用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂及制备方法与应用与流程

本发明涉及印制电路板（pcb）制造领域，涉及一种用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂及制备方法与应用。

背景技术：

1、面对印制电路板（pcb）产品高密度互连化、孔径微型化、孔厚径比不断提升的行业发展趋势，树脂塞孔是保障互连结构电气传输、热传导以及机械耐受能力不可或缺的制程手段。该制程把专用塞孔树脂灌注至板件盲孔、埋孔与通孔内部，依靠树脂固化成型得到绝缘实体，既能够隔绝孔道内部电气通路，阻挡各类化学处理药剂滞留孔内，还可以改善多层板压合工序的填胶适配状态。

2、但树脂完成填孔后的预烘、高温固化环节，铜基材固有的高表面能，叠加塞孔前粗化处理带来的表面粗糙度提升，会促使液态树脂受毛细效应、界面表面张力共同驱动，从孔位向板面发生无规则外溢，最终在孔口周边生成树脂溢流带。树脂外溢会带来一系列制程不良与可靠性风险：非支撑孔孔壁留存的树脂薄膜会干扰后续蚀刻工序，造成局部残铜问题，削弱电路导通可靠性；向外溢流的树脂挤占阻焊油墨的设计区域，造成阻焊图形边缘膜厚不足，破坏阻焊保护层；除此之外，为去除溢流树脂需要额外配置研磨、清洗工序，既拉长生产节拍，提升制程复杂程度，也直接抬高电路板整体生产成本。

3、当前行业针对树脂塞孔的前处理主要有超粗化、微蚀两种技术路径。超粗化工艺可在铜表面构筑蜂窝状凹凸微观形貌，借助机械咬合效应强化树脂铜面界面结合。但该工艺短板同样突出：专用药剂采购成本远高于常规微蚀药水；产线需要配置独立槽体与温控配套装置，设备投入高；废液组分复杂，含有大量铜离子与有机助剂，废液处置难度与处理成本居高不下；并且过高的铜面粗糙度，在高频高速电路板应用场景中，会对信号完整性造成负面影响。

4、已有专利文献涉及防扩散剂技术。专利cn119855060a公开了一种pcb喷墨打印前处理剂，其包含防扩散剂、湿润剂、均匀剂、分散剂及助溶剂，可在pcb表面形成均匀有机层。专利cn120018406a公开了一种精细线路图形防扩散剂，由疏油剂、键合剂、附着力促进剂、湿润剂及助溶剂构成，可抑制喷印油墨在铜面扩散。专利cn122037779a提供了一种pcb塞孔树脂防扩散剂，其包含主防扩散剂、协同成膜剂、表面能调节剂、附着力促进剂、助溶剂，适用于pcb塞孔树脂超粗化前处理体系，可有效解决低粘度树脂易扩散问题，抑制塞孔树脂在铜面的扩散行为。

5、然而，上述现有技术存在以下不足：

6、其一，专利cn119855060a和专利cn120018406a均针对喷墨打印油墨设计，塞孔树脂与喷墨油墨在应用场景、基材适配性、体系形态及固化机理上均存有显著差异，现有防扩散剂无法满足塞孔树脂的工艺要求。

7、其二，专利cn122037779a的塞孔前处理为超粗化，其虽能提供蜂窝状铜面以增强机械咬合力，但存在专用药水成本高、设备投资大、废液处理难等问题，且过高的铜面粗糙度在高频高速场景下可能影响信号完整性。

8、其三，目前尚无针对微蚀前处理工艺设计的塞孔树脂防扩散剂。微蚀处理所得铜面粗糙度较低、表面形貌有别于超粗化处理，现有防扩散剂在微蚀铜面上的附着性与防扩散效果难以保障。因此，亟需开发一种适用于微蚀前处理的pcb塞孔树脂防扩散剂，以解决微蚀工艺中低粘度树脂的扩散缺陷，并在确保防扩散效果的同时降低制造成本。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种适用于微蚀前处理的pcb塞孔树脂防扩散剂及其制备方法与使用方法，该防扩散剂专门应用于pcb塞孔树脂的微蚀前处理工艺。

2、本发明所要解决的技术问题如下：

3、一、提供一种专用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂。该防扩散剂能够与微蚀处理后的铜面形成良好匹配，在相对较低的铜面粗糙度条件下仍可实现优异的防扩散效果，从而克服现有防扩散剂因依赖高粗糙度表面而难以适用于微蚀铜面的技术障碍；

4、二、降低pcb塞孔工艺的生产成本。通过以微蚀前处理替代超粗化前处理，可大幅缩减药水成本、设备投入及废液处理支出，从而显著降低整体制造成本；

5、三、兼顾防扩散效果与工艺可靠性。在降低前处理成本的同时，确保防扩散剂能有效抑制塞孔树脂在铜面发生非预期扩散，并保障树脂与孔壁之间的结合强度与可靠性；

6、四、简化工艺步骤。微蚀前处理工艺流程更为简洁，可与既有pcb产线中的微蚀工序良好兼容，无需额外增加设备投入，有利于降低产线改造难度和推广门槛。

7、为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案。

8、本发明提供一种用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂，按质量百分比计，包括以下组分：

9、表面成膜剂 2.0%-4.0%；

10、界面桥接剂 1.0%-2.0%；

11、低表面张力助剂 0.5%-1.0%；

12、疏水屏蔽剂 1.0%-2.0%；

13、助溶剂 2.0%-6.0%；

14、余量为水；

15、其中，所述表面成膜剂为磷酸三（三甲基硅基）酯（cas号：10497-05-9）、异氰酸三甲基硅酯（cas号：1118-02-1）、聚磷酸三甲基甲硅烷基酯（cas号：40623-46-9）中的一种或多种；

16、所述界面桥接剂为2-（三甲基硅基）噻唑（cas号：79265-30-8）、4-溴-2-（三甲基甲硅烷基）噻唑（cas号：108306-53-2）、5-三甲基硅基噻唑（cas号：79265-36-4）中的一种或多种；

17、所述低表面张力助剂为三氟甲烷磺酸2-甲基-6-（三甲基硅基）苯酯（cas号：556812-44-3）、二叔丁基硅基双（三氟甲烷磺酸）（cas号：85272-31-7）、三氟甲烷磺酸4-甲基-2-（三甲基硅基）苯酯（cas号：262373-15-9）中的一种或多种；

18、所述疏水屏蔽剂为4-氟间苯二酚（cas号：103068-41-3）、2-氟-1,3-苯二酚（cas号：103068-40-2）、2,4-二氟间苯二酚（cas号：195136-71-1）中的一种或多种；

19、所述助溶剂为双（3-氟苯基）二硫醚（cas号：63930-17-6）、五氟苯硫醚（cas号：1043-50-1）、苯基三氟甲基硫醚（cas号：456-56-4）中的一种或多种。

20、优选的，所述表面成膜剂为磷酸三（三甲基硅基）酯。

21、优选的，所述界面桥接剂为2-（三甲基硅基）噻唑。

22、优选的，所述低表面张力助剂为三氟甲烷磺酸2-甲基-6-（三甲基硅基）苯酯。

23、优选的，所述疏水屏蔽剂为4-氟间苯二酚。

24、优选的，所述助溶剂为双（3-氟苯基）二硫醚。

25、上述用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂的制备方法，包括以下步骤：将所述表面成膜剂、界面桥接剂、低表面张力助剂、疏水屏蔽剂、助溶剂与余量水混合，于常温下搅拌混合，即得所述用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂。

26、本发明还提供一种用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂的应用方法，采用上述用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂，包括以下步骤：

27、微蚀：使用硫酸/双氧水体系微蚀药水对经水洗后的印刷线路板进行微蚀前处理；

28、防扩散：使用所述用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂对经微蚀、水洗后的印刷线路板进行防扩散处理；

29、烘干：对经防扩散处理、水洗后的印刷线路板进行烘干；

30、树脂塞孔：对经烘干后的印刷线路板进行树脂塞孔；

31、烤板：对经树脂塞孔后的印刷线路板进行烘烤固化。

32、在一些具体实施方式中，所述的应用方法包括以下步骤：

33、s1水洗：对需进行树脂塞孔的印刷线路板用去离子水进行水洗；

34、s2微蚀：使用硫酸/双氧水体系微蚀药水对经s1水洗后的印刷线路板进行微蚀前处理；

35、s3水洗：对经s2微蚀后的印刷线路板用去离子水进行水洗；

36、s4防扩散：使用所述用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂对经s3水洗后的印刷线路板进行防扩散处理；

37、s5水洗：对经s4防扩散处理后的印刷线路板用去离子水进行水洗；

38、s6烘干：对经s5水洗后的印刷线路板进行烘干；

39、s7树脂塞孔：对经s6烘干后的印刷线路板进行树脂塞孔；

40、s8烤板：对经s7树脂塞孔后的印刷线路板进行烘烤固化。

41、优选的，所述s2微蚀中，所述微蚀药水的添加量按质量百分比计为：质量浓度为98%的硫酸5.0%-6.0%、质量浓度为50%的双氧水5.0%-6.0%、微蚀药水添加剂8%-12%，余量为去离子水；所述微蚀前处理采用喷淋方式，槽液温度为20-30℃。所述微蚀药水添加剂可使用深圳市板明科技股份有限公司bth-2011r。

42、优选的，所述s6烘干中，烘干温度为70-80℃，烘干时间为0.5-1.5min；所述s8烤板中，先在135-145℃烘烤50-70min，再升温至155-165℃烘烤25-35min。

43、本发明提供的用于微蚀前处理的塞孔树脂防扩散剂，可适用于微蚀前处理体系的pcb 塞孔树脂工艺，能够与微蚀处理后的铜面形成良好匹配，在相对较低的铜面粗糙度条件下仍可实现优异的防扩散效果，通过以微蚀前处理替代超粗化前处理，可大幅缩减药水成本、设备投入及废液处理支出，从而显著降低整体制造成本；同时，能有效抑制塞孔树脂在铜面发生非预期扩散，并保障树脂与孔壁之间的结合强度与可靠性，且微蚀前处理工艺流程更为简洁，可与既有pcb产线中的微蚀工序良好兼容。

44、该防扩散剂主要由表面成膜剂、界面桥接剂、低表面张力助剂、疏水屏蔽剂、助溶剂等组成。其中表面成膜剂起提供基础骨架与化学锚定的作用，能够在微蚀后的铜面上通过化学键合形成连续致密的有机-无机杂化膜层，弥补低粗糙度带来的物理咬合力不足，为后续塞孔树脂提供牢固的界面结合层。界面桥接剂能增强界面结合强度，核心作用是在“铜面-防扩散膜-塞孔树脂”三级界面间建立共价键连接，一端与微蚀铜面的金属氧化物/羟基发生配位反应，另一端与塞孔树脂的活性基团交联，确保在较低粗糙度下仍能获得高剥离强度，防止树脂固化收缩时脱落。低表面张力助剂提供动态润湿与铺展，可急剧降低处理液的动静态表面张力，促使处理液快速、均匀地填充微蚀形成的微观凹坑，同时排除毛细管内空气，确保极佳的防扩散效果。疏水屏蔽剂主要起降低药水表面能的作用，该组分形成疏水疏油的微纳米保护层，从根本上遏制树脂向板面外溢。助溶剂能调控挥发速率与成膜致密性，同时其溶解力能确保各组分溶解充分，延长槽液使用寿命。防扩散剂各组分通过协同作用，有效抑制塞孔树脂在铜面的扩散现象，显著提升塞孔树脂制程的产品良率。