一種改性顯影劑及其負載量量測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種顯影劑及其量測方法，更具體地說，是將用于PCB板蝕刻的顯影 劑，透過將顯影劑進行改性，使得其顯影劑的負載量能獲得提升，增加水解后的有效成份、 延長顯影劑的使用時間，進而實現減少資源浪費，達成降低成本之目的，為了達成增加負載 量的目的，我們必須先要知道負載量的數值，才能進一部分去分析與獲得改性，因此，在改 性過程中隨之發展出一個量測方法。
【背景技術】
[0002] PCB板或FPC板的光致成像是對涂覆在印制板基材上的光致抗蝕劑進行曝光，使 其硬度、附著力、溶解性與物理性質發生變化，再經過顯影形成圖像的一種方法，因此顯影 是對于這一類的這樣的圖電轉移工序，可以說是不可或缺的工序之一，顯影的效果直接影 響到產品質量，因此想要更進一步地提升產品的質量與良率，最根本的便是從顯影部份去 著手。
[0003] 一般來說，碳酸鈉顯影劑是最為被廣泛利用的首選顯影劑，其化學性質示 弱堿性，根據酸堿質子理論，當碳酸鈉水解融入水中時會產生電離作用，其反應式是 「酸+堿0共軛堿+共軛酸」，而這樣的過程并非一次就會全部完成，而是分步依序進行來完 成電離的。
[0004] 在進行電離反應時，第一步要把顯影劑與水均勻混合，因為碳酸鈉為弱堿性，當弱 酸或弱堿溶于水時，其分子可以微弱地電離出，離子并同時與溶液中的相對應離子結合成 分子，最后當離子化的速度等于分子化的速度時，便達到了電離平衡。一般來說，電離的化 學通式如下式所示：
[0005] HA(aq) ^ H2O (I) ^ H^O ("ηι + A fa,7i
[0006] 平衡狀態一般會以氫離子的狀態來呈現，使之配適酸質子理論，其表示式如下列 式所示：
[0007] HAfariI <->· H0(m) A raq>
[0008] 然而在化學及生物化學中，一般會用特定的平衡常數Ka來代表某一種酸解離氫離 子的能力，又可以稱之為酸度系數，其反應式如下數列所示： Γ ? [Η·^0+][Α~]
[0009] Kn = -~~- α HA
[0010] 酸度系數可以協助我們更容易地計算酸的濃度、共軛堿、酸堿中和反應中緩沖如 意的PH值等等，透過酸度系數K a除了可以計算出更多所需要的其他數值外，配合其他公式 定理，還能引導出新的關系式，來獲取我們想獲取的數值。
[0011] 又因為顯影是圖電移轉所必經的工序之一，因此在PCB板與FPC板的光致成像成 果有的顯著有影響，從顯影方程式來看，我們更可以發現顯影成果會和碳酸鈉的濃度、PH 值、溫度、干膜抗蝕劑分子中烴基大小、羧基個數、溶劑的相溶性以及顯影劑溶解干膜的量 多寡有關，其中對于顯影劑有著有大的影響力的則是顯影劑溶解干膜多寡，一般都將其稱 之為「負載量」，其次才會是顯影劑的PH值。負載量之所以重要，是因為它能表示干膜抗蝕 劑的烴基大小與羧基個數，以及烴、羧基在顯影時的相溶性這類的綜合表現數值。但實際 上，顯影劑自身在顯影過程中，其使用效率其實并不高，多數人透過"目測"的方式來評定是 否需要進行顯影劑的更換，往往在顯影劑都還未到須更換的最低理論值之前，就因為看起 來混濁而直接更換，如此浪費的方式導致了支出成本的增加，更對于已經過度開發的地球 是一種嚴重的資源浪費及耗損。
[0012] 為了解決這樣的問題，我們希望透過改變顯影劑自身所具備的性質，使之能有效 提升顯影負載量，延長使用壽命，并且能更加地適用于顯影過程。為實現我們的目的，那么 首先我們必須要能知道顯影劑實時的負載量，但是，如前述層提到的，現今大多是透過「目 測」來評估顯影劑是否需要進行更換，但目測并非一種公認且可以重復進行使用的標準測 量方法，因此，在找出如何對顯影劑改性的方法之前，我們還必須先找出測量的方式，才能 繼續實現我們的最終目的。
【發明內容】
[0013] 本發明的主要目的在于提供一種改性顯影劑，使之負載量獲得提升，增進顯影效 率以及使用壽命。
[0014] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑，能有效控制顯影劑的濃度，使之顯 影速度不至于過于緩慢或顯影過度。
[0015] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑，能針對pH值來決定何時應該增加 多少顯影劑，使得顯影劑的適用可以被有效地延長。
[0016] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑，其同時具備厭水基與親水基，因此 可以讓自身負載量獲得提升，延長顯影劑的使用壽命。
[0017] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑，在顯影過程中，其干膜膨脹速度遠 大于退膜液擴散速度，使得內部產生巨大的內應力，讓干膜能較快膨脹裂解。
[0018] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑，其干膜在裂解時會裂解為較小的分 子，使得從板面裂解分離時，能夠降低對電鍍液的有機污染。
[0019] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑，其溶解物會變為有機小分子，使得 顯影劑的能見度增加，顯影劑內的有效成份不被包埋解蔽。
[0020] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑的負載量量測方法，透過量測pH值， 并將其導入顯影反應方式來測得負載量。
[0021] 本發明的另一目的在于提供一種改性顯影劑的負載量量測方法，以建立一個能夠 測量顯影劑負載量，并可以重復進行使用且在合理誤差內的公認方法。
[0022] 為實現上述目的，本發明系提供一種改性顯影劑及其負載量量測方法，透過對顯 影劑的改性，使之同時具備親水端與厭水端，從而提升顯影劑負載量，增進顯影效率，延長 使用壽命，為此，量測負載量的方法是必須的。
【附圖說明】
[0023] 圖1是根據本發明的優選實施例的干膜顯影反應基理示意圖。
[0024] 圖2是干膜顯影劑中碳酸鈉濃度與時間的演化曲線圖。
[0025] 圖3是碳酸鈉顯影負載量曲線圖。
【具體實施方式】
[0026] 以下描述用于揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優 選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定 的本發明的基本原理可以應用于其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背 離本發明的精神和范圍的其他技術方案。
[0027] 本發明系指一種改性顯影劑，透過對顯影劑進行改性，使之能同時具備親水端與 厭水端，提升顯影劑負載量，從而提升顯影效率以及延長顯影劑的使用效率，而為了達成顯 影劑的改性之目的，因而需要一種測量顯影劑負載量的方式，為此則隨之發展一個量測顯 影劑負載量的方式。
[0028] PCB板與FPC板的光致成像是對涂覆在印制板基材上的光致抗蝕劑進行曝光，使 其硬度、附著力、溶解性與物理性質發生變化，再透過顯影來形成圖像的一種方法，而顯影 是圖電轉移的必經工序之一，它的顯影效果會直接影響到產品最終的質量優劣，因此為了 使得最后能產出好的產品，我們先從顯影過程中相關的要件來進行分析，以期得到改進的 關鍵。
[0029] 首先我們可以先從顯影劑來看，一般來說，碳酸鈉是作為顯影劑的首選，因為碳酸 鈉為弱堿性，當它溶入水中時會發生電離反應，且電離反應會是分步進行的一種非連續反 應，并非一次性完成的連續反應。而碳酸鈉電離平衡反應式則如下（1)所示：
[0030] CO廣+H2O 一 Η〇ν+0!Γ.......................................(1)
[0031] -般而言，剛開缸的碳酸鈉濃度約為8/106至12/106穆爾濃度（mol/L)，因此若 我們將碳酸鈉的初始濃度以a(mpl/L)來表示，而HCCV和MT的初始濃度為0 ;完成第一 步電離反應后HCCV和MT的濃度則分別會變為X i (mol/L)，因此第一步的平衡濃度則會是 a-Xj (mol/L) 〇
[0032] 如此一來我們便可以得到碳酸鈉第一步電離平衡方程式，如下述式（2)所示：
【主權項】
1. 一種改性顯影劑，其特征在于，在一般的碳酸鈉顯影劑中加入一有機物，使得顯影劑 自身能同時具備親水基與厭水基兩種特性，使之在顯影過程中能與干膜抗蝕劑有著較佳相 容效果，如下述分子基理所示：
2. 如權利要求1所述之改性顯影劑，所述有機物優選為經單乙醇胺CH2-NH2-CHOH。
3. 如權利要求2所述之改性顯影劑，所述顯影劑的初始溫度優選為設定在30攝氏度。
4. 如權利要求2所述之改性顯影劑，所述顯影劑的pH值初值優選為10. 25。
5. 如權利要求2所述之改性顯影劑，所述顯影劑的初始濃度優選為1. 15%~1. 2%之 間。
6. -種量測顯影劑負載量的方法，其步驟包含： i) 用分析天平稱量濾紙重量，記下讀數w0 ; ii) 用100ml的量筒量取100ml(PH=a)的干膜顯影劑，轉入到200ml的燒杯中； iii) 100ml的吸液管準確吸取10ml25%的硫酸溶液，滴加到上述顯影劑中，待其反應 完畢后，靜置10分鐘，用濾紙過濾烘干、稱重，記下讀數w; iv) 計算該PH值下的負載量，即負載量g/L= 10X(w-wO)。
【專利摘要】一種改性顯影劑及其負載量量測方法，系透過添加一有機物使得所述顯影技能同時具備親水基與厭水基，可加快干膜膨脹速度、增進干膜裂解成效、提升顯影劑能見度及其負載量，使得顯影劑壽命能有效被延長。然而在改性顯影劑的發展過程中，我們隨之發展出顯影劑負載量的量測方法，用在產在線便能知曉顯影劑更換的確切時間，提升顯影劑使用效率。
【IPC分類】G03G9-00, G01N5-02, G03F7-32
【公開號】CN104777724
【申請號】CN201510176706
【發明人】吳子堅, 程靜
【申請人】廣東成德電路股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月14日