一種基于功能化離子液體的印制電路板處理用棕化液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種棕化處理液，特別涉及一種在印制電路板（PCB)多層板的生產(chǎn)工 藝過程中，用于提高內(nèi)層銅表面與半固化片結(jié)合力的棕化處理液；屬于新材料研制技術(shù)開 發(fā)和利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子產(chǎn)品輕薄化、輕量化要求的不斷提高，印制電路板HDI時(shí)代已經(jīng)到來，特 別是采用Any -layer HDI工藝制造電子產(chǎn)品得到市場(chǎng)的認(rèn)可及消費(fèi)者的歡迎。典型案例是 近年來采用Any-layer HDI工藝制造的蘋果系列產(chǎn)品引發(fā)消費(fèi)類電子產(chǎn)品行業(yè)熱潮。目 前，Any-Layer HDI工藝在智能型高端手機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)得到同行的認(rèn)可。而獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的平 板電腦，80%以上的機(jī)種都是采用Any Layer HDI設(shè)計(jì)。未來Any-Layer HDI工藝技術(shù)將 在越來越多的智能手機(jī)、平板電腦及各類電子產(chǎn)品中得到推廣和應(yīng)用。對(duì)于一般功能型手 機(jī)，其內(nèi)部PCB板采用一階HDI工藝技術(shù)，中高端智能型手機(jī)普遍采用2+2+2或3+2+3等二 階或三階HDI工藝設(shè)計(jì)。而采用Any - Layer HDI工藝技術(shù)的iPad 2為3+4+3工藝設(shè)計(jì)， 一共使用多達(dá)6層HDI，相對(duì)于厚度為I. 34cm的iPad 1，其厚度僅為0. 88cm。新款iPad較 上一代薄型化1/3,最主要原因是HDI由原先傳統(tǒng)多階板進(jìn)化為Any - Layer HDI工藝。該 工藝具有更高的技術(shù)要求，如Any -Layer上鉆孔密度更高，制作過程中高溫（>200°C )層壓 次數(shù)高達(dá)5次以上。對(duì)板面棕化處理后進(jìn)行多次壓合是Any-Layer HDI的基礎(chǔ)核心制程， 可經(jīng)受多次、長(zhǎng)時(shí)間高溫?zé)釅簺_擊和耐酸侵蝕的棕化膜是保證壓合性能的核心因素，因此 研制一種高性能的棕化液，通過分子自組裝技術(shù)，在銅基材料表面生成可耐受多次高溫高 壓壓合和耐酸侵蝕的棕化膜，是保證任意層高密度連接板（Any - layer HDI)品質(zhì)的關(guān)鍵。
[0003] 當(dāng)前常規(guī)的棕化液中通常含有大量的三氮唑、銅離子及砒咯等物質(zhì)，因此，需要對(duì) 使用后的棕化液進(jìn)行綜合處理，如處理未能達(dá)到排放要求，將會(huì)給生態(tài)環(huán)境和人們的健康 帶來極大的危害。尤其是其中的氮唑等有機(jī)源易導(dǎo)致水體缺氧和富營(yíng)養(yǎng)化，被人體吸收后 可致癌，并破壞血液循環(huán)與呼吸功能。因此開發(fā)新型、高效、環(huán)保、可重復(fù)使用的棕化液是當(dāng) 前印制電路板（PCB)多層板的生產(chǎn)工藝過程中的核心環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種可提高內(nèi)層銅表面與半固化片的結(jié)合力，物理化學(xué)性能 穩(wěn)定，不揮發(fā)性，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用的基于功能化離子液體的印制電路板處理用棕化液。
[0005] 本發(fā)明通過對(duì)印制電路板棕化液成分的調(diào)控，減少過程中揮發(fā)性有機(jī)試劑的應(yīng) 用，利用離子液體的"綠色化學(xué)品"和可重復(fù)使用的性能，設(shè)計(jì)一類新型高效的棕化液，并用 于提高印制電路板多層板生產(chǎn)過程中提高內(nèi)層銅表面與半固化片的結(jié)合力。該棕化液載銅 量可達(dá)45 - 60g/L，且銅表面經(jīng)棕化處理后可得到均勻粗糙的表面，并與半固化片之間有穩(wěn) 定的結(jié)合力（剝離強(qiáng)度大于4. 01b/in)與優(yōu)良的耐熱性。此外，由于離子液體穩(wěn)定的物理 化學(xué)性能及不揮發(fā)性，該棕化液可實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種基于功能化離子液體的印制電路板處理用棕化液，按照在棕化液中質(zhì)量濃度 計(jì)，原料組成為：硫酸濃度為80 - 120g/L ;雙氧水濃度為5 - 25g/L ;離子液體緩蝕劑的濃度 為5 - 25g/L ;離子液體結(jié)合力促進(jìn)劑濃度為0. 5 - 5. Og/L ;
[0008] 所述離子液體蝕劑為以烷基取代或氨基取代苯并咪唑?yàn)殛栯x子，以鹵素為陰離子 構(gòu)成的離子液體；
[0009] 所述離子液體結(jié)合力促進(jìn)劑為烷基取代咪唑鹵素鹽、烷基取代吡啶鹵素鹽或烷基 取代季銨鹽鹵素鹽離子液體。
[0010] 優(yōu)選地，所述離子液體緩蝕劑為側(cè)鏈為C2 - C8的正構(gòu)烷基，端基為氨基的C2 - C8 的正構(gòu)烷基苯并咪唑；結(jié)構(gòu)式為
[0011]
[0012] 其中，η = 1，2, 3, 4, 5, 6, 7 ;X = Cl 或 Br。
[0013] 優(yōu)選地，所述離子液體結(jié)合力促進(jìn)劑的陽離子為側(cè)鏈長(zhǎng)度為C2 - C8的咪唑、吡啶 及季銨鹽；陰離子液體為氯離子或溴離子；具有如下結(jié)構(gòu)式：
[0014]
[0015] 其中，η = 1，2, 3, 4, 5, 6, 7 ;X = Cl 或 Br。
[0016] 優(yōu)選地，所述硫酸濃度為90 - 110g/L。
[0017] 優(yōu)選地，所述雙氧水濃度為10 - 15g/L。
[0018] 優(yōu)選地，所述離子液體緩蝕劑的濃度為10 - 20g/L。
[0019] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明就有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] 1)本發(fā)明利用"綠色介質(zhì)"離子液體的優(yōu)良性能，實(shí)現(xiàn)棕化液中高載銅量與環(huán)境友 好性。
[0021] 2)本發(fā)明報(bào)道的含離子液體棕化液可使銅表面與棕化液不斷接觸，從而實(shí)現(xiàn)其表 面均勻，壓合后銅表面與半固化片的剝離強(qiáng)度大于4. 01b/in，多層板的耐熱性能優(yōu)良；
[0022] 3)棕化液成功避免了傳統(tǒng)棕化液存在的溶液揮發(fā)性強(qiáng)，刺激性大等不足，是一種 環(huán)境友好的印制電路板棕化液。
[0023] 4)本發(fā)明棕化處理后溶液澄清，不產(chǎn)生銅黑等固體殘余物。
[0024] 5)本發(fā)明提供的棕化液具備良好的循環(huán)使用性能。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的實(shí) 施方式不限于此。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 棕化處理工序是繼內(nèi)層開料、內(nèi)層D/F、內(nèi)層蝕板之后對(duì)生產(chǎn)板進(jìn)行銅面處理，在 內(nèi)層銅箔表面生成一層氧化層以提升多層線路板在壓合時(shí)銅箔和環(huán)氧樹脂之間的接合力 (常見的有黑氧化及棕氧化等）的過程。
[0028] 棕化流程技術(shù)路線如下：
[0029] 酸洗一水洗一堿性除油一水洗一預(yù)浸一棕化一純水洗一烘干一壓合
[0030] 上述技術(shù)路線的具體操作如下：
[0031] (1)酸洗：采用3% - 5%的稀硫酸為清洗劑，在30°C的條件下洗去負(fù)載在銅表面 的的其他金屬雜質(zhì)；
[0032] (2)水洗：用去離子水室溫下反復(fù)洗滌至洗液基本呈中性；
[0033] (3)堿性除油：采用廣東東碩科技公司生產(chǎn)的TS - Alkclean 6215堿性除油劑在 60°C的條件下對(duì)上述水洗后的PCB板材進(jìn)行洗滌。其目的是在于有效去除銅表面的干膜光 阻殘留物、油脂、手印等污染物以及去除表面氧化層，為后期棕化做準(zhǔn)備；
[0034] (4)水洗：用去離子水室溫下反復(fù)洗滌去除堿性洗液；
[0035] (5)預(yù)浸：將上述洗凈的PCB板材置于濃度為3%的TS - Bondpr印1269P(廣東東 碩科技公司）預(yù)浸液的預(yù)浸槽中（溫度30°C，時(shí)間30s)，使其在棕化板材進(jìn)入棕化槽后能 快速的形成棕化膜，同時(shí)防止在棕化過程中帶入其他金屬離子污染棕化槽。
[0036] (6)棕化：棕化為本工藝的核心，是衡量PCB板材質(zhì)量的關(guān)鍵。本發(fā)明例所采用的 棕化過程為：將本發(fā)明例中的棕化液（具體配方如下）在PVC棕化槽中采用水平噴淋的方 法對(duì)預(yù)浸后的PCB板進(jìn)行棕化處理，棕化溫度35°C，棕化時(shí)間45s。
[0037] 基于功能化離子液體的印制電路板處理用棕化液，原料組成為：
[0038] 濃硫酸 80g ;
[0039]雙氧水（H2O2) 5g ;
[0040] 離子液體1 -甲基-4 - 丁基苯并咪唑氯鹽5g ;
[0041] 離子液體結(jié)合力促進(jìn)劑1 -甲基-4 - 丁基咪唑氯鹽0· 5g ;
[0042] 原料混合，用去離子水稀釋至1升。
[0043] (7)水洗：棕化后的板材用去離子水反復(fù)洗滌，去除殘余棕化液。
[0044] (8)烘干：溫度：100°C，并檢測(cè)其熱應(yīng)力。
[0045] (9)壓合。將棕化后的銅板和半固化片進(jìn)行壓合，并檢測(cè)其剝離強(qiáng)度。
[0046] 本實(shí)施例使用的堿性除油劑為廣東東碩科技公司開發(fā)的TS - Alkclean 6215