一种应用范围广的水平除胶渣工艺及其应用的制作方法

1.本发明涉及h05k3/26技术领域，具体为一种应用范围广的水平除胶渣工艺及其应用。


背景技术：

2.随着印刷电路板行业向着高厚宽比、高集成、封装化、细微化和多层化的方向发展，除了不断开发性能更优的电镀浴，激光钻孔后在孔内形成的胶渣影响印刷电路板的通断可靠性，因此，这对胶渣的去除技术也提出了更高的要求。
3.目前的除胶工艺多采用高锰酸盐碱性溶液除胶后采用含有硫酸和双氧水的中和剂进行中和还原处理，来除去残留的高锰酸盐等，但是在对高厚宽比的印刷电路板而言，存在孔口的胶渣被除去而孔内的胶渣仍然存在的缺陷。中国专利申请(申请号为cn111148367a)公开了一种去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，虽然改善了孔内清洗的均匀性，但是除胶量范围有待进一步提高，且由于等离子体工艺的仪器昂贵且操作复杂，工业化应用成本高，无法广泛的适用于各种板材的生产。


技术实现要素：

4.本发明一方面提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺，至少包括以下步骤：
5.(1)采用膨松处理剂对线路板进行膨松处理，之后进行一次水洗；
6.(2)采用氧化处理剂对线路板进行氧化处理，之后进行二次水洗；
7.(3)采用中和处理剂对线路板进行中和处理，之后进行三次水洗。
8.作为一种优选的技术方案，所述膨松处理剂的制备原料包括膨胀剂400-500ml/l，氢氧化钠1-3g/l，水补足至1l。
9.优选的，所述膨胀剂按质量百分比计，至少包括醇醚类化合物30-50％、乙二醇10-20％、水补充余量。
10.优选的，所述醇醚类化合物选自二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯中的至少一种。
11.优选的，所述醇醚类化合物为二乙二醇单丁醚。
12.基于本发明体系，通过采用二乙二醇单丁醚、乙二醇和水组成的膨胀剂对线路板进行膨松处理，尤其是控制膨胀剂中二乙二醇单丁醚、乙二醇和水的比例，使线路板钻孔高温所残留的胶渣得以膨松和软化，便于后续氧化处理，提高氧化处理效率和效果。发明人分析原因可能为，在该质量比下，膨胀剂更易扩散进入树脂聚合后的交联处降低其键结构的能量，从而降低了后续氧化处理剂除胶渣的阻力，缩短胶渣处理时间，提高胶渣处理效果。
13.作为一种优选的技术方案，所述膨松处理的温度为70-80℃，处理时间为1.5-2.5min。基于本发明体系中的膨松处理剂，控制温度为70-80℃的条件下，对线路板进行膨松处理1.5-2.5min，尤其是控制膨松处理剂中膨胀剂的添加量为400-500ml/l，在1-3g/l氢氧化钠的作用下，对线路板微盲孔、通孔内的胶渣实现均匀有效的膨松化处理，同时保持孔
的形状、尺寸不变，有利于实现后续氧化处理及清洗的均匀性。
14.作为一种优选的技术方案，所述氧化处理剂的制备原料包括高锰酸钠65-75g/l、氢氧化钠40-50g/l、锰酸钾10-20g/l、水补足至1l。
15.作为一种优选的技术方案，所述氧化处理的温度为75-85℃，处理时间为3-5min。
16.基于本发明体系，对膨松处理后的线路板进行氧化处理，在75-85℃处理3-5min，利用碱性高锰酸钠溶液的强氧化性咬蚀膨松后的孔壁，有效除去钻孔所产生的胶渣，同时适度咬蚀基材，增强金属化学镀层的结合力，防止孔壁分离的发生。
17.作为一种优选的技术方案，所述中和处理剂的制备原料包括中和剂90-110ml/l、双氧水15-25ml/l、水补足至1l。
18.优选的，所述中和剂按质量百分比计，至少包括对羟基苯磺酸5-15％、聚乙烯咪唑0.01-0.2％、硫酸补足余量；所述聚乙烯咪唑为季胺化聚乙烯咪唑，cas号为31855-14-8，来源于武汉拉那白医药化工有限公司。所述硫酸为50％(v/v)的硫酸水溶液。
19.作为一种优选的技术方案，所述中和处理剂的温度为25-35℃，处理时间为1-3min。
20.基于本发明体系，采用含有中和剂和双氧水的中和处理剂对氧化处理并清洗后的线路板进行中和处理，有效中和线路板残留的碱性残液，高效还原残余的七价锰、六价锰、二氧化锰等可溶性二价锰离子，避免氧化剂带入后续流程，保障制程有效正常运行。尤其是控制中和处理剂中的中和剂为90-110ml/l，双氧水为15-25ml/l，实现对微盲孔、通孔内高锰酸盐、锰酸盐、二氧化锰等残留物的有效去除的同时，避免咬蚀铜层，保证后续化学金属电镀的效果。
21.作为一种优选的技术方案，所述一次水洗、二次水洗、三次水洗均为高位水洗。
22.有益效果
23.1、本发明提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺，工序简单、除胶渣效果好，杜绝胶渣残留和除胶过度，呈蜂窝状结构的除胶效果，增加孔铜附着力，防止孔壁分离，适用于高密度互连印刷电路板、多层印刷电路板、软/硬线路板和ic载板的生产。
24.2、基于本发明体系，通过采用二乙二醇单丁醚、乙二醇和水组成的膨胀剂对线路板进行膨松处理，尤其是控制膨胀剂中二乙二醇单丁醚、乙二醇和水的比例，使线路板钻孔高温所残留的胶渣得以膨松和软化，便于后续氧化处理，提高氧化处理效率和效果。
25.3、基于本发明体系中的膨松处理剂，控制温度为70-80℃的条件下，对线路板进行膨松处理1.5-2.5min，尤其是控制膨松处理剂中膨胀剂的添加量为400-500ml/l，在1-3g/l氢氧化钠的作用下，对线路板微盲孔、通孔内的胶渣实现均匀有效的膨松化处理，同时保持孔的形状、尺寸不变，有利于实现后续氧化处理及清洗的均匀性。
26.4、基于本发明体系，对膨松处理后的线路板进行氧化处理，在75-85℃处理3-5min，利用碱性高锰酸钠溶液的强氧化性咬蚀膨松后的孔壁，有效除去钻孔所产生的胶渣，同时适度咬蚀基材，增强金属化学镀层的结合力，防止孔壁分离的发生。
27.5、基于本发明体系，采用含有中和剂和双氧水的中和处理剂对氧化处理并清洗后的线路板进行中和处理，有效中和线路板残留的碱性残液，高效还原残余的七价锰、六价锰、二氧化锰等可溶性二价锰离子，避免氧化剂带入后续流程，保障制程有效正常运行。
附图说明
28.图1为采用实施例1提供的工艺处理前(a)、后(b)的高密度互连印刷电路板的通孔的sem表征图，其中，(a)、(b)中左边为通孔内壁(剖视图)，右边为通孔俯视图。
具体实施方式
29.实施例1
30.本发明的实施例1提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺，包括以下步骤：
31.(1)采用膨松处理剂对线路板进行膨松处理，之后进行一次水洗；
32.(2)采用氧化处理剂对线路板进行氧化处理，之后进行二次水洗；
33.(3)采用中和处理剂对线路板进行中和处理，之后进行三次水洗。
34.所述步骤(1)-(3)中膨松处理剂、氧化处理剂、中和处理剂的用量为覆盖线路板即可。
35.所述膨松处理剂的制备原料包括膨胀剂450ml/l，氢氧化钠2g/l，水补足至1l。
36.所述膨胀剂按质量百分比计，包括醇醚类化合物42％、乙二醇16％、水补充余量。
37.所述醇醚类化合物为二乙二醇单丁醚。
38.所述膨松处理的温度为75℃，处理时间为2min。
39.所述氧化处理剂的制备原料包括高锰酸钠70g/l、氢氧化钠45g/l、锰酸钾15g/l、水补足至1l。
40.所述氧化处理的温度为80℃，处理时间为4min。
41.所述中和处理剂的制备原料包括中和剂100ml/l、双氧水20ml/l、水补足至1l。
42.所述中和剂按质量百分比计，包括对羟基苯磺酸10％、聚乙烯咪唑0.1％、硫酸补足余量；所述聚乙烯咪唑为季胺化聚乙烯咪唑，cas号为31855-14-8，来源于武汉拉那白医药化工有限公司。所述硫酸为50％(v/v)的硫酸水溶液。
43.所述中和处理剂的温度为30℃，处理时间为2min。
44.所述一次水洗、二次水洗、三次水洗均为高位水洗。
45.所述线路板为高密度互连印刷电路板。
46.实施例2
47.本发明的实施例2提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺，包括以下步骤：
48.(1)采用膨松处理剂对线路板进行膨松处理，之后进行一次水洗；
49.(2)采用氧化处理剂对线路板进行氧化处理，之后进行二次水洗；
50.(3)采用中和处理剂对线路板进行中和处理，之后进行三次水洗。
51.所述步骤(1)-(3)中膨松处理剂、氧化处理剂、中和处理剂的用量为覆盖线路板即可。
52.所述膨松处理剂的制备原料包括膨胀剂500ml/l，氢氧化钠2g/l，余量为水。
53.所述膨胀剂按质量百分比计，包括醇醚类化合物42％、乙二醇16％、水补充余量。
54.所述醇醚类化合物为二乙二醇单丁醚。
55.所述膨松处理的温度为75℃，处理时间为1min。
56.所述氧化处理剂的制备原料包括高锰酸钠75g/l、氢氧化钠45g/l、锰酸钾15g/l、水补充余量。
57.所述氧化处理的温度为80℃，处理时间为3min。
58.所述中和处理剂的制备原料包括中和剂110ml/l、双氧水20ml/l、水补充余量。
59.所述中和剂按质量百分比计，包括对羟基苯磺酸10％、聚乙烯咪唑0.1％、硫酸补足余量；所述聚乙烯咪唑为季胺化聚乙烯咪唑，cas号为31855-14-8，来源于武汉拉那白医药化工有限公司。所述硫酸为50％(v/v)的硫酸水溶液。
60.所述中和处理剂的温度为30℃，处理时间为1min。
61.所述一次水洗、二次水洗、三次水洗均为高位水洗。
62.所述线路板为高密度互连印刷电路板。
63.实施例3
64.本发明的实施例3提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺，包括以下步骤：
65.(1)采用膨松处理剂对线路板进行膨松处理，之后进行一次水洗；
66.(2)采用氧化处理剂对线路板进行氧化处理，之后进行二次水洗；
67.(3)采用中和处理剂对线路板进行中和处理，之后进行三次水洗。
68.所述步骤(1)-(3)中膨松处理剂、氧化处理剂、中和处理剂的用量为覆盖线路板即可。
69.所述膨松处理剂的制备原料包括膨胀剂400ml/l，氢氧化钠2g/l，余量为水。
70.所述膨胀剂按质量百分比计，包括醇醚类化合物42％、乙二醇16％、水补充余量。
71.所述醇醚类化合物为二乙二醇单丁醚。
72.所述膨松处理的温度为75℃，处理时间为3min。
73.所述氧化处理剂的制备原料包括高锰酸钠65g/l、氢氧化钠45g/l、锰酸钾15g/l、水补充余量。
74.所述氧化处理的温度为80℃，处理时间为5min。
75.所述中和处理剂的制备原料包括中和剂90ml/l、双氧水20ml/l、水补充余量。
76.所述中和剂按质量百分比计，包括对羟基苯磺酸10％、聚乙烯咪唑0.1％、硫酸补足余量；所述聚乙烯咪唑为季胺化聚乙烯咪唑，cas号为31855-14-8，来源于武汉拉那白医药化工有限公司。所述硫酸为50％(v/v)的硫酸水溶液。
77.所述中和处理剂的温度为30℃，处理时间为3min。
78.所述一次水洗、二次水洗、三次水洗均为高位水洗。
79.所述线路板为高密度互连印刷电路板。
80.对比例1
81.本发明的对比例1提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺及其应用，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，无步骤(1)蓬松处理，直接对线路板进行氧化处理。
82.对比例2
83.本发明的对比例2提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺及其应用，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述膨松处理的温度为75℃，处理时间为6min。
84.对比例3
85.本发明的对比例3提供了一种应用范围广的水平除胶渣工艺及其应用，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述中和处理剂的温度为30℃，处理时间为6min。
86.性能测试方法
87.1、对采用实施例1提供的工艺处理前、后的高密度互连印刷电路板的通孔进行sem表征，结果参见图1。
88.2、对实施例和对比例提供的工艺处理前后的高密度互连印刷电路板通孔的胶渣去除效果进行评级表征，若处理后的线路板通孔无胶渣残留且未咬蚀铜层，则工艺除胶渣效果为a级；若处理后的线路板通孔无胶渣残留但咬蚀铜层或有胶渣残留但未咬蚀铜层，则工艺除胶渣效果均为b级；若处理后的线路板通孔有胶渣残留且咬蚀铜层，则工艺除胶渣效果为c级；结果参见表1。
89.实施例工艺除胶渣效果实施例1a级实施例1a级实施例1a级对比例1c级对比例1b级对比例1c级

技术特征：
1.一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：(1)采用膨松处理剂对线路板进行膨松处理，之后进行一次水洗；(2)采用氧化处理剂对线路板进行氧化处理，之后进行二次水洗；(3)采用中和处理剂对线路板进行中和处理，之后进行三次水洗。2.根据权利要求1所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述膨松处理剂的制备原料包括膨胀剂400-500ml/l，氢氧化钠1-3g/l，水补足至1l。3.根据权利要求2所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述膨胀剂按质量百分比计，至少包括醇醚类化合物30-50％、乙二醇10-20％、水补充余量。4.根据权利要求3所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述醇醚类化合物选自二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述膨松处理的温度为70-80℃，处理时间为1.5-2.5min。6.根据权利要求5所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述氧化处理剂的制备原料包括高锰酸钠65-75g/l、氢氧化钠40-50g/l、锰酸钾10-20g/l、水补足至1l。7.根据权利要求6所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述氧化处理的温度为75-85℃，处理时间为3-5min。8.根据权利要求1所述的一种应用范围广的水平除胶渣工艺，其特征在于，所述中和处理剂的制备原料包括中和剂90-110ml/l、双氧水15-25ml/l、水补足至1l。9.根据权利要求8所述的应用范围广的水平除胶渣工艺的使用方法，其特征在于，所述中和剂按质量百分比计，至少包括对羟基苯磺酸5-15％、聚乙烯咪唑0.01-0.2％、硫酸补足余量。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的应用范围广的水平除胶渣工艺的应用，其特征在于，适用于高密度互连印刷电路板、多层印刷电路板、软/硬线路板和ic载板的生产。

技术总结
本发明涉及H05K3/26技术领域，具体为一种应用范围广的水平除胶渣工艺及其应用，工艺至少包括以下步骤：(1)采用膨松处理剂对线路板进行膨松处理，之后进行一次水洗；(2)采用氧化处理剂对线路板进行氧化处理，之后进行二次水洗；(3)采用中和处理剂对线路板进行中和处理，之后进行三次水洗。工序简单、除胶渣效果好，杜绝胶渣残留和除胶过度，呈蜂窝状结构的除胶效果，增加孔铜附着力，防止孔壁分离，适用于高密度互连印刷电路板、多层印刷电路板、软/硬线路板和IC载板的生产。板和IC载板的生产。


技术研发人员：袁军华 顾利民
受保护的技术使用者：南通麦特隆新材料科技有限公司
技术研发日：2023.02.06
技术公布日：2023/7/26