CN113825319A - 一种在电路板的铜层上去除干膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在电路板的铜层上去除干膜的方法，涉及电路板制造领域。该方法的步骤包括：提供电路板基材，电路板基材的表面上设置有铜层；在铜层上形成具有多个开口的干膜，每个开口内暴露的铜层区域为镀金区域；在每个镀金区域内形成金属层；将电路板在50～60℃的温度下，在有机去膜液中进行浸泡去膜，有机去膜液包括氢氧化钠、界面活性剂、护铜剂和再生剂；浸泡完成后，铜层的铜面氧化率为0.13％～1.25％。

Description

一种在电路板的铜层上去除干膜的方法
技术领域
本发明涉及电路板制造领域，具体涉及一种在电路板的铜层上去除干膜的方法。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)是依电路设计将连接电路零件的电子布线制成图形，再经过特定的机械加工、处理等过程，于绝缘体上使电子导体重现所构成之电路板，主要目的是借由电路板上的电路让配置于电路板上的电子零件发挥功能。
随著电子产品的高性能化，PCB的表面处理会选用性能优良的镀金或化金。为了保护PCB的基材，在镀金或化金之前，通常会使用干膜覆盖电路板基材的表面，并选择性地暴露出需镀金或化金的铜表面。在镀金或化金之后，进行去膜。目前一般采用NaOH(氢氧化钠)作为去膜液进行浸泡电路板去膜(一般浸泡4～5次)。但是，采用NaOH进行去膜时，存在以下缺陷：
NaOH会与PCB的铜面发生反应生产Cu(O H)2，即会造成铜面氧化；进一步，NaOH去除干膜所需的总时长较长(浸泡4次的总时长一般为680s)，长时间的去膜时间以及NaOH自身的特性都会加快铜面的氧化速度和氧化面积，这严重降低了整个PCB的质量。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何在显著缩短去除干膜所需的时长的同时，避免电路板的铜面被过度氧化。
为达到以上目的，本发明提供的在电路板的铜层上去除干膜的方法，包括以下步骤：
S1：提供电路板基材，电路板基材的表面上设置有铜层；
S2：在铜层上形成具有多个开口的干膜，每个开口内暴露的铜层区域为镀金区域；
S3：在每个镀金区域内形成金属层；
S4：将电路板在50～60℃的温度下，在有机去膜液中进行浸泡去膜，浸泡次数为4～5次，每次浸泡时长为83～102s；有机去膜液包括浓度为4.2～7wt％的氢氧化钠、浓度为0.9～1.5wt％的界面活性剂、浓度为0.6～1.0wt％的护铜剂、以及浓度为0.3～0.5wt％的再生剂，氢氧化钠、界面活性剂、护铜剂和再生剂的总浓度为6～10wt％；浸泡完成后，铜层的铜面氧化率为0.13％～1.25％。
在上述技术方案的基础上，S2的具体流程包括：使用微影制程形成图案化干膜，将铜层在135℃的温度下烘烤30分钟后进行烘烤处理后，通过热压轮在铜层表面贴上干膜。
在上述技术方案的基础上，S3中所述金属层包括含镍层以及位于含镍层上的金层。
在上述技术方案的基础上，S4的具体流程包括：将电路板在55℃的温度下，在有机去膜液中浸泡，浸泡次数为4次；浸泡时长依次为90s、93s、96s、99s，有机去膜液包括浓度为5.6wt％的氢氧化钠、浓度为1.2wt％的界面活性剂、浓度为0.8wt％的护铜剂、以及浓度为0.4wt％的再生剂，浸泡完成后，铜面氧化率为0.97％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过自主研发的有机去膜液与对应的参数配合，经测试和对比得出，与现有技术中平均去膜时长为545s、浸泡9分钟后会发生严重的铜面氧化(铜面氧化率为35％)的去膜方式相比，采用本发明的方法去除电路板干膜所需的平均时长仅为341s，而且浸泡10分钟才会发生轻微的铜面氧化(铜面氧化率为0.13％)。
由此可知，本发明能够在快速的去除电路板上的干膜的同时，有效降低铜层的氧化速度，避免铜层被过度氧化；
附图说明
图1为本发明实施例中在电路板的铜层上去除干膜的方法的流程图；
图2为本发明实施例中与S1对应的剖面示意图；
图3为本发明实施例中与S2对应的剖面示意图；
图4为本发明实施例中与S3对应的剖面示意图；
图5为本发明实施例中与S4对应的剖面示意图；
图6A为传统氢氧化钠药水浸泡后电路板的照片；
图6B为本发明实施例中的有机去膜液浸泡后电路板的照片；
图7A为传统氢氧化钠药水浸泡后电路板的金属层表面的照片；
图7B为本发明实施例中的有机去膜液浸泡后电路板的金属层表面的照片。
图中：10-电路板基材，11-铜层，12-干膜，13-镀金区域，14-金属层。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例中的在电路板的铜层上去除干膜的方法，包括以下步骤：
S1：参见图2所示，提供电路板基材10，电路板基材10的表面上设置有铜层11，在实际应用中，铜层11可为导电层；可通过微影和蚀刻来制作，也可使用电镀、无电镀、或其他合适的方法形成。
S2：参见图3所示，在铜层11上形成图案化干膜12，图案化干膜12具有多个开口，每个开口内暴露的铜层区域为镀金区域13。
优选的，S2的具体流程包括：使用微影制程形成图案化干膜12，或者称为DFR(DryFilm Resist，干式抗蚀膜)；将铜层11在135℃的温度下烘烤30分钟后进行烘烤处理后，通过热压轮在铜层11表面贴上干膜12。
如此设计的好处为：贴上干膜12前对铜层11在上述温度和时间长下进行烘烤，会提高干膜12与铜层11的贴合度。
S3：参见图4所示，在每个镀金区域13内形成金属层14，在实际应用中，金属层14可使用电镀、无电镀、或其他合适的方法形成；本实施例中的金属层14包括含镍层以及位于含镍层上的金层，含镍层能够提高抗腐蚀性能。
S4：参见图5所示，将电路板在50～60℃的温度下，在有机去膜液中进行浸泡去膜，浸泡次数为4～5次，每次浸泡时长为83～102s；有机去膜液包括浓度为4.2～7wt％的氢氧化钠、浓度为0.9～1.5wt％的界面活性剂、浓度为0.6～1.0wt％的护铜剂、以及浓度为0.3～0.5wt％的再生剂，氢氧化钠、界面活性剂、护铜剂和再生剂的总浓度为6～10wt％；去膜后各金属层14保留在对应的镀金区域13内。
氢氧化钠、界面活性剂、护铜剂和再生剂，按照上述浓度参数和浸泡参数(浸泡温度、次数和每次的时长)互相配合能够达到以下效果：
4.2～7wt％的氢氧化钠能够有效去除干膜；
0.9～1.5wt％的界面活性剂能够降低有机去膜液的张力，使有机去膜液在干膜上的CA(ContactAngle，接触角)变小，进而快速湿润干膜，加快干膜的分解速度；
0.6～1.0wt％的护铜剂能够保护电路板的铜层，降低铜层的氧化速度，避免过度氧化；
0.3～0.5wt％的再生剂能够防止电路板体积膨胀，避免电路板因体积膨胀而破坏结构。
在上述配比组分形成的有机去膜液，配合S4中的浸泡温度和时长，不仅能够在短时间内去除干膜，而且能够最大化降低铜的氧化速度。经验证得到，浸泡完成后，铜面氧化率为0.13％～1.25％。
优选的，S4的具体流程包括：将电路板在55℃的温度下，在有机去膜液中浸泡，浸泡次数为4次；浸泡时长依次为90s、93s、96s、99s，有机去膜液包括浓度为5.6wt％的氢氧化钠、浓度为1.2wt％的界面活性剂、浓度为0.8wt％的护铜剂、以及浓度为0.4wt％的再生剂，浸泡完成后，铜面氧化率为0.97％。可知，在此条件下，去膜速度较快，铜面氧化情况较好(即氧化率较低)。
下面分别通过1项对比例和实际产品照片来说明本发明的效果。
对比例：
表一、传统氢氧化钠和有机去膜液在浸泡4次下的去膜总时长对比
Figure BDA0002547474640000051
参见表一可知，传统氢氧化钠与本发明的有机去膜液的平均去膜时长差值为545-341＝204s，其去膜速度显著提高。
表二、传统氢氧化钠和有机去膜液的去膜功效
Figure BDA0002547474640000061
参见表二可知，电路板在传统氢氧化钠溶液中浸泡9分钟后会发生严重的铜面氧化(铜面氧化率为35％)，而电路板在本发明的有机去膜液中浸泡10分钟才会发生轻微的铜面氧化(铜面氧化率为0.13％)，10分钟以前不会发生氧化，即本发明的能够有效避免铜面被氧化，进而显著提高了电路板的质量。
实际产品照片：
对比图6A(传统氢氧化钠药水浸泡后电路板的照片)和图6B(本发明的有机去膜液浸泡后电路板的照片)可知，图6B的氧化情况远优于图6A。
对比图7A(传统氢氧化钠药水浸泡后电路板的金属层表面的照片)和图7B(本发明的有机去膜液浸泡后电路板的金属层表面的照片)可知，本发明的有机去膜液不会对金属层的表面产生过度的氧化。
进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种在电路板的铜层上去除干膜的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：提供电路板基材(10)，电路板基材(10)的表面上设置有铜层(11)；
S2：在铜层(11)上形成具有多个开口的干膜(12)，每个开口内暴露的铜层区域为镀金区域(13)；
S3：在每个镀金区域(13)内形成金属层(14)；
S4：将电路板在50～60℃的温度下，在有机去膜液中进行浸泡去膜，浸泡次数为4～5次，每次浸泡时长为83～102s；有机去膜液包括浓度为4.2～7wt％的氢氧化钠、浓度为0.9～1.5wt％的界面活性剂、浓度为0.6～1.0wt％的护铜剂、以及浓度为0.3～0.5wt％的再生剂，氢氧化钠、界面活性剂、护铜剂和再生剂的总浓度为6～10wt％；浸泡完成后，铜层(11)的铜面氧化率为0.13％～1.25％。
2.如权利要求1所述的在电路板的铜层上去除干膜的方法，其特征在于，S2的具体流程包括：使用微影制程形成图案化干膜(12)，将铜层(11)在135℃的温度下烘烤30分钟后进行烘烤处理后，通过热压轮在铜层(11)表面贴上干膜(12)。
3.如权利要求1所述的在电路板的铜层上去除干膜的方法，其特征在于：S3中所述金属层(14)包括含镍层以及位于含镍层上的金层。
4.如权利要求1所述的在电路板的铜层上去除干膜的方法，其特征在于，S4的具体流程包括：将电路板在55℃的温度下，在有机去膜液中浸泡，浸泡次数为4次；浸泡时长依次为90s、93s、96s、99s，有机去膜液包括浓度为5.6wt％的氢氧化钠、浓度为1.2wt％的界面活性剂、浓度为0.8wt％的护铜剂、以及浓度为0.4wt％的再生剂，浸泡完成后，铜面氧化率为0.97％。
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