一种印制板用新型抗氧化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种印制板用新型抗氧化剂，其组分包含硅烷类化合物和6‑(二丁氨基)‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二硫醇。该抗氧化剂可在印制板铜表面上吸附形成自组装膜，将铜与腐蚀介质隔绝开，并增强铜表面疏水性，有效地保护铜表面。本发明专利技术还公开了所述抗氧化剂的应用，具体涉及该抗氧化剂对印制电路板的表面改性的应用。

A New Antioxidant for PCB and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种印制板用新型抗氧化剂及其应用
本专利技术涉及抗氧化剂，具体地，本专利技术涉及一种印制板用新型抗氧化剂。本专利技术还涉及该抗氧化剂的应用。
技术介绍
印刷电路板(PCB)对聚四氟乙烯(PTFE)等基材在室温下需要形成高导电线，特别是在第五代移动通信网络(5G)时代，对信号完整性的要求越来越高，这对于保护线材至关重要。在过去，由于纳米铜的价格优势和良好的导电性，它一直是PCB中高导电性电路的首选。然而，铜的腐蚀问题不容忽视，尤其是在氯离子存在的情况下，铜极易腐蚀。当生产好的PCB通过海洋航运送到客户手中的途中虽然经过密封，但是搬运的途中包装损坏与空气中的氯离子接触造成铜面腐蚀，影响贴件，造成返修，退单。另一方面，当印制电路板经过下游企业的加工运用到电子产品上后，裸露的铜在海洋环境中也会被腐蚀，造成短路，信号传输不良。显然，电化学腐蚀在其中占了很大的比重，要防止腐蚀的发生，就要阻隔海洋环境中空气中的氧气、水及氯离子与金属表面的接触。在铜表面制备自组装膜已经有过很多研究，但是几乎没有应用到电子电路在海洋环境中的防腐方面。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种印制板用新型抗氧化剂，该抗氧化剂可在印制板铜表面上自组装成膜，将铜与腐蚀介质隔绝开，并增强铜表面疏水性，有效地保护铜表面。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种印制板用新型抗氧化剂，其组分包含硅烷类化合物和6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇。6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇的结构中含有的三嗪环，环上的N、S原子上有孤对电子的存在，能够在金属表面形成致密的自助装膜。硅烷类化合物具有良好的疏水性能，可增强自组装膜的疏水性。这里利用量子化学计算方法，深入揭示了自组装膜分子与膜分子缓蚀机理之间的关系。量子化学计算得到的最高占据分子轨道能量(ELUMO)、最低占据分子轨道能量(EHOMO)、能量差(ΔE)、偶极距(μ)等重要参数在表1中展示。事实上，ΔE(ΔE＝ELUMO-EHOMO＝-0.19914eV)的值越小将在金属表面上形成更强的吸附。更大的μ使较强的有机质在金属表面的吸附。图1分别为6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇的分子结构图(a)、最高占据分子轨道图(b)及最低占据分子轨道图(c)。从最高占据分子轨道图看出，N、S原子周围分布大量的电子云，最低占据分子轨道图在N个原子周围分布着大量电子，有利于其构成的自组装膜吸附在金属表面。表16-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇的量子化学相关参数本专利技术中，硅烷类化合物和6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇之间的质量比为5-10:0.6-10。作为本专利技术的一个实施方式，所述硅烷类化合物包括但不限于甲基三乙氧基硅烷。本专利技术提供的抗氧化剂还包括溶剂及助溶剂。作为本专利技术中的一个实施例，每升抗氧化剂中包含以下组分：硅烷类化合物5-10g助溶剂40-80ml6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇0.6-10g去离子水余量。所述助溶剂包括但不限于无水乙醇。本专利技术的目的之二提供上述抗氧化剂的应用。具体涉及该抗氧化剂对印制电路板的表面改性的应用。具体地，将印制电路板清洗干净后置于抗氧化剂溶液中浸泡至印制电路板表面形成将其完全覆盖的自组装膜，取出干燥即可。本专利技术中，浸泡时间可根据实际情况调整，浸泡至自组装膜覆盖印制电路板并具有一定厚度即可。作为本专利技术的一个实施例，所述浸泡时间可控制在6-12h之间。本专利技术的有益效果(1)6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇含N、S杂原子的三嗪类化合物因其含N、S杂原子和三嗪环，与金属表面具有较强的相互作用，能够吸附在金属表面并形成吸附覆盖度大且吸附稳定的致密自组装膜，有效地将金属腐蚀介质隔绝开，抑制了金属的腐蚀，提高了缓蚀效率，延长金属件在腐蚀环境中的使用寿命。而且，由于6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇结构特性，吸附速度快，对金属改性处理时间短，提供了工作效率。(2)本专利技术中含有的硅烷类化合物具有很强的疏水性，可增大并使自组装膜具有较强的疏水性，进一步提高缓蚀效率，达到更好的防腐蚀效果。(3)本专利技术不涉及复杂的化学反应，配方简单，改性后的铜表面洁净无异物。附图说明图1系6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇的分子结构图。a.6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇的分子结构优化图，b.最高占据分子轨道图，c.最低占据分子轨道图。图2系裸铜的奈奎斯特图。图3系进行不同时间修饰的铜电极的奈奎斯特图。图4系用等效电路图拟合铜电极在海水环境中的实验数据。a为拟合Warburg阻抗情况下的阻抗谱(Bare)；b为拟合其他(MSDS-SAMS)。其中Rct表示电荷转移电阻，W表示Warburg阻抗。Rs和Rf分别表示溶液的电阻和自组装吸附膜在铜表面的电阻，CPEf和CPEdl分别表示膜电容和双层电容图5系铜表面SEM图。a系新鲜裸铜；b系裸铜浸在298k3.5％NaCl溶液中7天；c系在铜表面形成MSDS自组装膜后浸在298k3.5％NaCl溶液中7天。图6显示了自组装膜的疏水性能。a系对比例一，抗氧剂中无甲基三乙氧基硅烷，自组装膜与水的接触角为89.9度；b系实施例一，抗氧剂中含有甲基三乙氧基硅烷，提高了自组装膜的疏水性，自组装膜与水的接触角为97.8度。具体实施方式下面结合具体实施例对权利要求书做进一步说明，但不构成对本专利技术的任何限制，任何人在本专利技术权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本专利技术权利要求范围内。试验例一1.试验方法将铜块封装在环氧树脂当中作为工作电极，裸露面积为1*1cm2。辅助电极为2*2cm2的大铂片参比电极为饱和甘汞电极用3.5％的NaCl溶液模拟海洋环境。工作电极分别在空白溶液(Bare)和不同浓度的6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇(MSDS)溶液中浸泡不同时间(0.5h、2h、6h、12h)来对铜表面改性，所有的实验均在海水环境(3.5％NaCl溶液)中浸泡7天。2.抑制腐蚀情况结果如图2所示，裸铜奈奎斯特图显示高频区下凹半圆，在低频(LF)区域有一个显著的线性warburg阻抗，对于低频线性区域的形成，一般有两种主要的解释，一种氧分子在铜表面的扩散，另一种是可溶性腐蚀产物等其它腐蚀性离子在铜/溶液界面的迁移。图3所示，与裸铜相比，6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇(MSDS)改性铜的电容环直径明显增大，说明6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇(MSDS)自组装膜对铜在NaCl溶液的腐蚀有较好的抑制作用。另一方面，也发现随着6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇(MSDS)的加入，warburg阻抗完全消失，说明在6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇(MSDS)自组装膜足够致密的条件下，扩散过程受到了强烈的抑制，铜的腐蚀受到了抑制。3.等效电路图拟合电极在海水环境中的结果通过等效电路计算阻抗相关参数(见表2)。这个抑制效率公式如下Rct和分别为裸铜试样和改性铜试样的电荷转移电阻。如表2所示，随着组装时间的增加，更多的6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印制板用新型抗氧化剂，其特征是，其组分包含硅烷类化合物和6‑(二丁氨基)‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二硫醇。

【技术特征摘要】
1.一种印制板用新型抗氧化剂，其特征是，其组分包含硅烷类化合物和6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇。2.根据权利要求1所述的印制板用新型抗氧化剂，其特征是，所述硅烷类化合物和6-(二丁氨基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇之间的质量比为5-10:0.6-10。3.根据权利要求1所述的印制板用新型抗氧化剂，其特征是，所述硅烷类化合物包括但不限于甲基三乙氧基硅烷。4.根据权利要求1或2或3所述的印制板用新型抗氧化剂，其特征是，还包括去离子水和助溶剂。5.根据权利要求4所述的印制板用新型抗氧化剂，其特征是，每升抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海亮，张胜涛，陈世金，罗佳玉，王旭，陈际达，韩志伟，徐缓，
申请(专利权)人：博敏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44