一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水及制备方法、化学褪镍工艺技术

本发明专利技术涉及化学褪镍药水技术领域，特别是涉及一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水及制备方法、化学褪镍工艺，所述褪镍药水含有：50～350g/L的硝酸溶液、5～30g/L的双氧水溶液、1～10g/L的苯磺酸、2～12g/L的尿素、0.5～4g/L的阴离子表面活性剂、1～10g/L的咪唑类杂环及其衍生物，余量为水。本发明专利技术解决现有技术中传统化学褪镍药水体系的使用温度高、速度慢及褪除工艺复杂的问题。上述褪镍药水在处理含电镀镍抗蚀层的线路板时，控制褪镍药水温度在20～40℃范围即可快速、有效褪除铜金属表面的电镀镍层，露出光亮无印迹的金属铜线路层，满足后续自动光学检测(AOI)工序对铜面表观和光亮度要求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水及制备方法、化学褪镍工艺


[0001]本专利技术涉及化学褪镍药水
，特别是涉及一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水及制备方法、化学褪镍工艺。

技术介绍

[0002]印制电路板制作过程，通常需要蚀刻溶液蚀刻铜层以形成线路图形。通常有两种线路蚀刻方法：酸性蚀刻和碱性蚀刻。酸性蚀刻方法一般应用于单面板及印制电路板的内层线路制作工艺，通常采用干膜或湿膜材料(主要组分是感光树脂或油墨含粘结剂、光聚合单体、光引发剂，溶剂等有机物组分)，干膜或湿膜材料作为线路图型的抗蚀层，保护其覆盖的线路在酸洗蚀刻液中不被腐蚀。碱性蚀刻方法一般应用于多层印制电路板的外层线路制作工艺，此工艺通常采用图形电镀金属为线路图形的抗蚀层。
[0003]由于酸性蚀刻液会腐蚀金属材料，故使用碱性蚀刻液完成裸露金属铜层的蚀刻，以避免保护线路的金属抗蚀层受到侵蚀。在印制线路板制造业中，应用于碱性蚀刻工艺的金属抗蚀层多为电镀锡或者锡铅合金层，其厚度一般为5
‑
10微米，可经受碱性蚀刻液的侵蚀，对所覆盖的线路图形具备保护性能。在经过碱性蚀刻工艺后，这层金属抗蚀层还会经过酸性褪锡工艺去除，完成铜层导通线路图形的制作。
[0004]以锡或者锡合金作为碱性蚀刻保护金属，虽然一直被工业界使用，但其具有以下缺陷：一、由于锡或锡合金的致密性不够，需要足够的厚度才对其下的铜层线路起到保护作用(一般厚度在5
‑
10微米)；同时锡的价格昂贵，如此厚的锡层被褪除后只能以污泥形式存在，回收困难，经济性不佳。二、锡的电极电位极低且对电流密度敏感；在电镀锡时，电流密度稍高，锡层就容易结构疏松、表面粗糙，耐腐蚀性能降低；而在图形电镀锡中，若线路图形过于孤立，则易造成电力线集中，局部电流密度过大，使得到的锡层性能降低，在碱性蚀刻液中无法起到保护作用，引发良率问题，这就是电镀纯锡中所谓的“亮边现象”。三、锡的褪除过程，一般使用价格低廉的硝酸/硝酸铁体系进行褪锡，在这种强氧化性的退锡液中，锡极易形成四价锡离子，四价锡离子再水解形成偏锡酸，在溶液中形成絮状沉淀，这种絮状沉淀容易堵在高厚径比印制电路板的小孔中，使得退锡液无法进入孔中，因此给褪锡和后续工序加工带来问题。
[0005]因此，业内已开始采用一种新的碱性蚀刻抗蚀层——电镀镍，来解决目前常用的锡及锡合金抗蚀层所存在的问题。电镀镍与电镀锡及锡合金相比，电镀镍抗蚀层结晶致密，且对金属铜线路覆盖均匀，即使电镀较薄的厚度(1～2μm)也能满足线路铜的抗蚀防护要求。
[0006]然而，在完成碱性蚀刻工序后，电镀镍的抗蚀层还需要褪除，以露出其覆盖的金属铜线路图形。目前在化学褪镀
，金属镍的褪除药水主要包括三类：
[0007]一、氰化物体系化学褪镍药水：此类药水中氰化物有剧毒，除部分有资质的单位外，已被禁止使用。
[0008]二、间硝基苯磺酸钠体系化学褪镍药水：见专利CN103409755A，但此类药水使用温度较高(60～70℃)，褪除时间较长(20分钟以上)，且不能完全消除褪镀时产生的烟雾。
[0009]三、硫酸体系化学褪镍药水：见专利CN103572306的硫酸双氧水体系和专利CN101845631的硫酸过硫酸钠体系。专利CN103572306的化学褪镍药水主要应用于表面依次层叠有金属铜和金属镍的塑料工件、陶瓷工件或金属铜工件，由于其使用温度较高(40～70℃)，褪除时间较长(5～10min)，并不适用于印制线路板的外层线路图形抗蚀层褪除工艺——即在环氧树脂基板上电镀铜表面快速褪除电镀镍镀层的工艺。专利CN101845631的化学褪镍药水主要应用于印制线路板不良化学镍镀层的褪除工艺，且使用的步骤较多(包括多道浸没工序和磨板工序)，时间较长(10分钟以上)，同样不适用于印制线路板的外层线路图形抗蚀层的褪除工艺。

技术实现思路

[0010]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，用于解决现有技术中传统化学褪镍药水体系的使用温度高、时间长及褪除工艺复杂的问题，同时，本专利技术还将提供一种制备用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水的方法；此外，本专利技术还将提供一种化学褪镍工艺。上述褪镍药水在处理含电镀镍抗蚀层的线路板时，控制褪镍药水温度在20～40℃范围即可快速、有效褪除铜金属表面的电镀镍层，露出光亮无印迹的金属铜线路层，满足后续自动光学检测(AOI)工序对铜面表观和光亮度要求。
[0011]为实现上述目的及其他相关目的，
[0012]本专利技术的第一方面，提供一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，所述褪镍药水含有：
[0013][0014][0015]上述褪镍药水中水为药水组分中的溶剂，氧化剂为双氧水和硝酸，苯磺酸为双氧水稳定剂，尿素和阴离子表面活性剂复配作为硝酸抑雾剂，咪唑类杂环及其衍生物作为缓蚀光亮剂。此外，溶剂中的水一般选用去离子水。
[0016]上述褪镍药水利用双氧水的氧化能力和硝酸溶液对金属氧化物的溶解特性，促使电镀镍层快速褪除。此外，上述褪镍药水采用苯磺酸作为双氧水的稳定剂，尿素和阴离子表面活性剂作为抑雾体系，保证在褪镍的过程中溶液表面会形成薄的泡沫层，阻挡了反应产生的二氧化氮黄色烟雾逸出，避免在褪镀时产生烟雾。最后，咪唑类杂环及其衍生物作为缓蚀光亮剂，既最大程度确保了底层铜不被蚀刻，又保证褪除电镀镍层后，溶液不会氧化铜面，使线路铜层光亮无印迹。上述褪镍药水在处理含电镀镍抗蚀层的线路板时，控制褪镍药水温度在20～40℃范围即可有效褪除铜金属表面的电镀镍层，露出光亮无印迹的金属铜线
路层，满足后续自动光学检测(AOI)工序对铜面表观和光亮度要求。
[0017]上述褪镍药水的褪镍时间短、褪镍速度快且处理温度也仅在20～40℃范围内，故不会攻击线路板中的环氧树脂和玻璃纤维，不损伤线路板的基底和线路。
[0018]上述褪镍药水在使用时可有效快速地褪除金属铜层表面的电镀镍及镍铜合金层，且保证对金属铜层侵蚀较小(0.5μm/min以下)，褪镍后铜面光亮无印迹，满足后续光学自动监测工艺要求；此外，在褪镍过程中无挥发性气体产生，褪镍溶液澄清稳定，无结晶沉淀。
[0019]于本专利技术的一实施例中，所述褪镍药水含有：
[0020][0021]于本专利技术的一实施例中，所述硝酸溶液中硝酸的质量分数为65～68％；所述双氧水溶液中双氧水的质量分数为33～38％。
[0022]于本专利技术的一实施例中，所述硝酸溶液中硝酸的质量分数为65％；所述双氧水溶液中双氧水的质量分数为35％。
[0023]于本专利技术的一实施例中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；
[0024]所述咪唑类杂环及其衍生物为咪唑的五元杂环有机物及其衍生物、六元杂环有机物及其衍生物中的至少一种。
[0025]尿素和阴离子表面活性剂复配作为硝酸抑雾剂，可以有效地抑制在褪镍过程中产生的酸雾逸出。
[0026]于本专利技术的一实施例中，所述阴离子表面活性剂为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，其特征在于，所述褪镍药水含有：2.根据权利要求1所述的一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，其特征在于：所述褪镍药水含有：3.根据权利要求1或2所述的一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，其特征在于：所述硝酸溶液中硝酸的质量分数为65～68％；所述双氧水溶液中双氧水的质量分数为33～38％。4.根据权利要求3所述的一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，其特征在于：所述硝酸溶液中硝酸的质量分数为65％；所述双氧水溶液中双氧水的质量分数为35％。5.根据权利要求1或2所述的一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；所述咪唑类杂环及其衍生物为咪唑的五元杂环有机物及其衍生物、六元杂环有机物及其衍生物中的至少一种。6.根据权利要求5所述的一种用于电镀镍抗蚀层的褪镍药水，其特征在于：所述阴离子表面活...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗坤，吕新伟，
申请(专利权)人：江苏悦锌达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：