本申请涉及蚀刻液技术的领域,尤其是涉及用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液、其制备方法及应用。
背景技术:
1、表面贴装技术是指无需对印制板pcb插装孔,直接将表面贴装元器件smc/smd,贴焊到pcb表面规定位置上的装联技术,又称表面安装技术或表面组装技术,简称smt。smt印刷模板,亦称漏板或钢网,它是漏印焊膏或点胶工序中使用的平板模具。smt工艺中的焊宫或胶水印刷最先采用丝网漏印,后来逐渐被金属(铜,不锈钢,高强聚酯)模板所取代,其制造方法有化学腐蚀、电化学成型、激光切割法几种。
2、随着电子产品制作日益精密化的发展以及芯片封装技术的快速发展、进步,smt工艺的各项要求和指标也朝着越来越精密的方向发展。在此过程中,日益精密的工艺参数针对smt印刷模板提出了更高的精度要求和质量期望。
3、相关技术可参考公开号为cn102061476a的中国发明申请,其提供了一种用于碳素钢及低合金钢的蚀刻液,所含各成分的重量份数比为:cuso480~100份,agno315~25份,ni(no3)210~30份,硒3~12份,65%hno320~40份,水90~110份。
4、针对上述中的相关技术,该蚀刻液虽然具有较强的蚀刻能力、蚀刻速率高,但存在蚀刻后的模板表面粗糙度过大,蚀刻形貌质量不可控、蚀刻可重复性较差等问题,不能满足smt印刷模板的精度要求和质量期望。
技术实现思路
1、为了解决蚀刻后模板表面粗糙度过大,蚀刻形貌质量不可控的问题,本申请提供了一种用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液、其制备方法及应用。
2、本申请提供的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液,采用如下的技术方案:
3、用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液,原料包括由三氯化铁和盐酸溶液混合形成的溶液a,由氯化钠和氯化铜溶液混合形成的溶液b以及复合蚀刻保护剂;所述溶液a、溶液b、复合蚀刻保护剂的体积比为4-6:1:0.01-0.05;所述氯化钠与氯化铜溶液的固液比为50-60:1g/l;所述复合蚀刻保护剂包括:氟硅烷ft-922、壬基酚聚氧乙烯醚np-10、硅酸钠、去离子水、乙醇,质量比为4-5:0.04-0.05:0.2-0.25:6-7.5:90-112.5。
4、通过采用上述技术方案,smt印刷模板材料中需要蚀刻位置的铁元素与化学溶液中的三氯化铁和氯化铜同时发生规则有序的化学反应:
5、2fecl3+fe=3fecl2;
6、cucl2+fe=fecl2+cu;
7、以上化学反应生成、均匀沉积到模板表面的铜(cu),同时与循环喷淋状态的溶液中的三氯化铁继续发生化学反应:
8、2fecl3+cu=cucl2+2fecl2;
9、正是因为以上化学反应过程中生成、沉积到模板材料的金属铜可以同时与溶液中的三氯化铁发生化学反应,一定程度上可以抑制三氯化铁成分对模板表面进行过度的腐蚀,避免蚀刻后模板表面粗糙度及表面结构的疏水状态不可控的状态;
10、以上先后连续的化学反应,致材料表面在局部腐蚀、减薄的同时,可形成了材料表面哑光、具备特定疏水性能的结构的特性;
11、同时,本申请在蚀刻过程中加入了复合蚀刻保护剂,氟硅烷ft-922水解后形成si-oh基团可以在铁表面形成一层低表面能的、具有超疏水性的保护膜,减缓蚀刻速率,有效提高了蚀刻质量。
12、优选的,所述溶液a的比重为1.38-1.40。
13、优选的,所述盐酸溶液由工业盐酸和去离子水组成;所述工业盐酸与去离子水的体积比为1:4-5。
14、优选的,所述氯化铜溶液由氯化铜和去离子水组成;所述氯化铜溶液的比重为1.32-1.35。
15、本申请还提供了用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的制备方法,采用如下的技术方案:
16、用于smt印刷模板精密蚀刻的化学溶液的制备方法,包括以下步骤:
17、s1.向盐酸溶液中加入三氯化铁,得到溶液a;
18、s2.向氯化铜溶液中加入氯化钠,得到溶液b;
19、s3.将氟硅烷ft-922、蒸馏水和无水乙醇混合后超声分散30-45min,随后取出磁力搅拌5-7h使其充分水解;加入壬基酚聚氧乙烯醚np-10、硅酸钠搅拌均匀,得到复合蚀刻保护剂;
20、s4.将溶液a、溶液b、复合蚀刻保护剂进行混合,搅拌均匀,得到用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液。
21、本申请还提供了用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的应用,采用如下的技术方案:
22、用于smt印刷模板精密蚀刻的化学溶液的应用,所述化学溶液在smt印刷模板的局部精准蚀刻中的应用。
23、优选的,所述smt印刷模板的材料为304不锈钢、301不锈钢、镍铁合金中的一种。
24、优选的,所述smt印刷模板的厚度≥0.02mm。
25、优选的,所述化学溶液在局部精准蚀刻时的工作温度为48-52℃。
26、综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
27、1.smt印刷模板材料中需要蚀刻位置的铁元素与化学溶液中的三氯化铁和氯化铜同时发生规则有序的化学反应,化学反应过程中生成、沉积到模板材料的金属铜可以同时与溶液中的三氯化铁发生化学反应,一定程度上可以抑制三氯化铁成分对模板表面进行过度的腐蚀,避免蚀刻后模板表面粗糙度及表面结构的疏水状态不可控的状态;
28、2.通过化学溶液中a、b溶液的比例,结合对溶液合适的工作温度条件,得到用于蚀刻制作特定表面哑光状态且具备良好疏水性能模板的精密蚀刻溶液;
29、3.本申请在蚀刻过程中加入了复合蚀刻保护剂,氟硅烷ft-922水解后形成si-oh基团可以在铁表面形成一层低表面能的、具有超疏水性的保护膜,减缓蚀刻速率,有效提高了蚀刻质量;
30、4.蚀刻后的模板表面具备优异的疏水、防污性能;实现了模板印刷后焊剂、锡膏不残留,从而实现了印刷模板连续印刷免清洗的优异性能,对比同行厂家的产品具有显著的竞争优势。
1.用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液,其特征在于:原料包括由三氯化铁和盐酸溶液混合形成的溶液a,由氯化钠和氯化铜溶液混合形成的溶液b以及复合蚀刻保护剂;所述溶液a、溶液b、复合蚀刻保护剂的体积比为4-6:1:0.01-0.05;所述氯化钠与氯化铜溶液的固液比为50-60:1g/l;所述复合蚀刻保护剂包括:氟硅烷ft-922、壬基酚聚氧乙烯醚np-10、硅酸钠、去离子水、乙醇,质量比为4-5:0.04-0.05:0.2-0.25:6-7.5:90-112.5。
2.根据权利要求1所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液,其特征在于:所述溶液a的比重为1.38-1.40。
3.根据权利要求1所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液,其特征在于:所述盐酸溶液由工业盐酸和去离子水组成;所述工业盐酸与去离子水的体积比为1:4-5。
4.根据权利要求1所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液,其特征在于:所述氯化铜溶液由氯化铜和去离子水组成;所述氯化铜溶液的比重为1.32-1.35。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的应用,其特征在于:所述化学溶液在smt印刷模板的局部或整体精准蚀刻中的应用。
7.根据权利要求6所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的应用,其特征在于:所述smt印刷模板的材料为304不锈钢、301不锈钢、镍铁合金中的一种。
8.根据权利要求6所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的应用,其特征在于:所述smt印刷模板的厚度≥0.02mm。
9.根据权利要求6所述的用于smt印刷模板蚀刻的化学溶液的应用,其特征在于:所述化学溶液在局部精准蚀刻时的工作温度为48-52℃。