CN102438405B

CN102438405B - 一种刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法

Info

Publication number: CN102438405B
Application number: CN 201110386278
Authority: CN
Inventors: 王守绪; 何为; 周国云; 黄志远; 陈亨书; 张建军
Original assignee: TONGLING CHAOYUAN PRECISION ELECTRONICS CO Ltd; University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: TONGLING CHAOYUAN PRECISION ELECTRONICS CO Ltd; University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2031-11-29
Also published as: CN102438405A

Abstract

一种刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，属于印制电路板制造领域。该清洗方法包括1)使用新型去污液实现聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污去除和环氧树脂钻污溶胀；2)使用高锰酸钾去污液氧化裂解溶胀的环氧树脂；3)使用硫酸-草酸钠体系去除高锰酸钾残留液，从而实现低价化学法去除刚挠结合板通孔钻污。其中实现聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污去除和环氧树脂溶胀的去污溶液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾20～50g、环氧树脂溶胀剂10～40g、增溶剂1～5g、聚酰亚胺溶胀剂10～60ml，其余为水。本发明实现了低成本的钻污清洗，同时具有方法简单、去污效率高的特点。通过本发明对刚挠结合印制电路板通孔进行清洗，能够得到平整，与孔铜咬合力好的孔壁。

Description

一种刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法

技术领域

本发明属于印制电路板制造领域，特别涉及到一种清洗(或去除)刚挠结合电路板通孔钻污的方法。

背景技术

电子产品的发展趋势要求印制电路板沿着“轻、薄、短、小”及多功能化方向发展。刚挠结合印制电路板以其尺寸小、重量轻、可避免连线错误，增加组装灵活性，实现三维立体组装等优点将成为印制电路板发展的一个重要方向。在刚挠结合板中，层与层之间、刚性板与挠性板之间的电气连接主要通过刚性区的金属化通孔来实现。因为刚挠结合印制电路板介质基板通常含有环氧树脂、玻璃布等刚性板材料，以及丙烯酸胶，聚酰亚胺等挠性板材料，所以钻孔后，空内通产留有上述材料组成的粉末(称为钻污)。钻污必须要在通孔金属化之前清洗干净，否则会影响金属化性能，严重时会导致挠结合印制电路板层与层之间不能实现电气互连。

对于基材成分较为单一的印制电路板来说，可以采用化学清洗液的方法去除钻污。比如说对于环氧树脂或玻璃布等基材的刚性印制电路板，钻污可通过高锰酸钾溶液溶胀、裂解去除；对于聚酰亚胺基材的挠性印制电路板，钻污可通过碱性PI调整液去除。但是对于刚挠结合的多层印制电路板来说，单纯的高锰酸钾溶液和PI调整液均无法完全去除钻污。

现有的一种去除刚挠结合印制电路板通孔钻污的方法是采用那个等离子清洗的方法实现。其技术方案要点是：在高频高压电场作用下，将CF₄和O₂电离成CF₃、F、O、CF、e等离子体，高活性的等离子体可以与孔壁的环氧玻璃布、丙烯酸、以及聚酰亚胺等高分子材料发生反应形成CO₂、H₂O等气体状物质，从而达到除去钻污的目的。但是等离子清洗用设备投入大，每台设备投资在100万以上，而且受等离子体产生腔体体积的影响，清洗效率较低。除此之外，由于等离子气体对不同材料的去除速率不同，导致去钻污后通孔孔壁均匀性差。

发明内容

本发明提供一种刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法。该方法通过配置新型去污液，同时实现聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污清洗和环氧树脂溶胀，然后进行环氧树脂氧化裂解完成去钻污，具有去污成本低、效率高，操作简单的特点。

本发明具体技术方法如下：

一种刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：配制两种去污液。

其中第一种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾20～50g、环氧树脂溶胀剂10～40g、增溶剂1～5g、聚酰亚胺溶胀剂10～60ml，其余为水；第二种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾10～50g、高锰酸钾30～60g、次氯酸钠0.1～2g，其余为水。

步骤2：聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污去除和环氧树脂钻污溶胀。

将钻孔后的刚挠结合印制电路板浸泡于步骤1所配制的第一种去污液中，在30～80℃的温度条件下浸泡3～10分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力。

步骤3：高锰酸钾氧化裂解溶胀的环氧树脂。

将步骤2浸泡后的印制电路板取出并用去离子水冲洗，然后浸泡于步骤1所配制的第二种去污液中，在50～80℃的温度条件下浸泡5～20分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力。

步骤4：去除高锰酸钾残留液。

将步骤3浸泡后的取出并用去离子水冲洗，然后浸泡于硫酸-草酸钠的混合溶液中，在30～50℃的温度条件下浸泡2～15分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力。所述硫酸-草酸钠的混合溶液，每升含浓硫酸50～200ml草酸钠10～50g，其余为水。

上述技术方案，需要进一步说明的是：

1、第一种去污液中：所述环氧树脂溶胀剂是一种含有与环氧树脂活性基团相同的有机物，以通过相似相容原理来溶胀环氧树脂；所述聚酰亚胺溶胀剂是一种含有与聚酰亚胺活性基团相同的有机物，以通过相似相容原理来溶胀聚酰亚胺；所述增溶剂是一种亲水性的醇类有机物，能提高环氧树脂溶胀剂或聚酰亚胺溶胀剂在水溶液中的溶解度；氢氧化钾或氢氧化钠可分解丙烯酸树脂和溶胀的聚酰亚胺。

2、步骤2采用第一种去污液浸泡印制电路板时，能够能同时实现聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污的去除和环氧树脂钻污的溶胀。

3、步骤3采用第二种去污液浸泡印制电路板时，主要目的是采用高锰酸钾氧化裂解经步骤2溶胀的环氧树脂钻污；同时也采用氢氧化钾或氢氧化钠进一步分解去除步骤2可能残留的聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污。

4、步骤3采用高锰酸钾氧化裂解经步骤2溶胀的环氧树脂钻污后，印制电路板及钻孔中会残留部分高锰酸钾残留液，其中含有高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰，故采用硫酸-草酸钠的混合溶液去除高锰酸钾残留液。

本发明通过配置新型的去污液，同时实现聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污去除和环氧树脂溶胀，然后进行环氧树脂氧化裂解，实现了低成本的钻污清洗，同时具有方法简单、去污效率高的特点。通过本发明提供的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法对刚挠结合印制电路板通孔进行清洗，能够得到平整，与孔铜咬合力好的孔壁。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

图2为通过本发明方法去钻污，孔金属化后得到的四层刚挠结合印制电路板通孔剖面切片图。

具体实施方式

实施例1

使用机械数控机在四层刚挠结合印制电路板中钻0.25mm通孔，刚挠结合板结构为中间为双面挠性板，两侧分别为单面刚性板。刚性板材为生益18/0.2FR-4单面覆铜板料，挠性板为台虹18/25/18压延PI无卤素双面覆铜板。使用本发明方法去钻污，然后孔金属化，其工艺过程如下：

步骤1：配制两种去污液；

其中第一种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾35g、用作环氧树脂溶胀剂的乙二醇***30g、作为增溶剂的丁二醇2g、作为聚酰亚胺溶胀剂的联胺40ml，其余为水；第二种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾35g、高锰酸钾55g、次氯酸钠0.5g，其余为水；

步骤2：聚酰亚胺、丙烯酸树脂钻污去除和环氧树脂钻污溶胀；

将钻孔后的刚挠结合印制电路板浸泡于步骤1所配制的第一种去污液中，在50℃的温度条件下浸泡6分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力；

步骤3：高锰酸钾氧化裂解溶胀的环氧树脂；

将步骤2浸泡后的印制电路板取出并用去离子水冲洗，然后浸泡于步骤1所配制的第二种去污液中，在75℃的温度条件下浸泡10分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力；

步骤4：去除高锰酸钾残留液；

将步骤3浸泡后的取出并用去离子水冲洗，然后浸泡于硫酸-草酸钠的混合溶液中，在40℃的温度条件下浸泡10分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力；所述硫酸-草酸钠的混合溶液，每升含浓硫酸100ml草酸钠30g，其余为水。

将刚挠结合印制电路板进行碱性除油、黑孔、电镀，得到孔金属化后的通孔。电镀完成后，制作通孔剖面切片图，切片图表明通孔孔壁均匀。根据IPC方法对通孔进行可靠性检测：放置280℃高温中热冲击10秒，冲击3次，制作通孔切片，切片图表明孔铜完好，去钻污效果良好。

实施例2

使用机械数控机在六层刚挠结合印制电路板钻0.30mm通孔，刚挠结合板结构是中间为双面挠性板，两侧分别为双面刚性板。刚性板材为生益35/0.5/35FR-4双面覆铜板料，挠性板为台虹18/25/18压延PI无卤素双面覆铜板。使用本发明方法去钻污，孔金属化，其工艺过程如下：

步骤1：配制两种去污液；

其中第一种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾35g、用作环氧树脂溶胀剂的乙二醇***20g、作为增溶剂的丁二醇2g、作为聚酰亚胺溶胀剂的联肼40ml，其余为水；第二种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾35g、高锰酸钾55g、次氯酸钠0.5g，其余为水；

步骤3：高锰酸钾氧化裂解溶胀的环氧树脂；

步骤4：去除高锰酸钾残留液；

本领域技术人员应当知道，上述两个实施例并非是对本发明的进一步限定，其他任何按照本发明技术方案对刚挠结合印制电路板钻污进行的清洗方法均在本发明申请保护的范围i额之内。本领域技术人员应当知道，本发明技术方案中所有数值范围(含量、温度、时间等)只会影响钻污清洗的效率，并不会影响钻污清洗的实质。

Claims

1.一种刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，包括以下步骤：

步骤1：配制两种去污液；

其中第一种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾20～50g、环氧树脂溶胀剂10～40g、增溶剂1～5g、聚酰亚胺溶胀剂10～60ml，其余为水；第二种去污液，每升含氢氧化钠或氢氧化钾10～50g、高锰酸钾30～60g、次氯酸钠0.1～2g，其余为水；

将钻孔后的刚挠结合印制电路板浸泡于步骤1所配制的第一种去污液中，在30～80℃的温度条件下浸泡3～10分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力；

步骤3：高锰酸钾氧化裂解溶胀的环氧树脂；

将步骤2浸泡后的印制电路板取出并用去离子水冲洗，然后浸泡于步骤1所配制的第二种去污液中，在50～80℃的温度条件下浸泡5～20分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力；

步骤4：去除高锰酸钾残留液；

将步骤3浸泡后的取出并用去离子水冲洗，然后浸泡于硫酸-草酸钠的混合溶液中，在30～50℃的温度条件下浸泡2～15分钟，浸泡过程中采用振荡印制电路板或打气的方式提高去污溶液的灌孔能力；所述硫酸-草酸钠的混合溶液，每升含浓硫酸50～200ml草酸钠10～50g，其余为水。

2.根据权利要求1所述的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，其特征在于，所述第一种去污液中所述环氧树脂溶胀剂是一种含有与环氧树脂活性基团相同的有机物，以通过相似相容原理来溶胀环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，其特征在于，所述含有与环氧树脂活性基团相同的有机物为乙二醇***。

4.根据权利要求1所述的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，其特征在于，所述第一种去污液中所述聚酰亚胺溶胀剂是一种含有与聚酰亚胺活性基团相同的有机物，以通过相似相容原理来溶胀聚酰亚胺。

5.根据权利要求4所述的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，其特征在于，所述含有与聚酰亚胺活性基团相同的有机物为联胺或联肼。

6.根据权利要求1所述的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，其特征在于，所述第一种去污液中所述增溶剂是一种亲水性的醇类有机物，能提高环氧树脂溶胀剂或聚酰亚胺溶胀剂在水溶液中的溶解度。

7.根据权利要求6所述的刚挠结合印制电路板通孔钻污的清洗方法，其特征在于，所述亲水性的醇类有机物为丁二醇。