本發明涉及陶瓷覆銅板,具體為一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法。
背景技術:
1、隨著微電子技術的迅猛發展,電子器件趨于集成化和多功能化,印刷電路板(電子基板)已成為一種不可或缺的電子部件;陶瓷基板以其良好的導熱性和氣密性,被廣泛應用于功率電子,電子封裝,混合微電子和多芯片模塊等領域;氧化鋁陶瓷基板具有半導體硅相匹配的熱膨脹系數,高熱穩定性,化學穩定性和低介電常數,且價格便宜,成為目前最受歡迎的陶瓷基板材料;為了提高氧化鋁陶瓷基板的導電性,防止金屬氧化等性能,需要對氧化鋁陶瓷基板的表面進行金屬化,目前金屬化的方法主要有:高溫燒結被銀法、真空蒸發鍍膜法、磁控濺射法、化學氣相沉積法、化學鍍等方法。
2、現有技術中,陶瓷覆銅基板表面選擇性化學鍍鎳磷合金層,是根據產品設計與封裝實際需求而新開發的一種工藝,該工藝難點在于是局部選擇性鍍鎳磷合金,而不是整板直接鍍鎳磷合金層,因此需要在選擇性鍍鎳磷合金層之前,將不需要鍍磷合金層的區域選用粘度強的油墨進行遮蔽處理;待處理完成后實施化學鍍鎳磷,再將表面遮蔽油墨去除并清洗干凈,如若清洗不凈產品表面將迅速氧化變色,影響鍍層的焊接性與打線性,最終導致在封裝過程中模塊失效。
3、因此,急需解決上述問題,故而本專利通過研究,得到一種陶瓷覆銅基板表面選擇性化學鍍鎳磷合金層后,有效防止鎳磷合金層在去除油墨過程中接觸強堿、強酸性物質而引起的鍍層變色的方法。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,包括以下操作步驟:
3、s1:將陶瓷覆銅基板依次經過焊料刻蝕工藝、臺階刻蝕工藝、局部鍍銀工藝得到陶瓷覆銅基板a;
4、s2:將陶瓷覆銅基板a依次經過前處理清洗、濕膜印刷、對位曝光、顯影、化學鍍鎳金、退膜清洗、剝金工藝、清洗烘干,得到成品。
5、較為優化的,所述剝金工藝的過程中使用剝金液,其包括含氰剝金液或無氰剝金液。
6、較為優化的,所述含氰剝金液包括以下組分:18~22g/l間硝基苯磺酸鈉、48~52g/l氰化鈉、48~52g/l檸檬酸。
7、較為優化的,所述無氰剝金液包括以下組分:28~32g/l硫酸鉀、38~42g/l碳酸鈉、18~22g/l檸檬酸鈉。
8、較為優化的,所述當剝金工藝中使用含氰剝金液時,工藝參數為:溫度是70~80℃,速度為0.5±0.05um/min;剝金液的ph=10~12。
9、較為優化的,所述當剝金工藝中使用無氰剝金液時,工藝參數為:溫度是室溫,速度為0.2±0.05um/min;剝金液的ph=8~12。
10、較為優化的,所述化學鍍鎳金中包括鎳磷層和金層,金層的厚度為0.01~0.02um。
11、較為優化的,所述無氰剝金液中還包括5~6g/l的添加劑,所述添加劑包括小分子氨基酸、改性氨基酸。
12、較為優化的,所述小分子氨基酸包括蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸中一種或多種;小分子氨基酸與改性氨基酸的質量比為(2~2.5):1。
13、較為優化的,所述改性氨基酸的制備方法為:將5-氨基賴氨酸和半胱氨酸加入到n,n-二甲基乙酰胺中攪拌10~20分鐘,加入二苯硫醚二酐反應4~6小時,得到改性氨基酸。
14、較為優化的,所述改性氨基酸的原料包括以下組分:按重量份數計,2~3份半胱氨酸、1~1.5份5-氨基賴氨酸、30~40份n,n-二甲基乙酰胺、1~2份二苯硫醚二酐。
15、與現有技術相比,本發明所達到的有益效果是:實現了局部選擇性化學鍍鎳磷合金層的同時解決產品在接觸強堿、強酸溶液而引起的鍍層變色問題,有效增加了成品的良品率。
16、其中,借助金鍍層穩定的化學性質,以保護鎳磷合金鍍層在接觸酸、堿溶液引起的的氧化變色,實現了局部選擇性化學鍍鎳磷合金工藝,有效解決了產品性能需求。具體原理解釋:陶瓷覆銅基板表面局部選擇性鍍鎳磷合金與局部選擇性鍍銀工藝,由于鎳磷合金在過“去膜”工步與“酸洗”工步的過程中,堿溶液(5%強堿物質-氫氧化鈉)與酸溶液(3~5%酸性物質-硫酸)接觸產品鎳磷合金表面,引起局部鎳磷合金鍍層清洗不凈變色,鍍層表面一旦變色后將沒法再次清洗去除,產品功能會受到極大影響導致大部分產品直接報廢,造成成本高,良率低,品質異常頻發的情況。而本申請中,通過在鎳磷層表面預鍍0.01~0.02um的金層,作為退膜過程中的保護層,從而有效解決產品氧化變色問題。
17、其中,退膜后剝金工藝包括兩種,一種是含氰剝金液中一定溫度下剝金;一種是無氰剝金液中室溫剝金。
18、(1)含氰剝金液主要以氰化物的濃度來提高浸金的速度,但是氰化物是劇毒,加大用量會對后續污水處理帶來困難;并且當含氰剝金液的ph<10時,會釋放出hcn劇毒氣體,從而影響人體健康。
19、(2)為了提高工藝環保性,本發明進一步使用包括28~32g/l硫酸鉀、38~42g/l碳酸鈉、18~22g/l檸檬酸鈉的無氰剝金液用于室溫剝金。為了進一步提高剝金效率,降低殘留的同時保證良品率;本發明在無氰剝金液中進一步加入小分子氨基酸和改性氨基酸。氨基酸的碳側鏈結構和供體原子的類型決定了氨基酸的金浸出能力,但是在碳側鏈中只存在一個羧基并不能增加金的浸出量;側鏈上有n和s供體原子的氨基酸更能作為金浸出劑。相較于單一氨基酸的引入,協同改性氨基酸具有更好的剝金性能。本發明將通過二苯硫醚二酐上的酸酐將半胱氨酸和5-氨基賴氨酸進行連接,提高氨基酸碳側鏈的反應位點,從而增強浸金速度。
1.一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:包括以下操作步驟:
2.根據權利要求1所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:所述剝金工藝的過程中使用剝金液,其包括含氰剝金液或無氰剝金液;
3.根據權利要求2所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:當剝金工藝中使用含氰剝金液時,工藝參數為:溫度是70~80℃,速度為0.5±0.05um/min;剝金液的ph=10~12。
4.根據權利要求2所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:當剝金工藝中使用無氰剝金液時,工藝參數為:溫度是室溫,速度為0.2±0.05um/min;剝金液的ph=8~12。
5.根據權利要求1所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:所述化學鍍鎳金中包括鎳磷層和金層,金層的厚度為0.01~0.02um。
6.根據權利要求2所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:所述無氰剝金液中還包括5~6g/l的添加劑,所述添加劑包括小分子氨基酸、改性氨基酸。
7.根據權利要求6所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:所述小分子氨基酸包括蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸中一種或多種;小分子氨基酸與改性氨基酸的質量比為(2~2.5):1。
8.根據權利要求6所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:所述改性氨基酸的制備方法為:將5-氨基賴氨酸和半胱氨酸加入到n,n-二甲基乙酰胺中攪拌10~20分鐘,加入二苯硫醚二酐反應4~6小時,得到改性氨基酸。
9.根據權利要求5所述的一種防止陶瓷覆銅基板表面選擇性鍍鎳變色的方法,其特征在于:改性氨基酸的原料包括以下組分:按重量份數計,2~3份半胱氨酸、1~1.5份5-氨基賴氨酸、30~40份n,n-二甲基乙酰胺、1~2份二苯硫醚二酐。