面处理方法，采用如下的技术方案：
一种电路板的表面处理方法，包括以下步骤：
步骤1）：清洁待处理电路板，去除待处理电路板表面的油污；
步骤2）：微蚀待处理电路板，除去铜面氧化物；
步骤3）：用水稀释处理液，得到处理液溶液；将待处理电路板浸泡于处理液溶液；
处理液包括以下组分：12-20g/L咪唑化合物、50-100g/L有机酸、50-100g/L长链酸、0.1-5g/L金属盐、0.1-1g/L络合剂、1-5g/L海藻糖脂、0.5-3g/L甘露糖赤藓糖醇酯，水补充余量；
步骤4）：用水清洗待处理电路板，烘干，得到电路板。
通过采用上述技术方案，采用处理液对待处理电路板进行处理，避免了热风对电路板所带来的变形问题。
咪唑化合物与待处理电路板表面的铜发生交联、络合反应，生成螯合物，形成一种透明、高分子的链状配合物膜。而在后续再电路板上焊接电子元器件时，由于高温焊接，这层配合物膜能够被助焊剂快速溶解，裸露出新鲜的铜面，熔融焊料与新鲜铜面顺利快速结合，完成焊接。
不过，这层配合物膜不能太薄或太厚。若太薄，容易被刮破，无法起到良好的防护效果；若太厚，焊接时难以被溶解。因此，如何在不改变厚度的前提下，提高所形成的配合物膜的保护性能又成了新的所需解决问题。
在咪唑化合物、海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯的共同配合下，能够有效降低表面张力，使更多咪唑化合物快速定向定位在电路板的铜表面，形成更加致密配合物膜。并且，海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯的使用，可以协同配合物膜，增强配合物膜的强度，使配合物膜不容易破裂；而且，还使配合物膜与电路板表面具有更好的粘附效果，不容易脱落电路板表面，并在电路板表面延伸铺开，降低了配合物膜覆盖不完全的情况，有效提高所生成配合物膜与电路板表面的连接强度。
优选的，所述咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-芳基咪唑、2-十七烷基咪唑中的一种或多种。
虽然使用咪唑化合物可以与电路板表面的铜配合，但是具体不同种类的咪唑化合物还是会与铜之间具有不同程度的配合效果。
通过采用上述技术方案，进一步选定特定的咪唑化合物，从而对电路板有更好的保护效果。
优选的，所述咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑，2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑的质量比为1：（0.8-1.2）。
优选的，所述咪唑化合物为15-18g/L，海藻糖脂为3-5g/L，甘露糖赤藓糖醇酯为1-2g/L。
通过采用上述技术方案，进一步限定咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑，并限定两者之间的质量比例。在该限定下，海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯可以更快促进2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑在电路板表面形成配合物膜，并且这层配合物膜具有更强的刚性结构，具有更好的耐热性，也不容易被划破。
优选的，所述有机酸为乙酸、乙醇酸、丙酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种混合。
优选的，所述有机酸为乙酸和苹果酸，乙酸和苹果酸的质量比为（0.4-0.7）：1。
乙酸的相对分子量较大，不容易挥发，对处理液整体的pH影响不大；但是其对长链酸的溶解性还有待加强。于是，特别选用乙酸与苹果酸以特定比例配合的组合，既可以使处理液保持适当的pH，又可以为长链酸提供良好的溶解环境，从而使配合物膜在电路板上有适合的厚度。
并且，在实际中发现，该特殊组合与海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯之间具有良好的配合效果，促使配合物膜更快速生成，从而有效增强对电路板的保护效果。
优选的，所述步骤3）的处理液溶液的浓度为1-3%。
通过采用上述技术方案，在咪唑化合物、海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯的特殊配合下，更低的浓度处理液溶液就可以在电路板上形成保护效果更好的配合物膜，更有利于降低生产成本。
第二方面，本申请提供一种电路板。
本申请所制备的电路板，表面覆盖有强劲保护效果的配合物膜，有效削弱氧气、光照、水分对电路板的影响，铜氧化、变质的现象得到有效缓解，电路板具有更长效的保存时效。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用处理液溶液对待处理电路板进行浸泡，得到表面带有膜的电路板，该膜致密、强韧，不容易被破坏，长效保护电路板；且在电路板上有适当的厚度，不会影响后续的焊接。该种处理方法无需高温加热，使电路板能够维持良好的形态，无变形情况发生，保持良好性能。
2、在咪唑化合物、海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯的共同配合下，使配合物膜与电路板表面具有更好的粘附效果，不容易脱落电路板表面，并在电路板表面延伸铺开，降低了配合物膜覆盖不完全的情况，有效提高所生成配合物膜与电路板表面的连接强度。
3、进一步限定有机酸的种类及比例，与海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯之间具有良好的配合效果，促使配合物膜更快速生成，从而有效增强对电路板的保护效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中所用的原料均为市售产品。
实施例1
一种电路板的表面处理方法，包括以下步骤：
步骤1）：使用市售酸性除油剂清洁待处理电路板，去除待处理电路板表面的油污，然后用清水洗涤三次。
步骤2）：微蚀待处理电路板，除去铜面氧化物。
微蚀时使用的药水主要包括硫酸和过硫酸钠，溶液呈酸性。
步骤3）：用水稀释处理液，得到浓度为2%的处理液溶液。
将待处理电路板浸泡于处理液溶液中，调整浸泡温度为40℃，浸泡时间为60s。
处理液包括以下组分：16g咪唑化合物、80g有机酸、80g长链酸、2g金属盐、0.5g络合剂、4g海藻糖脂、1.5g甘露糖赤藓糖醇酯，水补充余量至1L。
其中，咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑，2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑的质量比为1：1。即2-苯基苯并咪唑为8g，2-十七烷基咪唑为8g。
有机酸为乙酸和苹果酸，乙酸和苹果酸的质量比为0.5：1。即乙酸为27g，苹果酸为53g。
长链酸为十六烷酸。
金属盐为醋酸铁。
络合剂为EDTA-2Na。
具体用量汇总于表1。
步骤4）：用水清洗经过步骤3）浸泡的待处理电路板，减少附着电路板表面的酸性物质。
然后在40℃的热风中烘干，得到电路板。
实施例2
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
步骤3）中，用水稀释处理液，得到浓度为1%的处理液溶液。
将待处理电路板浸泡于处理液溶液中，调整浸泡温度为40℃，浸泡时间为60s。
处理液包括以下组分：12g咪唑化合物、50g有机酸、50g长链酸、0.1g金属盐、0.1g络合剂、1g海藻糖脂、0.5g甘露糖赤藓糖醇酯，水补充余量至1L。
咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑。
有机酸为乙酸和苹果酸，乙酸和苹果酸的质量比为0.4：1。即乙酸为14g，苹果酸为36g。
长链酸为十六烷酸。
金属盐为醋酸铁。
络合剂为EDTA-2Na。
具体用量汇总于表1。
实施例3
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
步骤3）中，用水稀释处理液，得到浓度为3%的处理液溶液。
将待处理电路板浸泡于处理液溶液中，调整浸泡温度为40℃，浸泡时间为60s。
处理液包括以下组分：20g咪唑化合物、100g有机酸、100g长链酸、5g金属盐、1g络合剂、5g海藻糖脂、3g甘露糖赤藓糖醇酯，水补充余量至1L。
咪唑化合物为2-芳基咪唑。
有机酸为乙酸和苹果酸，乙酸和苹果酸的质量比为0.7：1。即乙酸为41g，苹果酸为59g。
长链酸为十八烷酸。
金属盐为醋酸铁。
络合剂为EDTA-2Na。
具体用量汇总于表1。
实施例4
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，咪唑化合物为18g。咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑，2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑的质量比为1：0.8。即2-苯基苯并咪唑为10g，2-十七烷基咪唑为8g。
海藻糖脂为3g，甘露糖赤藓糖醇酯为1g。
具体用量汇总于表1。
实施例5
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，咪唑化合物为15g。咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑，2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑的质量比为1：1.2。即2-苯基苯并咪唑为6.8g，2-十七烷基咪唑为8.2g。
海藻糖脂为5g，甘露糖赤藓糖醇酯为2g。
具体用量汇总于表1。
表1
实施例6
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，咪唑化合物为2-（2,4-二氯苯基）苯并咪唑。
实施例7
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，有机酸为乙酸。
实施例8
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，乙酸和苹果酸的质量比为2：1，即乙酸为53g，苹果酸为27g。
对比例1
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，将海藻糖脂替换为槐糖脂，即海藻糖脂为0g，槐糖脂为4g。
对比例2
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，将甘露糖赤藓糖醇酯替换为AEO-9，即甘露糖赤藓糖醇酯为0g，AEO-9为1.5g。
对比例3
一种电路板的表面处理方法，与实施例1的不同之处在于，
处理液中，海藻糖脂为0.5g，甘露糖赤藓糖醇酯为5g。
性能检测试验
1、厚度：将实施例1-8、对比例1-3的电路板置于250mL烧杯中，加入50mL质量浓度5%的盐酸，搅动3min，使配合物膜全部溶解。以质量浓度为5%的盐酸作参比液，用紫外分光光度计测试在波长284mm处的吸收值，计算膜厚（μm），记录于表2。
2、耐热性检测：以实施例1为例，准备以实施例1的表面处理方法所制得的电路板6块，随机分成两组，一组为试验组，一组为对照组。
将对照组放置在室温条件下，待用。
将试验组置于恒温320℃的条件下烘烤10s，常温放置10s，连续5次，然后在常温下冷却。
将对照组与试验组进行对比，观察颜色是否发生变化。若无变色，记录“否”；若变色，记录“是”，且注明变色程度。
实施例2-8、对比例1-3的电路板同样按照上述检测方法进行试验，将检测结果记录于表2。
3、通孔上锡性：将实施例1-8、对比例1-3的电路板的预热温度调节至120℃，加热100秒。然后使用SnCu的焊料在285℃的条件下对电路板进行双波峰处理。双波峰处理中，电路板与焊锡接触时间为2.5s，离开接触3s，再与焊锡接触3s，冷风吹冷。观察5次回流后，电路板的焊接情况，将通孔上锡合格率记录于表2。
通孔上锡合格指的是孔内完全填有焊料为合格。通孔上锡合格率即合格孔数/总孔数*100%，总孔数为200个。
表2
目测实施例1-8、对比例1-3所制得的电路板，外表均无异样、无变形，一切正常。
根据表2中实施例1-8与对比例1-3的检测数据对比可知，实施例1-8的厚度均在0.30-0.40μm，电路板上的配合物膜在该厚度下，具有较好的保护效果，不会过薄也不会过厚。而对比例1-3的电路板所形成的配合物膜都较薄，可能是因为破坏咪唑化合物、海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯的共同配合，使得咪唑化合物无法快速、准确在电路板上形成配合物膜。说明特定咪唑化合物、海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯以特定用量配合的技术方案为一个有机整体，不可随意拆分。
本申请的处理液溶液浓度仅为1-3%，在该较低浓度下，依旧能赋予电路板良好的保护效果，具有良好的经济效益。实施例1-8的电路板在耐热性检测、通孔上锡性检测也明显较对比例1-3的电路板效果好，说明特殊形成的配合物膜致密、结合紧密，所以在不改变膜厚的情况下，也能具有显著的防护效果。
根据表2中实施例1、4、5与实施例2-3的检测结果对比可知，进一步限定各原料的选择、用量可以生成更致密、更完整、结合效果更好的配合物膜，从而长效保护电路板。
根据表2中实施例1与实施例6的检测数据对比可知，进一步限定咪唑化合物的种类及配合比例，能与海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯之间具有充分的配合效果，生成刚性结构更好的配合物膜，赋予配合物膜更好的耐热性。
根据表2中实施例1与实施例7、8的检测数据对比可知，进一步限定有机酸的种类，能够与海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇酯有更良好的配合效果，从而在厚度、耐热性、通孔上锡性表现更好的性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种电路板的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）：清洁待处理电路板，去除待处理电路板表面的油污；
步骤2）：微蚀待处理电路板，除去铜面氧化物；
步骤3）：用水稀释处理液，得到处理液溶液；将待处理电路板浸泡于处理液溶液；
处理液包括以下组分：12-20g/L咪唑化合物、50-100g/L有机酸、50-100g/L长链酸、0.1-5g/L金属盐、0.1-1g/L络合剂、1-5g/L海藻糖脂、0.5-3g/L甘露糖赤藓糖醇酯，水补充余量；
步骤4）：用水清洗待处理电路板，烘干，得到电路板；
所述咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-芳基咪唑、2-十七烷基咪唑中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的电路板的表面处理方法，其特征在于：所述咪唑化合物为2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑，2-苯基苯并咪唑、2-十七烷基咪唑的质量比为1：（0.8-1.2）。
3.根据权利要求1所述的电路板的表面处理方法，其特征在于：所述咪唑化合物为15-18g/L，海藻糖脂为3-5g/L，甘露糖赤藓糖醇酯为1-2g/L。
4.根据权利要求1所述的电路板的表面处理方法，其特征在于：所述有机酸为乙酸、乙醇酸、丙酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种混合。
5.根据权利要求4所述的电路板的表面处理方法，其特征在于：所述有机酸为乙酸和苹果酸，乙酸和苹果酸的质量比为（0.4-0.7）：1。
6.根据权利要求1所述的电路板的表面处理方法，其特征在于：所述步骤3）的处理液溶液的浓度为1-3%。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述的电路板的表面处理方法所制得的电路板。
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