CN106125519A - 一种用于印制电路板的有机碱显影剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于印制电路板的有机碱显影剂，所述有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺1‑6份、三乙醇胺1‑4份。本发明的用于印制电路板的有机碱显影剂显影清晰、便于清洗且使用寿命长。

Description

一种用于印制电路板的有机碱显影剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及印制电路板的助剂领域，具体说是一种显影效果良好的用于印制电路板的有机碱显影剂及其制备方法。

背景技术

显影剂是目前印制电路板中十分常用的助剂之一，其通过与曝光后的感光材料发生化学反应，使电路板上的线路布局显现出来。传统的显影剂通常采用弱碱性无机化合物，其主要有碳酸钠和碳酸钾两种。而显影反应一般是分步式进行，以碳酸钠为例，碳酸钠先在水中发生水解反应，生成碳酸氢钠和氢氧化钠，然后碳酸氢钠进一步水解，生成显影的有效成分碳酸和氢氧化钠，碳酸和氢氧化钠的稳定态混合物再和网印线路干膜中的有机羧酸发生中和反应，生成具有可溶性的羧酸钠盐，从而实现干膜中线路布局的显现。但是，在整个显影反应过程中，由于水中存在着钙离子和镁离子，混合物中的碳酸在显影反应时会和钙离子和镁离子发生化学反应，生成难溶于水的碳酸钙和碳酸镁。上述化合物会与羧酸钠盐形成两相混合物，并粘附在电路板的板面上，导致电路板的线路出现显影不清、线路显示浑浊、线路平直度极低等缺陷。

此外，碳酸钙和碳酸镁会随着水流通过槽缸，并粘附在槽缸的内表面上形成水垢，使槽缸在使用时需要频繁清洗。事实上，由于碳酸盐中的碳酸根为亲水基团，而其与水发生的水解反应分两步进行，所以在显影完成后显影剂中会产生两相甚至多相的混合溶液。上述混合相溶液会带着尚未溶解的干膜碎块、有机化合物和小胶粒粘附在板面上，使线路之间出现短路，严重影响了电路板的印刷质量。因此，如何研发一种能解决上述问题的显影剂，是目前印制电路板行业的一道重大技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种显影清晰、便于清洗且使用寿命长的用于印制电路板的有机碱显影剂。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单的制备上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法。

本发明的发明目的是这样实现的：一种用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺1-6份、三乙醇胺1-4份。

进一步说，水为去离子水。

更进一步说，一乙醇胺含量为1份，三乙醇胺含量为1份。

更进一步说，一乙醇胺含量为6份，三乙醇胺含量为4份。

更进一步说，一乙醇胺含量为3份，三乙醇胺含量为2份。

更进一步说，一乙醇胺含量为4份，三乙醇胺含量为3份。

更进一步说，一乙醇胺含量为5份，三乙醇胺含量为4份。

本发明还提供一种制备上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法，该方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

本发明对现有技术的用于印制电路板的有机碱显影剂进行改进，其优点如下：

1、本发明的有机碱显影剂中，以有机碱性体系代替目前的无机碱性体系。通过引入与水中钙离子和镁离子不发生化学反应的有机基团，彻底杜绝了显影反应时显影剂与钙离子和镁离子发生副反应。有机碱性体系可从根本上解决难溶于水的钙盐和镁盐在显影时粘附在板体上的问题，避免板体在显影时出现线路显示浑浊、线路平直度低的缺陷，从而大幅提高了印制电路板时显影的稳定性及可靠性。另外，由于有机碱性体系不会与水中的钙离子和镁离子发生反应，因而在液体传输时不会在缸槽的内壁上形成水垢，真正实现了显影工序的清洁性加工。同时，由于有机碱性体系的密度小于水，在加工时上述组分会浮于水的上层，使有机碱性体系可从缸槽的溢流口优先排出，既保障了缸槽内液体的清洁度，又便于有机碱性体系的回收，从而有效减少了缸槽的清洗次数，大幅提高了显影工序的加工效率，并降低了缸槽内废液处理难度。

2、本发明的有机碱显影剂中，有机碱性体系自身具有亲水基团羟基和疏水基团烃基。该有机碱性体系可对干膜杂质进行有效溶解，并与水构成分离形态的单相溶液。由于显影剂利用有机物作为溶解媒体，其与干膜之间起相似相溶作用，从而有机碱显影剂可从根本上改变显影剂溶液在反应完成后形成两相甚至多相溶液的现状，并使干膜在显影剂中充分溶解，避免胶粒、干膜碎块等在溶液中的沉淀并粘附在电路板的板体上，从而有效减少线路之间因粘附杂质而出现短路的现象。此外，利用相似相溶原理，显影剂对干膜具有极强的溶解效果，从而提高了显影剂对干膜溶解的溶解度，使显影剂具有溶解负载高、使用寿命长的优点。

3、本发明的有机碱显影剂中，采用了有机溶解体系，且该溶解体系不会与水中的钙离子和镁离子发生反应形成不溶于水的沉淀物。利用上述溶解体系与电路板之间发生显影反应，可有效减少密集的线路之间的短路。由于上述显影反应后的线路显示十分清晰，并能提高线路的平直度，同时不会在线路板上产生二次污染物，因而该显影反应可有效降低电路板上的残铜不良率及阻抗变异率，从而改善电路板的印刷质量。

4、本发明的有机碱显影剂采用相溶混合法进行制备。首先，相溶混合法可提高显影剂溶液的均匀性，使其拥有稳定的化学反应性能。其次，相溶混合法的过程十分简单，能有效降低显影剂的制备难度，减少其制备时间，以适应印制电路板的快速进行。

具体实施方式

本发明的用于印制电路板的有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺1-6份、三乙醇胺1-4份。利用有机碱性体系代替目前的无机碱性体系，使线路板上的线路显示更清晰，并可提高线路的平直度。

本发明的用于印制电路板的有机碱显影剂中，水可采用自来水，也可以采用去离子水。去离子水可避免水中杂质与显影剂发生副反应，并去除水中的钙离子、镁离子及碳酸根离子，从而确保在显影剂与干膜之间发生显影反应时不会产生不溶或微溶于水的沉淀物，保障显影工序的正常进行。

本发明用于印制电路板的有机碱显影剂的制备方法包括如下步骤：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

通过对本发明的用于印制电路板的有机碱显影剂的残铜不良率测试(测试环境：常规电路板显影工序，测试数量：15-20万，电路板线宽/线距为2mil/2mil)对比，传统的无机物显影剂平均不良率为4.4975％，其中短路、残铜不良率为1.57％，占总不良率的35％，而本发明有机碱显影剂平均不良率为1.325％，其中短路、残铜不良率为0.585％，占总不良率的51.7％。

通过TDR-ZK2020阻抗测试仪对本发明的用于印制电路板的有机碱显影剂的阻抗变异率测试，传统的无机物显影剂阻抗值平均值为25.01、25.06、44.73、49.94；方差为2.58、3.044、4.333、4.930，变异率为10.3％、12.1％、9.7％、11.0％；而本发明有机碱显影剂阻抗平均值为：25.005、30、44.99、50.00，方差为0.53、0.5938、0.7544、0.7838，变异率为：2.1％、2.0％、1.7％、1.6％。

下面对各个实施例进行详细说明，但并不因此把本发明限制在所述实施例范围内：

实施例1

本发明的有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺1份、三乙醇胺1份。

上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法，该方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

实施例2

有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺6份、三乙醇胺4份。

上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法，该方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

实施例3

有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺3份、三乙醇胺2份。

上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法，该方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

实施例4

有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺4份、三乙醇胺3份。

上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法，该方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

实施例5

有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺5份、三乙醇胺4份。

上述用于印制电路板的有机碱显影剂的方法，该方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。

Claims (8)

1.一种用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述有机碱显影剂包括水、一乙醇胺及三乙醇胺，上述组分按质量份数算分别为：水100份、一乙醇胺1-6份、三乙醇胺1-4份。

2.根据权利要求1所述用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述水为去离子水。

3.根据权利要求1或2所述用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述一乙醇胺含量为1份，三乙醇胺含量为1份。

4.根据权利要求1或2所述用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述一乙醇胺含量为6份，三乙醇胺含量为4份。

5.根据权利要求1或2所述用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述一乙醇胺含量为3份，三乙醇胺含量为2份。

6.根据权利要求1或2所述用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述一乙醇胺含量为4份，三乙醇胺含量为3份。

7.根据权利要求1或2所述用于印制电路板的有机碱显影剂，其特征在于：所述一乙醇胺含量为5份，三乙醇胺含量为4份。

8.一种根据权利要求1所述用于印制电路板的有机碱显影剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤如下：

a：按照上述配比称取相应原料备用；

b：常温常压状态下，在带有搅拌机的容器内依次加入水、一乙醇胺及三乙醇胺；

c：维持容器内温度为常温，并开启搅拌机搅拌至一乙醇胺及三乙醇胺均匀分散于水中，即可得用于印制电路板的有机碱显影剂。