[发明专利]一种用于印制电路板制造中的碱性高锰酸盐去钻污的后处理中和剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于碱性高锰酸盐去钻污的后处理中和剂，使用在印制电路板制造的孔壁去钻污过程中。

背景技术

在印制电路板制造过程中，为了节省空间和重量，配合各种电器设备，电路板往往会制造成两层或者多层印制电路板。每个电路层都通过绝缘材料与其它电路层相隔离，这些绝缘材料通常使用含树脂的材料，如环氧树脂、环氧树脂/玻纤材料或聚酰亚胺等。要将不同层的电路层导通，就需要进行钻孔，然后对孔进行金属化，形成导电通路。由于钻孔时的高温使印制板中的树脂发生熔化，就会产生树脂粘连物，粘在孔壁的导体表面，形成钻污。在这种情况下，要使孔壁金属化与金属导体之间保持良好的导电性能，就必须把这些附在孔壁上的钻污除去。

去钻污工艺是孔金属化的重要工序，去钻污质量的好坏，直接影响了孔金属化的质量，决定了多层板或双面板的质量和可靠性。去钻污的方法大致有以下的几种，物理的机械方法、化学的方法(如：浓硫酸去钻污、铬酸去钻污、高锰酸盐去钻污)，电解的方法(如：等离子去钻污)等；机械方法是通过高压的方式使干料流或湿料流通过需要去钻污的孔，通过高强的摩擦把钻污清除掉。但机械方法去钻污速度慢而且过程难于控制，去钻污的效果往往不是很理想，很难把所有孔壁上的钻污完全清除掉。等离子去钻污方法是通过高活度的等离子流对氧化后受到严重破坏的有机材料如环氧树脂及其伴生物、聚酞亚胺、聚丙烯睛都能快速、均匀地把它们从通孔壁上作用掉；但等离子去钻污的设备昂贵，并且生产量受到一定的限制，所以就算其去钻污的效果较好，但使用的普遍性并不高。浓硫酸去钻污方法是利用浓硫酸的氧化性，把钻污腐蚀掉，但浓硫酸不但非常危险，操作人员要格外小心，而且浓硫酸容易吸水，限制了它的使用寿命；在除钻污的效果上看，由于被浓硫酸处理过后的孔壁会变得过分光滑，导致孔金属化后的金属层与基材的附着力情况不理想。铬酸去钻污方法与浓硫酸相似，并且铬酸有毒，而且废水处理困难较大，这也是其使用受限制的一个重要因素。目前最常用的去钻污方法是高锰酸盐去钻污，高锰酸盐(钾、钠盐)有强的氧化性，只要经过一次处理，就能达到良好的去钻污效果，并且配套高锰酸盐循环再生装置，大大降低了废水处理的周期和生产成本，所以碱性高锰酸盐(钾、钠盐)去钻污方法是目前使用最广泛的去钻污方法。

碱性高锰酸盐去钻污方法分为三个工序：溶胀、高锰酸盐去钻污、中和。溶胀是把去钻污的板子浸泡在溶胀剂中，使钻污溶胀及部分溶解，溶胀剂中的活性剂可降低界面表面张力，为下一步去钻污创造条件。然后在碱性的高锰酸盐溶液中通过强氧化性的高锰酸根把溶胀的钻污进行化学反应清除掉。碱性高锰酸盐去钻污后虽然要经过水洗工序，但残留在板边、板面与孔壁中的高锰酸盐与锰酸盐残渣水洗无法完全去掉，如果不进行进一步的处理，那么残渣就会影响后面孔金属化的效果，严重时导致孔壁无铜、漏铜的孔金属化失败的情况，所以必须进行后处理。目前常用的后处理方法是使用中和剂，把残留的高锰酸盐与锰酸盐残渣等高价的锰元素还原成容易溶于水的二价锰离子，然后再经水洗，得到干净的生产板。

中和剂作为碱性高锰酸盐去钻污的后处理剂，其性能的好坏，直接影响着孔金属化的性能，但其具体的研究分析资料报道得并不多，只是在某些专利或文献偶尔提及。如美国专利US6454868中提到，通常中和剂可以是任何能溶于水并且能被高锰酸盐氧化的化合物，在专利里列举了所用的中和剂包括水溶性的酸性氯化亚锡溶液，如SnCl2-HCl，盐酸羟胺，甲醛，草酸，和稀释的盐酸或硫酸水溶液；但甲醛是纵所周知的致癌物加上草酸与铜形成的草酸铜溶解度不高，所以并没有推广使用。

更早时间的美国专利US5110355中提到一种由中和/调整剂合并在一起的混合水溶液，至少含有一种中和剂或酸性还原剂，还至少含有一种聚合(高分子)电解质调整剂(用于孔内的电性调整，这里不包括非离子表面活性剂)，但合并使用的效果不如分开单独使用的效果优异，目前市场上中和剂与调整剂基本是分开使用，并且还在两个工序之间加入水洗甚至热水洗。

也有文献报道过中和剂的一些使用，如在1986年A.R.Del Gobobo和Dr.C.I.Courduvelis等人在碱性高锰酸盐去钻污的文章中提到中和剂的成分，其中和剂由还原剂、酸性电解质、玻璃蚀刻剂和水组成，但具体化合物没有详细报道。此外，在1983年Francis J.Nuzzi在文章IPC-TP-458中也提到了中和剂，但具体成分没有报道，而是在中和剂水洗步骤后加了一道热碱洗，来提高高锰酸盐和锰酸盐残渣的去除，但增加多一道工序，从而也增加了废水的处理，所以这种做法也没有被广泛应用。