一种新型膨松剂及其制备方法与流程

1.本发明属于化学镀前处理技术领域，具体涉及一种新型膨松剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着技术的进步，现在pcb使用的新型材料(如高速板料)对钻孔粗糙度要求也越来越高，特别是孔壁结合力成为主要的问题。而钻孔又会在树脂之间和树脂与玻纤之间会产生裂缝，这些裂缝会残留膨松剂，当这些膨松剂自然挥发后，造成点状或片状的孔壁浮离。因此，需要尽量减少膨松缸中的溶剂含量，同时尽可能的缩短时间，来减少溶剂的残留。
3.而缩短膨松时间和减少溶剂的同时又要保证一定的除胶量来防止内层互连缺陷(icd)的产生，这就对膨松剂的要求越来越高。目前，使用传统膨松剂的除胶渣的制程中，由于新型基材的出现，传统膨松剂不能给以除胶渣流程去除熔融的胶渣和碎片，以提供清洁的孔壁树脂表面与信赖性内层铜面，以及传统膨松剂咬蚀力弱，且容易残留，容易造成孔壁浮离等问题。另外，传统膨松剂使用周期短，高浓度碱条件下槽液容易浑浊分层。这一系列问题，使得开发出一支能适用于新型材料的膨松剂成为必然。
4.虽然中国专利cn113088410a提供了一种酰胺类水平沉铜膨松剂及其制备方法，但是该专利使用酰胺类物质，溶剂易挥发，容易造成voc的排放；中国专利cn106010830a提供了一种pcb板水性膨松剂及其使用方法，但是该方法使用的原料为高溶剂含量，容易使得溶剂在玻纤与树脂碎屑间细缝中引发基材与铜层间起泡或分层等密着力不佳的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种新型膨松剂及其制备方法，该新型膨松剂在低溶剂条件下，短时间内在较低的操作温度下就能达到传统膨松剂的咬蚀能力，解决了新型材料咬蚀量不足和容易造成孔壁分离以及高浓度碱条件下槽液的澄清和与醇醚类膨松剂互溶的问题，该新型膨松剂的制备及使用成本经济、生产安全、环境友好。
6.本发明提供一种新型膨松剂，所述膨松剂以质量浓度计，包括以下组分：
[0007][0008]
本技术方案中使用低溶剂含量的溶剂，可减少溶剂在玻纤与树脂碎屑间细缝中引发基材与铜层间起泡或分层等密着力不佳的问题，使用醇醚类膨松剂的蒸汽压较酰胺类更低，不容易发生热信赖性问题以及溶剂挥发问题，同时有利于减缓阳极导电丝失效的问题。
[0009]
进一步地，上述技术方案中所述醇醚类包括苯甲醇丁醚、二甘醇-丁醚、二乙二醇
单丁醚、三乙二醇丁醚、三丙二醇丁醚中的一种或多种。本技术方案中使用醚纯类作为膨松剂的溶剂，能膨胀和软化各种基材。
[0010]
进一步地，上述技术方案中所述醇类包括1,4-丁二醇、甘油、丁醇中的一个或多种。本技术方案中采用醇类作为湿润剂及助溶剂。
[0011]
进一步地，上述技术方案中，所述无机多元酸为磷酸或亚磷酸中的任一种。本技术方案中加入多元酸，能起到槽液ph的缓冲作用，使得槽液在不断加入碱后不发生分层现象。
[0012]
进一步地，上述技术方案中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂中的任一种。本技术方案中使用强碱，为除胶渣提供所需强碱性环境，除胶渣效果好。
[0013]
本发明还提供一种新型膨松剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将醇醚类加入到容器中，加入去离子水，搅拌均匀，然后加入醇类搅拌均匀，再加入无机多元酸，搅拌均匀后冷却至常温，最后加入强碱，充分搅拌均匀后用去离子水定容，得到新型膨松剂液体。
[0014]
本发明还提供一种由上述新型膨松剂的使用方法，所述使用方法为：按配比配制新型膨松剂，加热至60-80℃后，将pcb双面板或多层板放入到所述新型膨松剂中浸泡反应6-9min即可。
[0015]
本技术方案中所得到的新型膨松剂，使用时只需加热到较低的温度，处理1-2次就可得到所需的咬蚀量，减少了能源的消耗，可适用于各种基材，适用性广。
[0016]
进一步地，上述技术方案中所述pcb双面板或多层板为高速板料时，加热温度为70-80℃。
[0017]
进一步地，上述技术方案中所述pcb双面板或多层板为普通板料时，加热温度为60-70℃。
[0018]
进一步地，上述技术方案中使用1-2次即可达到所需咬蚀量。
[0019]
相对于现有技术的有益效果：
[0020]
1.本发明的新型膨松剂以醇醚类为溶剂，蒸气压较酰胺类低，不容易发生热信赖性问题，同时有利于减缓阳极导电丝失效问题，可用于各种基材的处理，适用性广；
[0021]
2.本发明采用低溶剂含量的溶液，可减少溶剂在玻纤与树脂碎屑间细缝中引发基材与铜层间起泡或分层等密着力不佳的问题，在短时间内就能达到传统膨松剂的咬蚀能力，同时使用低溶剂含量的膨松剂，减少了废气cod的排放，废水处理成本低；
[0022]
3.本发明使用多元酸作为槽液的ph缓冲剂，解决了高浓度碱条件下槽液的澄清以及与醇醚类膨松剂互溶问题；
[0023]
4.本发明新型膨松剂使用时只需较低的操作温度，处理1-2次就可达到所需的咬蚀量，减少了能源的消耗；
[0024]
5.本发明的新型膨松剂解决了新材料咬蚀量不足和容易造成孔壁分离的问题，成本经济、生产安全、环境友好。
具体实施方式
[0025]
下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例涉及的原料若无特别说明，均为普通市售品，皆可通过市场购买获得。
[0026]
本发明的上述各项技术特征和在下文(如实施案例)中具体描述的各项技术特征
之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。
[0027]
为使本发明，技术方案各和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，仅仅是本发明的技术方案作进一步清楚、完整的描素，需要说明的是，所描素的事实是本发明中的实施方案，并不代表所有方案，声明：基于本发时实施方案，都属于本发明保护范围。
[0028]
实施例1
[0029]
一种新型膨松剂的制备方法，具体步骤为：
[0030]
将45g二乙二醇单丁醚加入到烧杯中，加入500ml去离子水，搅拌至完全溶解，然后加入16g 1,4-丁二醇、磷酸3g，待搅拌均匀完全溶解后，加入35g片碱，搅拌均匀后再用去离子水定容至1l，制备得到新型膨松剂溶液。
[0031]
实施例2
[0032]
一种新型膨松剂的制备方法，具体步骤为：
[0033]
将40g三乙二醇丁醚加入到烧杯中，加入500ml去离子水，搅拌至完全溶解，然后加入15g甘油、亚磷酸2g，待搅拌均匀完全溶解后，加入30g片碱，搅拌均匀后再用去离子水定容至1l，制备得到新型膨松剂溶液。
[0034]
实施例3
[0035]
一种新型膨松剂的制备方法，具体步骤为：
[0036]
将50g二甘醇-丁醚加入到烧杯中，加入500ml去离子水，搅拌至完全溶解，然后加入20g丁醇、磷酸4g，待搅拌均匀完全溶解后，加入40g氢氧化钾，搅拌均匀后再用去离子水定容至1l，制备得到新型膨松剂溶液。
[0037]
试验例1
[0038]
将实施例1制备的新型膨松剂溶液用于处理中高tg板料(em825、it158、s1000、it180a)，处理方法为：将实施例1的新型膨松剂溶液加热至75℃，放入pcb中高tg板料，浸泡反应6min。具体参数如下：
[0039]
(1)膨松缸的参数：
[0040]
新型膨松剂：120ml/l；
[0041]
氢氧化钠：35g/l；
[0042]
温度：75℃；
[0043]
时间：6min；
[0044]
清澈无色，无混浊，连续加热3h也无混浊。
[0045]
(2)除胶缸的参数：
[0046]
温度：75℃；
[0047]
时间：18min；
[0048]
高锰酸钾：60g/l；
[0049]
氢氧化钠：45g/l；
[0050]
六价锰：26g/l。
[0051]
测试结果：如表1所示。
[0052]
表1
[0053]
材料em825it158s1000it180a咬蚀量(mg/cm2)0.3560.3380.2920.246
[0054]
从表1的测试结果可以看出，对于中高tg的新型板料只需用本发明的新型膨松剂处理一次就能满足咬蚀量的要求。
[0055]
试验例2
[0056]
将实施例1制备的新型膨松剂溶液用于处理普通板料，处理方法为：将实施例1的新型膨松剂溶液加热至70℃，放入三块pcb普通板料，分别浸泡反应6min、8min。具体参数如下：
[0057]
(1)膨松缸的参数：
[0058]
新型膨松剂：120ml/l；
[0059]
氢氧化钠：35g/l；
[0060]
温度：70℃；
[0061]
时间：6min/8min/10min；
[0062]
清澈无色，无混浊，连续加热3h也无混浊。
[0063]
(2)除胶缸的参数：
[0064]
温度：75℃；
[0065]
时间：18min；
[0066]
高锰酸钾：60g/l；
[0067]
氢氧化钠：45g/l；
[0068]
六价锰：26g/l。
[0069]
测试结果：如表2所示。
[0070]
表2
[0071]
浸泡时间/min6810除胶量(mg/cm2)0.7430.780.779
[0072]
从表2的测试结果可以看出，使用本发明的新型膨松剂浸泡pcb板料，除胶量能满足要求，但是处理6min及以上时，对除胶量几乎没有影响，因此，只需选择处理6min即可达到优良效果，可减少能源的消耗，降低成本。
[0073]
试验例3
[0074]
将实施例1制备的新型膨松剂溶液用于处理普通板料，处理方法为：将实施例1的新型膨松剂溶液分别加热至65℃、70℃、75℃、80℃，分别放入pcb普通板料，分别浸泡反应6min。具体参数如下：
[0075]
(1)膨松缸的参数：
[0076]
新型膨松剂：120ml/l；
[0077]
氢氧化钠：35g/l；
[0078]
温度：65℃/70℃/75℃/80℃；
[0079]
时间：6min；
[0080]
清澈无色，无混浊，连续加热3h也无混浊。
[0081]
(2)除胶缸的参数：
[0082]
温度：75℃；
[0083]
时间：18min；
[0084]
高锰酸钾：60g/l；
[0085]
氢氧化钠：45g/l；
[0086]
六价锰：26g/l。
[0087]
测试结果：如表3所示。
[0088]
表3
[0089]
温度(℃)65707580除胶量(mg/cm2)0.7190.7690.8321.211
[0090]
从表3的测试结果可以看出，使用本发明的新型膨松剂浸泡pcb普通板料，温度的不同将影响除胶量，但是随着温度的不断增加，除胶量也不断增加。因此，对于处理pcb普通板料，优选处理温度为65-70℃。
[0091]
综上所述，本发明的新型膨松剂在低溶剂条件下，短时间内较低温度下就能达到传统膨松剂的咬蚀能力，可减少能源的消耗，同时使用低溶剂含量的膨松剂，减少了废气cod的排放，该新型膨松剂使用成本低、生产安全、环境友好。
[0092]
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。