CN111020586A - 一种剥铜锡的环保型剥挂架液及利用其的剥铜锡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种剥铜锡的环保型剥挂架液及利用其的剥铜锡方法。按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸50‑500g/L、双氧水10‑250g/L、剥挂架添加剂1‑150g/L，余量为水。本发明所述剥挂架液不仅可以同时进行剥铜和剥锡处理，还可以根据铜层和锡层的厚度调整剥挂架液的比例，获得不同的剥铜和剥锡速率，满足多工艺的需求。而且所述剥挂架液的剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上，性能稳定，双氧水分解速率小，又因不含硝酸等原料，不产生有害气体，符合环保要求。

Description

一种剥铜锡的环保型剥挂架液及利用其的剥铜锡方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制造领域，具体地说，涉及一种剥铜锡的环保型剥挂架液及利用其的剥铜锡方法。
背景技术
印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)是以绝缘和导体材料为媒介，承载电子元器件，实现整机功能的重要电子部件。电镀作为PCB生产过程中的重要工艺步骤，一般需要将PCB样品板用挂钩吊起后再进行镀铜和镀锡操作。然而，跟随PCB样品板浸没于电镀液中的挂钩下缘部分会被镀上铜层和锡层。为保持挂钩的勾缝一致，镀铜和镀锡操作完成后，挂架必须用剥挂架液去除挂架表面的铜层和锡层。因此，电镀工艺之后的剥铜锡处理是非常重要的一个环节。
传统的PCB剥挂架液为硝酸体系，但是硝酸型剥挂架液仅仅剥铜效果好，不能同时剥除挂架上多余的铜和锡，大大降低了流水线的生产效率。同时，硝酸型剥挂架液中主要成分为硝酸，发生化学反应时硝酸会分解并产生一氧化氮、二氧化氮等刺激性气体，严重影响周边的环境，不利于操作人员的健康。此外，剥挂架处理之后的废液不仅容易产生二次污染，还会加大处理成本。
为解决硝酸型剥挂架液的危害和不足导致的一系列问题，硫酸-双氧水体系得到广泛研究。例如CN108118341A公开了一种环保型锡铜镀层退镀液及其退镀方法，通过向硫酸-双氧水体系加入退镀促进剂，使得退镀液的性质稳定，针对锡铜镀层的退镀效果好。但是，该退镀液的剥铜和剥锡速率均不高。CN105239072A公开了一种电镀挂具退镀液及其退镀液方法，该退镀液包括硫酸50-280ml、双氧水18-80ml、添加剂30-100ml，余量为水。但是，该退镀液的剥铜速率仅为4-8μm/min，并且剥锡效果不佳。
以上现有技术虽然对硫酸-双氧水体系进行了一定优化，但仍然存在剥铜和剥锡速率均较慢、双氧水分解率较快等问题。因此，亟待开发出一种性能更优良的硫酸-双氧水剥挂架液来解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸50-500g/L、双氧水10-250g/L、剥挂架添加剂1-150g/L，余量为水。本发明所述剥挂架液不仅可以同时进行剥铜和剥锡处理，还可以根据铜层和锡层的厚度调整剥挂架液的比例，获得不同的剥铜和剥锡速率，满足多工艺的需求。而且，所述剥挂架液的剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上，性能稳定，双氧水分解速率小，又因不含硝酸等原料，不产生有害气体，符合环保要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸50-500g/L，例如50g/L、100g/L、150g/L、200g/L、250g/L、300g/L、350g/L、400g/L、450g/L或500g/L等，双氧水10-250g/L，例如10g/L、20g/L、50g/L、100g/L、150g/L、200g/L或250g/L等，剥挂架添加剂1-150g/L，例如1g/L、5g/L、10g/L、20g/L、35g/L、50g/L、70g/L、100g/L、120g/L或150g/L等，余量为水，其中，所述剥挂架添加剂包括有机胺、磺酸基化合物或醇中的任意一种或至少两种的混合物，以上数值范围并不仅限于所列举的数值，范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述剥挂架液通过向硫酸-双氧水体系加入特定配比的剥挂架添加剂，可以实现双氧水分解速率的有效控制，进而使得剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上，提高了生产效率，降低了生产成本。此外，所述剥铜液不含有硝酸根等污染离子，不产生有害气体，符合环保要求，降低了处理废液的成本。
作为本发明优选的技术方案，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸100-300g/L、双氧水50-100g/L、剥挂架添加剂5-100g/L，余量为水；
其中，所述剥挂架添加剂包括有机胺、磺酸基化合物或醇中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：有机胺和磺酸基化合物的混合物，磺酸基化合物和醇的混合物或有机胺、磺酸基化合物和醇的混合物等。
作为本发明优选的技术方案，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸100-200g/L、双氧水50-80g/L、有机胺1-10g/L、磺酸基化合物10-20g/L、醇1-10g/L，余量为水。
作为本发明优选的技术方案，所述有机胺包括一元胺、二元胺或多元胺中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：一元胺和二元胺的混合物，二元胺和多元胺的混合物或一元胺、二元胺和多元胺的混合物等。
作为本发明优选的技术方案，所述有机胺包括甲胺、乙胺、苯胺、苄胺或三乙胺中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：甲胺和乙胺的混合物，乙胺和三乙胺的混合物，苯胺和苄胺的混合物或苯胺、苄胺和三乙胺的混合物等。
作为本发明优选的技术方案，所述磺酸基化合物包括烷基磺酸、烷基磺酸盐、芳基磺酸或胺基磺酸中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：烷基磺酸和烷基磺酸盐的混合物，烷基磺酸和芳基磺酸的混合物，芳基磺酸和胺基磺酸的混合物或烷基磺酸和胺基磺酸的混合物等。
作为本发明优选的技术方案，所述磺酸基化合物包括环己烷磺酸钠、氨基磺酸、对甲苯磺酸、环丙烷磺酸或3-(环己胺)-1-丙磺酸中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：环己烷磺酸钠和环丙烷磺酸的混合物，环己烷磺酸钠和3-(环己胺)-1-丙磺酸的混合物，环己烷磺酸钠和氨基磺酸的混合物，对甲苯磺酸和环丙烷磺酸的混合物或环丙烷磺酸和3-(环己胺)-1-丙磺酸的混合物等。
作为本发明优选的技术方案，所述醇包括一元醇、二元醇或多元醇中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：一元醇和二元醇的混合物，二元醇和多元醇的混合物或一元醇、二元醇和多元醇的混合物等。
作为本发明优选的技术方案，所述醇包括乙醇、丙醇、正丁醇、乙二醇或1,4-丁二醇中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性的实例是：乙醇和丙醇的混合物，丙醇和正丁醇的混合物，乙二醇和1,4-丁二醇的混合物，乙醇和乙二醇的混合物或乙醇、丙醇和正丁醇的混合物等。
本发明的目的之二在于提供一种利用目的之一所述剥挂架液的剥铜锡方法，将结有铜和锡的电镀挂架完全浸泡在装有所述剥挂架液的清洗槽中，进行剥铜锡处理。
优选地，所述剥铜锡的反应温度为35-40℃，例如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所提供的剥铜锡的环保型剥挂架液可以同时进行剥铜和剥锡处理，且剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上；
(2)本发明所述剥挂架液可以根据铜层和锡层的厚度调整剥挂架液的比例，获得不同的剥铜和剥锡速率，满足多工艺的需求；
(3)本发明所述剥挂架液剥铜锡速率快，双氧水分解率小，且性能稳定，可以提高生产效率，降低生产成本和废液处理成本；
(4)本发明所述剥挂架液不含有硝酸等原料，不产生有害气体，符合环保要求。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明所述剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸50-500g/L、双氧水10-250g/L、剥挂架添加剂1-150g/L，余量为水，其中，所述剥挂架添加剂包括有机胺、磺酸基化合物或醇中的任意一种或至少两种的混合物。所述剥挂架液的剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上，性能稳定，双氧水分解速率小，又因不含硝酸等原料，不产生有害气体，符合环保要求。
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下：
实施例1
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸300g/L，双氧水100g/L，氨基磺酸80g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为38℃。
实施例2
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸100g/L，双氧水80g/L，1,4-丁二醇100g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为35℃。
实施例3
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸200g/L，双氧水50g/L，苄胺20g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为40℃。
实施例4
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸400g/L，双氧水250g/L，乙二醇15g/L，1,4-丁二醇80g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为40℃。
实施例5
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸500g/L，双氧水150g/L，甲胺10g/L，环丙烷磺酸30g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为35℃。
实施例6
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸100g/L，双氧水50g/L，苯胺10g/L，氨基磺酸10g/L，乙醇10g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为36℃。
实施例7
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸200g/L，双氧水80g/L，三乙胺1g/L，3-(环己胺)-1-丙磺酸20g/L，正丁醇1g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为39℃。
实施例8
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸150g/L，双氧水70g/L，乙胺5g/L，环己烷磺酸钠15g/L，1,4-丁二醇5g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为37℃。
实施例9
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸170g/L，双氧水50g/L，甲胺8g/L，环丙烷磺酸13g/L，乙二醇7g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为35℃。
对比例1
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸500g/L，双氧水80g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为37℃。
对比例2
一种剥铜锡的环保型剥挂架液，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸200g/L，双氧水50g/L，硫脲80g/L，余量为水。
将覆有铜层和锡层的电镀挂架完全浸泡在所述剥挂架液中，剥铜锡的反应温度为37℃。
以上实施例和对比例的性能测试结果见表1：
表1
名称 剥铜速率 剥锡速率
实施例1 25.39μm/min 20.08μm/min
实施例2 21.16μm/min 25.52μm/min
实施例3 22.31μm/min 20.76μm/min
实施例4 24.09μm/min 23.14μm/min
实施例5 23.05μm/min 21.19μm/min
实施例6 25.67μm/min 26.94μm/min
实施例7 26.64μm/min 26.55μm/min
实施例8 27.11μm/min 25.63μm/min
实施例9 26.88μm/min 27.22μm/min
对比例1 17.08μm/min 18.44μm/min
对比例2 17.39μm/min 16.75μm/min
根据表1可以看出：实施例1至9利用本发明所述剥铜锡的环保型剥挂架液剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上，但是对比例1和2的剥铜和剥锡速率均低于20μm/min；实施例6至9所述剥挂架液均采用有机胺、磺酸基化合物和醇组成的剥挂架添加剂，剥铜和剥锡的综合速率较实施例1至5要快一些。本发明所述剥挂架液的剥铜和剥锡速率均可以达到20μm/min以上，性能稳定，双氧水分解速率小，又因不含硝酸等原料，不产生有害气体，符合环保要求。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种剥铜锡的环保型剥挂架液，其特征在于，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸50-500g/L、双氧水10-250g/L、剥挂架添加剂1-150g/L，余量为水；
其中，所述剥挂架添加剂包括有机胺、磺酸基化合物或醇中的任意一种或至少两种的混合物。
2.根据权利要求1所述的剥挂架液，其特征在于，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸100-300g/L、双氧水50-100g/L、剥挂架添加剂5-100g/L，余量为水；
其中，所述剥挂架添加剂包括有机胺、磺酸基化合物或醇中的任意一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的剥挂架液，其特征在于，按照质量浓度计，所述剥挂架液包括：硫酸100-200g/L、双氧水50-80g/L、有机胺1-10g/L、磺酸基化合物10-20g/L、醇1-10g/L，余量为水。
4.根据权利要求3所述的剥挂架液，其特征在于，所述有机胺包括一元胺、二元胺或多元胺中的任意一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求3或4所述的剥挂架液，其特征在于，所述有机胺包括甲胺、乙胺、苯胺、苄胺或三乙胺中的任意一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求3所述的剥挂架液，其特征在于，所述磺酸基化合物包括烷基磺酸、烷基磺酸盐、芳基磺酸或胺基磺酸中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求3或6所述的剥挂架液，其特征在于，所述磺酸基化合物包括环己烷磺酸钠、氨基磺酸、对甲苯磺酸、环丙烷磺酸或3-(环己胺)-1-丙磺酸中的任意一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求3所述的剥挂架液，其特征在于，所述醇包括一元醇、二元醇或多元醇中的任意一种或至少两种的混合物。
9.根据权利要求3或8所述的剥挂架液，其特征在于，所述醇包括乙醇、丙醇、正丁醇、乙二醇或1,4-丁二醇中的任意一种或至少两种的混合物。
10.一种利用权利要求1至9任一项所述剥挂架液的剥铜锡方法，其特征在于，将结有铜和锡的电镀挂架完全浸泡在装有所述剥挂架液的清洗槽中，进行剥铜锡处理；
优选地，所述剥铜锡的反应温度为35-40℃。
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