CN105744753A - 印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，包括如下步骤：步骤一：除油；步骤二：微蚀；步骤三：活化；步骤四：氧化；步骤五：清洗。本发明的目的在于提供一种印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法。所述方法使铜面具有很好的防氧化能力，同时用作表面处理时可耐受多次高温焊接。

Description

印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法
技术领域
本发明涉及印制线路板处理领域，尤指一种印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法。
背景技术
印制线路板在制造过程中涉及多次金属化过程，如化学镀铜、电镀铜、电镀镍金、化学镀锡等。印制线路板没完成最终焊接前，其表面铜层如不加以保护，在加工车间的高湿度、高酸性或碱性条件下极易被氧化，影响后续图形工序或最终焊接的可靠性。印制线路板成品铜面保护的表面处理方式有很多种，如化学镀镍金、化学镀锡、化学镀银、电镀镍金、喷锡等。早期铜面抗氧化剂由甲醇及苯并三氮唑组成，挥发性强，对人体健康带来很大威胁。此外该有机保护皮膜厚度难以控制，抗氧化能力不足。经过几代的发展，目前铜面抗氧化保护皮膜应用工艺仍难以耐高温焊接、选择性化学镀镍金的印制线路板在形成保护皮膜的过程容易在金面产生铜沉积，疏孔性的金层一旦发生贾凡尼效应将导致镍层氧化，引起焊接不良。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案是：一种印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，包括如下步骤：
步骤一：除油
去除印制线路板表面的油污，准备低泡酸性除油剂并加入水以20%体积比配制除油溶液，并对除油溶液升温至40℃后将印制线路板浸泡在除油溶液中60秒，清除印制线路板板面显影残渣及手指印等杂物；
步骤二：微蚀
将经过步骤一清洁后的印制线路板进入微蚀液处理，除去印制线路板上铜面轻微氧化物，所述微蚀液为过硫酸钠、过硫酸铵或双氧水的硫酸溶液；
步骤三：活化：
将经过步骤二微蚀处理的印制线路板上铜面获得可提高焊接可靠性的粗糙度，接着铜面需要要用硫酸溶液活化，所述硫酸溶液为5%v/v（5%v/v是体积比是百分之五的意思）的硫酸水溶液，硫酸水溶液的温度为20～30℃，将印制线路板浸入该溶液中3～5min后待零件表面均匀析出气泡，取出零件迅速放入自来水中清洗干净；
步骤四：
将经过步骤三活化后的的印制线路板上铜面进入防氧化液后形成均匀的键合防氧化皮膜，所述防氧化液包括：浓度为5-30g/L的甲酸或冰醋酸、浓度为0.001-1g/L的烷基咪唑、浓度为0.1-1000ppm的铜离子、余量pH值调节剂，其中，所述烷基咪唑为苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-乙基苯并咪唑，2-己基苯并咪唑、2-庚基苯并咪唑中的一种或多种混合物，所述pH调节剂为氨水，所述防氧化液的pH值为2.85,所述防氧化液的温度在40℃-46℃，印制线路板上铜面浸泡在防氧化液的时间为60-90秒;
步骤五：清洗：
经防氧化液处理后的印制线路板水洗两次后烘干保存即可。
优选地，步骤四中所述甲酸或冰醋酸的浓度为10-25g/L。
优选地，步骤四中所述烷基咪唑的浓度为0.01-0.5g/L。
优选地，步骤四中所述铜离子的浓度为0.5-200ppm。
本发明的有益效果在于：本发明能使印制线路板上铜及铜合金表面产生一种以烷基咪唑为主体的有机皮膜，对铜面氧化起抑制作用，且该工艺作为铜面表面处理时，能耐受高温焊接。有机保护皮膜（或有机可焊保护剂）是一种比较简单及经济的方式，其处理后使铜面抗氧化性显著提高，且由于该保护皮膜厚度极薄、表面平坦，特别适用于细导线、细线距的印制线路板表面处理。
具体实施方式
本发明关于印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，包括如下步骤：
步骤一：除油
去除印制线路板表面的油污，准备低泡酸性除油剂并加入水以20%体积比配制除油溶液，并对除油溶液升温至40℃后将印制线路板浸泡在除油溶液中60秒，清除印制线路板板面显影残渣及手指印等杂物；
步骤二：微蚀
将经过步骤一清洁后的印制线路板进入微蚀液处理，除去印制线路板上铜面轻微氧化物，所述微蚀液为过硫酸钠、过硫酸铵或双氧水的硫酸溶液；
步骤三：活化：
将经过步骤二微蚀处理的印制线路板上铜面获得可提高焊接可靠性的粗糙度，接着铜面需要要用硫酸溶液活化，所述硫酸溶液为5%v/v（5%v/v是体积比是百分之五的意思）的硫酸水溶液，硫酸水溶液的温度为20～30℃，将印制线路板浸入该溶液中3～5min后待零件表面均匀析出气泡，取出零件迅速放入自来水中清洗干净；
步骤四：
将经过步骤三活化后的的印制线路板上铜面进入防氧化液后形成均匀的键合防氧化皮膜，所述防氧化液包括：浓度为5-30g/L的甲酸或冰醋酸、浓度为0.001-1g/L的烷基咪唑、浓度为0.1-1000ppm的铜离子、余量pH值调节剂，其中，所述烷基咪唑为苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-乙基苯并咪唑，2-己基苯并咪唑、2-庚基苯并咪唑中的一种或多种混合物，所述pH调节剂为氨水，所述防氧化液的pH值为2.85,所述防氧化液的温度在40℃-46℃，印制线路板上铜面浸泡在防氧化液的时间为60-90秒;
步骤五：清洗：
经防氧化液处理后的印制线路板水洗两次后烘干保存即可。
优选地，步骤四中所述甲酸或冰醋酸的浓度为10-25g/L。
优选地，步骤四中所述烷基咪唑的浓度为0.01-0.5g/L。
优选地，步骤四中所述铜离子的浓度为0.5-200ppm。
实施例1：
步骤一：印制线路板首先经低泡酸性除油工艺清洁板面显影残渣及手指印等杂物，所述低泡酸性除油剂以20%体积比配制除油溶液，升温至40℃后将印制线路板浸泡在除油溶液中60秒；
步骤二：经步骤一清洁除油后的印制线路板进入微蚀液处理，除去印制线路板上铜面轻微氧化物，所述微蚀液为过硫酸钠、过硫酸铵或双氧水的硫酸溶液；
步骤三：经步骤二微蚀处理的印制线路板上铜面获得可提高焊接可靠性的粗糙度，接着铜面需要要用硫酸溶液活化，所述硫酸溶液为5%v/v的硫酸水溶液；
步骤四：经步骤三活化后的印制线路板上铜面进入防氧化液后能在工艺条件下形成均匀的键合防氧化皮膜，浓度为15g/L的甲酸或冰醋酸、浓度为0.1g/L的2-己基苯并咪唑、浓度为20ppm的铜离子、余量pH值调节剂，所述印制线路板上铜面在温度为42℃的防氧化液，pH值2.85下处理60秒。
步骤五：经防氧化液处理后的印制线路板水洗两次后烘干保存即可。
实施例2：
实施例2与实施例1的区别在于，所述防氧化液含浓度为20g/L的甲酸或冰醋酸、浓度为0.1g/L的2-己基苯并咪唑、浓度为20ppm的铜离子、余量pH值调节剂，所述印制线路板上铜面在温度为40℃的防氧化液，pH值2.85下处理90秒。
实施例3：
实施例3与实施例1的区别在于，所述印制线路板上铜面在温度为46℃的防氧化液，pH值2.85下处理30秒。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：除油
去除印制线路板表面的油污，准备低泡酸性除油剂并加入水以20%体积比配制除油溶液，并对除油溶液升温至40℃后将印制线路板浸泡在除油溶液中60秒，清除印制线路板板面显影残渣及手指印等杂物；
步骤二：微蚀
将经过步骤一清洁后的印制线路板进入微蚀液处理，除去印制线路板上铜面轻微氧化物，所述微蚀液为过硫酸钠、过硫酸铵或双氧水的硫酸溶液；
步骤三：活化：
将经过步骤二微蚀处理的印制线路板上铜面获得可提高焊接可靠性的粗糙度，接着铜面需要要用硫酸溶液活化，所述硫酸溶液为5%v/v（5%v/v是体积比是百分之五的意思）的硫酸水溶液，硫酸水溶液的温度为20～30℃，将印制线路板浸入该溶液中3～5min后待零件表面均匀析出气泡，取出零件迅速放入自来水中清洗干净；
步骤四：
将经过步骤三活化后的的印制线路板上铜面进入防氧化液后形成均匀的键合防氧化皮膜，所述防氧化液包括：浓度为5-30g/L的甲酸或冰醋酸、浓度为0.001-1g/L的烷基咪唑、浓度为0.1-1000ppm的铜离子、余量pH值调节剂，其中，所述烷基咪唑为苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-乙基苯并咪唑，2-己基苯并咪唑、2-庚基苯并咪唑中的一种或多种混合物，所述pH调节剂为氨水，所述防氧化液的pH值为2.85,所述防氧化液的温度在40℃-46℃，印制线路板上铜面浸泡在防氧化液的时间为60-90秒;
步骤五：清洗：
经防氧化液处理后的印制线路板水洗两次后烘干保存即可。
2.根据权利要求1所述的印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，其特征在于：步骤四中所述甲酸或冰醋酸的浓度为10-25g/L。
3.根据权利要求1所述的印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，其特征在于：步骤四中所述烷基咪唑的浓度为0.01-0.5g/L。
4.根据权利要求1所述的印制线路板上铜及铜合金表面形成抗氧化保护皮膜方法，其特征在于：步骤四中所述铜离子的浓度为0.5-200ppm。
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