專利名稱：環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板的表面粗化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印制電路板加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種操作簡單、對環(huán)境污染較低的PCB基板的表面粗化方法。
背景技術(shù)：
在化學(xué)鍍中，化學(xué)鍍銅是十分重要的鍍種。特別是近年來電子產(chǎn)品、電子通訊設(shè)備更多地應(yīng)用到我們?nèi)粘Ｉ钪?，雙面和多層印刷電路板(PCB)成為高科技產(chǎn)品不可或缺的基礎(chǔ)部分。在印制電路制造工藝中，化學(xué)鍍銅是一道重要的工序，而施鍍基板的表面粗化是化學(xué)鍍銅預(yù)處理中的關(guān)鍵步驟之一。粗化的是否得當(dāng)，對于鍍層與基板的結(jié)合力和施鍍后產(chǎn)品的外觀有很大的影響。常用的化學(xué)鍍銅預(yù)處理基板粗化方法有以下幾種⑴機械粗化；(2)化學(xué)粗化； ⑶有機溶劑粗化；其中最常見的是化學(xué)粗化法。吳曉恩等(“材料保護”，2006，39 (12) 19-22)、余德超等人(“電鍍與涂飾”，2007，26 (10) :33-35)、王秀文等(“電鍍與精飾”，2006， 28(6) 9-13)等研究人員在以上文章中綜述并研究了已有的化學(xué)鍍銅基板化學(xué)粗化技術(shù)， 并加以比對。從以上三篇文章可以看出，鑒于印刷電路板(PCB)的廣泛應(yīng)用和巨大的商業(yè)價值，國內(nèi)外對PCB工藝的研究十分關(guān)注，因此，基板粗化工藝的優(yōu)化也成為印制電路工藝的一大研究熱點。對于印刷電路板而言，其基板材料主要是環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺(PI)。對于基板材料主要為環(huán)氧樹脂的印刷電路板，其表面粗化處理過程通常是通過鉻酐-濃硫酸體系來完成。然而，由于Cr(VI)離子是造成環(huán)境污染和危害人體健康的有害重金屬之一，在提倡綠色環(huán)保的今天很有可能被禁止使用。另外，由于鉻酐在濃硫酸中的溶解度較小，這樣就使得鉻酐沉積在粗化溶液底部，給實際操作帶來諸多不便。為了減少環(huán)境污染，促進印制電路化學(xué)鍍銅的發(fā)展，人們一直在探索化學(xué)鍍前處理的新工藝、新方法。國外有人提出用堿性高錳酸鉀溶液代替鉻酐-濃硫酸體系并在這方面做了大量的工作。F.Tomaiuolo， P. Montangero, Schroer和X. Roizard等人分別從不同的角度研究了堿性高錳酸鉀溶液對環(huán)氧樹脂基板的粗化作用，然而沒對粗化條件進行優(yōu)化，而且由于所使用的中和溶液為 H2O2-H2SCV混合液，過氧化氫的不穩(wěn)定性造成溶液經(jīng)常失效，給操作帶來麻煩。對此，陜西師范大學(xué)的王秀文等人對堿性高錳酸鉀粗化液做了相應(yīng)的補充研究，采用H2C2O4 · 2H20-H2S04 體系作為中和溶液，并且優(yōu)化了粗化液的濃度比例。但是，采用堿性高錳酸鉀粗化由于必須有中和這一步驟，無形中增加整個工藝流程的操作步驟，影響了整個鍍銅工藝的實施效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板的表面粗化方法，該方法采用堿性粗化液進行基板粗化，除油、粗化合二為一，具有操作簡便、環(huán)境污染小、成本低的特點，適合于大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明詳細技術(shù)方案環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板的表面粗化方法，包括以下步驟步驟1 配制粗化液。將堿性過氧化物、過氧硫酸鹽、無機鹽、OP乳化劑和表面分散劑混合，加入去離子形成溶液，調(diào)節(jié)溶液PH值到12以上，攪拌均勻后得到粗化液。所述堿性過氧化物為過氧化鈉、過氧化鉀或過氧化鋇中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為
1.25 2. 50M ；所述過氧硫酸鹽為過二硫酸鈉、過硫酸鉀或過二硫酸銨中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為0. 06 0. 25M ；所述無機鹽為碳酸鈉或碳酸鉀中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為0. 15 0. 20M ；所述OP乳化劑在粗化液中的用量為3. 5 6. Og/L ；所述表面分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鉀或正辛基硫酸鈉中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為
2.5Χ1(Γ4 5. 5 X 101。步驟2:表面粗化處理。 將步驟1配制的粗化液加熱至50 80°C，然后將環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板浸泡于粗化液中，攪拌浸泡5 20分鐘，最后將環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板從粗化液中取出，用去離子水清洗干凈，即可獲得除油、表面粗化好的環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板。其中，所述環(huán)氧樹脂型印制電路基板為以環(huán)氧樹脂為粘結(jié)劑、玻璃纖維為填充材料的印制電路基板；所述聚酰亞胺型印制電路基板為以聚酰亞胺為基板材料的印制電路基板。需要說明的是，在配制粗化液過程中，由于堿性過氧化物或過氧硫酸鹽在水溶劑的溶解過程中會產(chǎn)生大量的熱量，若有不慎會導(dǎo)致堿性過氧化物或過氧硫酸鹽過熱分解。 因此為了防止堿性過氧化物或過氧硫酸鹽過熱分解，應(yīng)將堿性過氧化物或過氧硫酸鹽緩慢加入水溶劑中。本發(fā)明采用堿性過氧化物、過氧硫酸鹽、無機鹽配制成的強堿性、強氧化性水溶液對印制電路基板中的環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺進行講解、氧化作用，達到表面粗化目的。其中所加入的OP乳化劑的主要作用是去除印制電路基板表面的油污，兼具表面分散作用；所加入的表面分散劑的主要作用是降低粗化液的表面張力，從而使粗化效果更好。將采用本發(fā)明粗化處理的環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板再經(jīng)過敏化、活化、化學(xué)鍍銅等工序，便可獲得光亮粉紅色銅鍍層的鍍件，經(jīng)過性能測試樣品的結(jié)合力和導(dǎo)電性能極佳。將未表面粗化處理的FR-4環(huán)氧樹脂基板、用高錳酸鉀體系進行表面粗化處理的FR-4環(huán)氧樹脂基板以及采用本發(fā)明進行表面粗化處理的FR-4環(huán)氧樹脂基板表面均進行噴金處理后，用掃面電鏡(SEM)觀察其表面形貌。從SEM掃描結(jié)果可以明顯看出，采用高錳酸鉀體系進行表面粗化處理的FR-4環(huán)氧樹脂基板表面形成的微蝕孔孔徑較大，且分布不均勻；而采用本發(fā)明進行表面粗化處理的FR-4環(huán)氧樹脂基板表面微蝕孔孔徑小而密集，這樣就保證了鍍銅過程中生成的銅均勻致密地附著在基板表面，形成良好的鍍層形貌。本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明提供的表面粗化方法對環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板進行表面粗化處理，可使除油、粗化兩個工藝一步到位，其工藝過程簡單、容易操作和推廣應(yīng)用， 適用大批量生產(chǎn)，可以更低成本地在生產(chǎn)PCB過程中完成表面處理工藝。由于操作過程中不用添加重金屬鹽，避免了以往鉻酐-濃硫酸體系中產(chǎn)生大量Cr (VI)離子而造成環(huán)境污染，高錳酸鉀體系帶來的廢水色度高、需要中和處理等問題。
具體實施例方式具體實施方式
一(1)用電子天平稱取5g過氧化鈉、2g過硫酸鈉、0. 8g碳酸鈉、0. 005g十二烷基苯磺酸鈉轉(zhuǎn)移到燒杯中混合均勻，量取0. 175g OP乳化劑加入燒杯中，再用量筒量取50ml去離子水；(2)先將少量去離子水緩緩加入步驟(1)的燒杯中，邊加邊迅速攪拌；(3)待燒杯中固體完全溶解后，將剩余的去離子水加入，繼續(xù)攪拌；(4)測得步驟(3)所得的溶液的PH值為13，將燒杯放入冷水中冷卻3 5分鐘后， 至于50°C的恒溫水浴鍋中；(5)將2cmX 2cm的環(huán)氧樹脂基板干燥后稱量，記下其質(zhì)量為0. 14047g ；(6)稱量完后將基板放入該混合物中反應(yīng)5min，其間要勻速攪拌；(7)將粗化后的環(huán)氧樹脂基板取出，用去離子水沖洗干凈進行敏化、活化、化學(xué)鍍銅；(8)將樣品取出，用去離子水沖洗干凈后立刻用吹風(fēng)機吹干，再稱其質(zhì)量為 0.14100g。采用稱重法測量鍍速，測得樣品的鍍速為7. 35um/h ；用四探針法測量樣品方阻， 測量范圍在0. 01-1. 00 Ω . cm。測量結(jié)果為0. 13 Ω / 口。
具體實施方式
二 稱取5g過氧化鉀、2g過二硫酸銨、0. 9g碳酸鈉、0. 006g十二烷基苯磺酸鈉轉(zhuǎn)移到燒杯中混合均勻，量取0. 3g OP乳化劑加入燒杯中，按照實施方案一的步驟將其配成溶液， 在55°C的恒溫水浴鍋中粗化IOmin ；敏化、活化、化學(xué)鍍銅后干燥。稱重法測量鍍速，測得樣品的鍍速為5. 57 μ m/h ；四探針法測量樣品方阻，測量范圍在0. 01-1. 00 Ω . cm。測量結(jié)果為 0. 25Ω / □。
具體實施方式
三稱取IOg過氧化鈉，3g過硫酸鉀、0. 8g碳酸鈉、0. 007g十二烷基苯磺酸鈉轉(zhuǎn)移到燒杯中混合均勻，量取0. 2g OP乳化劑加入燒杯中，按照實施方案一的步驟將其配成溶液， 在60°C的恒溫水浴鍋中粗化5min ；敏化、活化、化學(xué)鍍銅后干燥。稱重法測量鍍速，測得樣品的鍍速為4. 60 μ m/h ；四探針法測量樣品方阻，測量范圍在0. 01-1. 00 Ω . cm。測量結(jié)果為 0. 10Ω / □。
具體實施方式
四稱取IOg過氧化鉀、Ig過硫酸鈉、0. 75g碳酸鈉、0. 008g十二烷基苯磺酸鈉轉(zhuǎn)移到燒杯中混合均勻，量取0. 25g OP乳化劑加入燒杯中，按照實施方案一的步驟將其配成溶液， 在65°C的恒溫水浴鍋中粗化IOmin ；敏化、活化、化學(xué)鍍銅后干燥。稱重法測量鍍速，測得樣品的鍍速為7. 88 μ m/h ；四探針法測量樣品方阻，測量范圍在0. 01-1. 00 Ω . cm。測量結(jié)果為 0. 25Ω / □。
具體實施方式
五
5
稱取5g過氧化鈉、Ig過二硫酸銨、1. Og碳酸鈉、0. Olg十二烷基苯磺酸鈉轉(zhuǎn)移到燒杯中混合均勻，量取0. 3g OP乳化劑加入燒杯中，按照實施方案一的步驟將其配成溶液， 在60°C的恒溫水浴鍋中粗化15min ；敏化、活化、化學(xué)鍍銅后干燥。稱重法測量鍍速，測得樣品的鍍速為3. 27 μ m/h ；四探針法測量樣品方阻，測量范圍在0. 01-1. 00 Ω . cm。測量結(jié)果為 0. 20Ω / □。
權(quán)利要求
1.環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板的表面粗化方法，包括以下步驟 步驟1 配制粗化液；將堿性過氧化物、過氧硫酸鹽、無機鹽、OP乳化劑和表面分散劑混合，加入去離子形成溶液，調(diào)節(jié)溶液PH值到12以上，攪拌均勻后得到粗化液；所述堿性過氧化物為過氧化鈉、過氧化鉀或過氧化鋇中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為1. 25 2. 50M ；所述過氧硫酸鹽為過二硫酸鈉、過硫酸鉀或過二硫酸銨中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為0. 06 0. 25M ；所述無機鹽為碳酸鈉或碳酸鉀中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為0. 15 0. 20M ；所述OP乳化劑在粗化液中的用量為3. 5 6. Og/L ；所述表面分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鉀或正辛基硫酸鈉中的一種或它們之間任意比例的混合物，在粗化液中的用量為2.5X10_4 5. 5X101 ；步驟2 表面粗化處理；將步驟1配制的粗化液加熱至50 80°C，然后將環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板浸泡于粗化液中，攪拌浸泡5 20分鐘，最后將環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板從粗化液中取出，用去離子水清洗干凈，即可獲得除油、表面粗化好的環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板；其中，所述環(huán)氧樹脂型印制電路基板為以環(huán)氧樹脂為粘結(jié)劑、玻璃纖維為填充材料的印制電路基板；所述聚酰亞胺型印制電路基板為以聚酰亞胺為基板材料的印制電路基板。
全文摘要
環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板的表面粗化方法，屬于印制電路板加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用將堿性過氧化物、過氧硫酸鹽、無機鹽的水溶液，并加入適量OP乳化劑和表面分散劑配制成強堿、強氧化性粗化液，利用粗化液的強堿、強氧化性對環(huán)氧樹脂型或聚酰亞胺型印制電路基板的降解、氧化作用，達到表面粗化的目的。除油、粗化合二為一，具有操作簡便、環(huán)境污染小、成本低的特點，適合于大批量生產(chǎn)。
文檔編號C23C18/22GK102212802SQ20111007437
公開日2011年10月12日 申請日期2011年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月26日
發(fā)明者何為, 吳婧, 周國云, 朱萌, 王守緒 申請人:電子科技大學(xué)