一种PI膜剥离液及其制备方法和剥离方法与流程

一种pi膜剥离液及其制备方法和剥离方法
技术领域
1.本发明属于剥离液的技术领域，尤其涉及一种pi膜剥离液，并与该pi膜剥离液的制备方法有关，还与该pi膜剥离液使用时的剥离方法有关。


背景技术：

2.pi膜，即聚酰亚胺薄膜(polyimidefilm)，自1961年杜邦公司生产出聚均苯四甲酰亚胺膜后，它的粘合剂、涂料、泡沫、纤维和清漆相继出现。随着pi膜的蓬勃发展，对pi膜的改性技术成为重要任务，为了满足市场需求，易成型固化的、线胀系数小的、耐高温的、热塑性等具有不同功能的pi膜被研发出来，目前市面上pi膜种类繁多，功能多样化，此外，pi膜的世界生产厂家主要分布在美国、西欧和日本。由于pi膜具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、粘结性、耐辐射性、耐介质性，是一种性能极好的薄膜类绝缘材料，特别适宜于用作柔性印刷电路板和各种耐高温电机电器绝缘材料。在印刷电路板加工过程中，pi液是经过涂覆、烘烤在金属基板上形成pi膜。印刷电路板制作完全后，需要将多余的pi膜进行剥离。现在市面上的pi膜经过加工改性，pi膜的剥离也是一大难题，剥离过程中，不仅要求快速溶解pi膜，而且，还要求不损坏pi膜下方的金属布线图案。且现有的剥离液体系中，没有专门针对pi膜的产品，所以，快速剥离会出现剥离不干净、残留量大的现象，为了剥离干净往往采用长久浸泡，但是，这又会造成pi膜溶胀，甚至腐蚀金属布线图案和金属基板。另外，剥离液的有机溶剂使用量巨大，且一定程度上也产生大量剥离液废液，选择有再利用价值的有机溶剂有助于降低环境负载，减少成本，在保护环境上有所帮助。


技术实现要素：

3.为了弥补pi膜剥离液研究的空白，本发明的目的在于提供一种pi膜剥离液，其配方组分常见，配制步骤简单，溶液颗粒物少，可以实现快速剥离pi膜，不会使pi膜过度溶胀破坏金属布线图案，不会腐蚀金属布线图案和金属基板，且成本低又环保。
4.本发明还提供了上述pi膜剥离液的制备方法，以及提供了上述pi膜剥离液使用时的剥离方法。
5.为了实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：
6.一种pi膜剥离液，按重量百分比计，由以下组分配制而成：10
‑
20％有机醇胺、4
‑
12％季铵碱、45
‑
60％醇类有机溶剂、0.5
‑
2.0％非离子型表面活性剂以及补足余量的纯水。
7.其中，所述有机醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和异丙醇胺中至少一种。
8.所述季铵碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵和二乙基二甲基氢氧化铵中至少一种。
9.所述醇类有机溶剂为乙二醇、丙三醇、异丙醇、正丁醇中至少一种。
10.所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯胺、烷基醇酰胺、多元醇单脂肪酸酯、n
‑
烷基吡咯烷酮中至少一种。
11.一种pi膜剥离液的制备方法，按上述重量百分比依次加入醇类有机溶剂、有机醇
胺、季铵碱、非离子型表面活性剂，剩余用纯水补足，然后混合搅拌至均匀即可。
12.一种pi膜剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
13.首先，将带有pi膜和cu/al金属布线的金属基板，浸泡在上述pi膜剥离液中，pi膜剥离液温度45
‑
65℃，浸泡时间为25
‑
35min；
14.然后，用冷水将浸泡后的金属基板冲洗3
‑
5次，每次冲洗30s，并用氮气吹干，金属基板表面无水渍残留。
15.采用上述方案后，本发明的有益效果是：本发明弥补了pi膜剥离液研究的空白，本发明pi膜剥离液配方组分常见，毒性小，配制步骤简单，将实验室配制和生产线生产的难度大大降低，有效降低制造成本，配方中选择季铵碱与特定的醇类有机溶剂配伍，提高了剥离液自身的溶解性和对pi膜的剥离性，季铵碱本身具有碱性，可以使膜之间蓬松，键合力减弱，同时通过内应力和化学溶解的共同作用使得膜裂解，醇类试剂作为有机溶剂具有很好亲水性，也能和其他有机试剂互溶，降低水性剥离液的粘稠度，增大剥离液和膜之间的作用力。另外，剥离液溶液颗粒物和杂质少，可以避免颗粒物和杂质对金属基板和金属布线图案造成影响，使剥离液更清澈、渗透性更好，可以实现剥离pi膜无任何残留，不会使pi膜过度溶胀破坏集成电路的金属布线图案，不会腐蚀金属布线图案和金属基板。本剥离液所使用的有机溶剂可高效回收，并进行二次使用，降低成本。
具体实施方式
16.为了对本发明的技术方案做进一步的描述，故做如下具体实施例，但本发明的内容不仅仅局限于实施例所述范围，凡是不背离本发明的构思及等同替代，均在本发明的保护范围之内。
17.一、实施的选择
18.按本发明一种pi膜剥离液的配方，给出本发明的具体实施例1
‑
8，以及各实施例的剥离温度，如表1
‑
1。
19.表1
‑
1单位：wt％
[0020][0021]
参考本发明的配方，给出不同于本发明的组合配方作为对比例1
‑
14，以及各实施例的剥离温度，如表1
‑
2。其中，对比例1缺少本发明的季铵碱，对比例2缺少本发明的醇类有机溶剂，对比例3缺少本发明的醇类有机溶剂和季铵碱，对比例4和对比例12的季铵碱用量低于或高于本发明，对比例5和6的有机溶剂采用醚类有机溶剂而非本发明的醇类有机溶剂，对比例7的表面活性剂不是本发明的非离子表面活性剂，对比例8和对比例9的剥离温度低于或高于本发明，对比例10和对比例11的表面活性剂用量低于或高于本发明，对比例13的有机醇胺用量高于本发明，对比例14的有机溶剂用量高于本发明。
[0022]
表1
‑
2单位：wt％
[0023][0024]
二、剥离液制备
[0025]
按照表1
‑
1和表1
‑
2的配方，依次加入有机溶剂、有机醇胺、季铵碱、表面活性剂，剩余用纯水补足，然后混合搅拌至均匀，即可得到相应的剥离液。观察实施例1
‑
8剥离液自身的溶解性和溶液颗粒物，如表2。
[0026]
表2
[0027][0028]
由表2可见，本发明选择醇类有机溶剂、有机醇胺、季铵碱和非离子型表面活性剂，不需要研磨，纯水补足后混合搅拌至均匀，所得剥离液金属杂质含量低，颗粒物含量少。
[0029]
三、剥离液性能检测：
[0030]
(1)溶胀残留实验：带有pi膜和cu/al金属布线的金属基板，分别浸泡在表1
‑
1和表1
‑
2中不同比例组分的剥离液中，剥离液温度如表1
‑
1和表1
‑
2所示，浸泡时间为25
‑
35min，然后用冷水冲洗干净并用氮气吹干后显微镜观察。剥离液的作用效果见表3，表1
‑
1和表1
‑
2中余量用纯水补充。
[0031]
(2)金属腐蚀实验：带有pi膜和cu/al金属布线的金属基板，分别浸泡在表1
‑
1和表1
‑
2中不同比例组分的剥离液中，剥离液温度如表1
‑
1和表1
‑
2所示，浸泡时间为12h，然后用冷水冲洗干净并用氮气吹干后显微镜观察。剥离液的作用效果见表3，表1
‑
1和表1
‑
2中余量用纯水补充。
[0032]
表3
[0033]
实例pi膜溶胀情况pi膜残留金属布线腐蚀实施例1无溶胀无残留无腐蚀实施例2无溶胀无残留无腐蚀实施例3无溶胀无残留无腐蚀实施例4无溶胀无残留无腐蚀实施例5无溶胀无残留无腐蚀实施例6无溶胀无残留无腐蚀实施例7无溶胀无残留无腐蚀实施例8无溶胀无残留无腐蚀对比例1无溶胀70％残留无腐蚀对比例2无溶胀70％残留轻微腐蚀
对比例3无溶胀90％残留轻微腐蚀对比例4无溶胀60％残留无腐蚀对比例5轻微溶胀60％残留无腐蚀对比例6无溶胀70％残留无腐蚀对比例7无溶胀50％残留无腐蚀对比例8无溶胀50％残留无腐蚀对比例9明显溶胀无残留轻微腐蚀对比例10无溶胀50％残留无腐蚀对比例11严重溶胀无残留无腐蚀对比例12无溶胀无残留严重腐蚀对比例13无溶胀无残留轻微腐蚀对比例14严重溶胀40％残留无腐蚀
[0034]
由表3可见，本发明中通过调整季铵碱和醇类有机溶剂的含量比例，加上选择有效的非离子型表面活性剂，进而使得该剥离液对于pi膜的简单剥离，该体系中组分之间相辅相成作用让pi膜剥离后无任何残留，也不会出现溶胀现象，且金属布线和金属基板无腐蚀。
[0035]
四、剥离液回收
[0036]
选择本发明的实施例1、实施例2与对比例5、对比例6进行剥离处理，将带有pi膜和cu/al金属布线的金属基板，分别浸泡在实施例1、实施例2与对比例5、对比例6的剥离液中，剥离液温度45
‑
65℃，浸泡时间为25
‑
35min，对剥离处理后的回收液进行分析，并回收有机溶剂，回收液组分含量及有机溶剂回收率见表4。从表4可见，本发明的剥离液可以高效回收，有利于二次使用，不仅降低材料成本，而且环保。
[0037]
表4单位：wt％
[0038][0039]
详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。