一种硝酸烟雾抑制剂及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及印制电路板加工技术领域，具体涉及一种硝酸烟雾抑制剂及其制备方法与应用。


背景技术：

2.在印制电路板生产过程中，图像电镀工序是将基材进行电镀铜，然后在铜层上进行图形电镀锡或锡合金，之后将未被锡层保护的铜层蚀刻，而保留镀成图形的锡层或锡合金层及其覆盖的底铜。在镀铜和镀锡操作完成后，支撑镀件的挂具上也会沉积上镀层,挂具要反复使用，因此需将挂具上的镀层彻底退除。传统的退镀工艺中，通常采用高浓度的硝酸作为退镀液。硝酸型剥除液的优点是退除速率较快且干净彻底，也不需要其他条件的辅助，操作简单。但是硝酸具有强氧化，在退除铜、锡等金属时，会产生大量刺鼻性有毒黄烟，形成一种在业内称之为“黄龙”的现象。这种黄烟其实是一种的大气污染物——二氧化氮，二氧化氮不仅严重污染环境，对人体有极大的伤害，并且对设备及厂房也会产生极大的腐蚀。对于大部分的中小型印制电路板企业，挂具上镀层的退镀并不是一个很重要的工艺环节，往往不被各企业所重视,也不愿意过多的进行投入。因此，寻找出一种简单而又行之有效的方法来改变这些现状就显得十分的迫切。如果只需在原工艺基础上做出小的改进就能得到较大的环境效益和经济效益,其投入成本容易让各企业接受。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题，提供了一种硝酸烟雾抑制剂及其制备方法与应用，在保证退镀速率和极限溶铜量的前提下，该抑制剂能够有效地抑制二氧化氮的产生，从而减少对大气和人体的危害。
4.一般来讲，减少氧化氮排放的方法主要有两种途径，一种是限制氧化氮的生成，另一种是在在生成氧化氮后采用某种方法，使氧化氮快速分解成氮气和氧气，减少氧化氮的排放。该抑制剂主要从抑制、转化和缓蚀三个方面来改善，从而达到在生产过程中减少氧化氮的排放，减少对环境和人体的危害。
5.本发明通过以下技术方案来实现：
6.一种硝酸烟雾抑制剂的制备方法，包括以下步骤：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁、氯化铁、尿素、聚乙二醇400，最后用水定容，即得硝酸烟雾抑制剂。
7.进一步地，，每升硝酸烟雾抑制剂中加入硝酸铁的质量为270～330g，硝酸铁在此浓度范围内，能减少硝酸用量，有效地促进金属溶解。
8.进一步地，每升硝酸烟雾抑制剂中加入氯化铁的质量为28～32g，氯化铁在此浓度范围内，能减少硝酸用量，有效地促进金属溶解。
9.进一步地，每升硝酸烟雾抑制剂中加入尿素的质量为23～27g，尿素在此浓度范围内，能有效地稳定二价锡离子，抑制锡酸盐沉淀的形成。
10.进一步地，每升硝酸烟雾抑制剂中加入聚乙二醇400的质量为4～6g，聚乙二醇400
在此浓度范围内，能产生良好的渗透作用。
11.进一步地，所述水为纯水。
12.进一步地，所述硝酸烟雾抑制剂中的溶剂为水。
13.进一步地，所述硝酸烟雾抑制剂在不降低硝酸退镀速率情况下，可有效防止二氧化氮的产生。
14.本发明提供所述的制备方法制备得到的硝酸烟雾抑制剂。
15.本发明还提供所述硝酸烟雾抑制剂在制备挂具剥除液中的应用。
16.进一步地，所述挂具剥除液包括硝酸和所述硝酸烟雾抑制剂。
17.进一步地，每升挂具剥除液中加入硝酸烟雾抑制剂的体积为180～220ml。
18.进一步地，所述硝酸烟雾抑制剂配合硝酸使用，按硝酸(质量百分比浓度为68％)∶硝酸烟雾抑烟剂＝1∶1(体积比)使用，挂具剥除液组成如下：
19.硝酸(质量百分比浓度为68％)，硝酸烟雾抑制剂，其余为水。
20.进一步地，每升挂具剥除液中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)的体积为180～220ml。
21.抑烟效果的检验。通过以下实验可以对抑烟剂的抑烟效果进行简便的验证：取一个250ml三角烧瓶加入质量百分比浓度为68％的硝酸和水各100ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上会呈现黄色烟雾，即二氧化氮。取另一个250ml三角烧瓶加入质量百分比浓度为68％的硝酸、硝酸烟雾抑制剂和水各约60ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
22.退锡铜速率的测定方法：
23.按如下的方法测定退锡铜速率
24.⑴
取4cm
×
4cm的双面覆铜板/锡板，面积记为s(cm2)，放入鼓风干燥机中，在105℃烘干30分钟，移入干燥箱冷却至室温，用分析天平称量其重量，记为w0(g)，备用；
25.⑵
将干燥后的覆铜板/锡板浸入剥除液中浸泡，记录浸泡时间为t(min)；
26.⑶
将退镀后的覆铜板/锡板，用水清洗，移入鼓风干燥机中，在105℃烘干30分钟，再移入干燥箱冷却至室温，用分析天平称量其重量，记为w1(g)；
27.⑷
退镀速率按下式计算：
[0028][0029]
ρ为锡或铜的密度，单位为(g/cm3)。
[0030]
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0031]
1、本发明加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液退镀过程无黄烟产生，无需对现有设备进行改造，可直接使用。
[0032]
2、固体废渣少。传统的硝酸型退镀液退镀过程会产生较多的锡酸盐沉淀，需定期清槽，本发明加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液含有抑制锡酸盐生成的组分，可以有效的抑制锡酸盐生成，固体废渣少，同时延长清槽时间。
[0033]
3、使用本发明加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液在操作温度30℃时，退铜速率为6～20微米/分钟。
附图说明
[0034]
图1为传统的硝酸退镀工艺流程图。
[0035]
图2为加入本发明制备的硝酸烟雾抑制剂的退镀工艺流程图。
具体实施方式
[0036]
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但本发明要求保护的范围并局限于实施例表示的范围。
[0037]
传统的硝酸退镀工艺如图1所示：将需要退镀的挂具投入退镀槽中，退镀槽内盛有已经配好浓度的硝酸溶液，随着退镀进行，退镀槽内硝酸浓度不断降低，当退镀速度下降到不能满足生产要求时，就需补加硝酸，来提高退镀速度，也可以采用连续补加的方式维持槽内硝酸浓度不变；当补加硝酸也无法满足生产要求时，退镀液就成为退镀废液，废液需排放，另行处理(一般采用中和沉淀法)，清槽，并重新开缸。
[0038]
图2为加入本发明制备的硝酸烟雾抑制剂的退镀工艺流程图，加入硝酸烟雾抑烟剂的工艺按图2所示工艺流程进行：将需要退镀的挂具投入退镀槽中，退镀槽内盛有已经配好的槽液(含有硝酸和硝酸烟雾抑烟剂)，随着退镀进行，退镀槽内硝酸和硝酸烟雾抑烟剂都会消耗，硝酸和硝酸烟雾抑烟剂可以按1∶1的比例添加，当补加无法满足生产要求时，退镀液就成为退镀废液，废液需排放，清槽，并重新开缸。
[0039]
从上述图1和图2可以看出，新工艺流程与传统工艺区别不大，无需都设备改造，可以直接应用。
[0040]
实施例1
[0041]
硝酸烟雾抑制剂的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁300g、氯化铁30g、尿素25g、5g的聚乙二醇400，最后用纯水定容至1l，即得硝酸烟雾抑制剂。
[0042]
挂具剥除液的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)200ml，实施例1制备得到的硝酸烟雾抑制剂200ml，最后用水定容至1l，即得挂具剥除液。
[0043]
按实施例1制备的挂具剥除液，在30℃条件下处理陪镀板，该陪镀板锡层约6微米，铜层约52微米，浸泡、摆动，30秒退锡，7分钟陪镀板上的锡和铜全部退净；退镀过程无黄烟产生。
[0044]
退镀速率：退锡速率：10微米/分钟；退铜速率：15微米/分钟(操作温度30℃)。
[0045]
抑烟效果的检验：取一个250ml三角烧瓶加入实施例1制备得到的挂具剥除液200ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
[0046]
实施例2
[0047]
硝酸烟雾抑制剂的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁270g、氯化铁28g、尿素23g、4g的聚乙二醇400，最后用纯水定容至1l，即得硝酸烟雾抑制剂。
[0048]
挂具剥除液的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)180ml，实施例2制备得到的硝酸烟雾抑制剂180ml，最后用水定容至1l，即得挂具剥除液。
[0049]
按实施例2制备得到的挂具剥除液，在30℃条件下处理陪镀板，该陪镀板锡层约6
微米，铜层约52微米，浸泡、摆动，40秒退锡，7分钟陪镀板上的锡和铜全部退净；退镀过程无黄烟产生。
[0050]
退镀速率：退锡速率：10微米/分钟；退铜速率：10微米/分钟(操作温度30℃)。
[0051]
抑烟效果的检验：取一个250ml三角烧瓶加入实施例2制备得到的挂具剥除液200ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
[0052]
实施例3
[0053]
硝酸烟雾抑制剂的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁330g、氯化铁32g、尿素27g、6g的聚乙二醇400，最后用纯水定容至1l，即得硝酸烟雾抑制剂。
[0054]
挂具剥除液的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)220ml，实施例3制备得到的硝酸烟雾抑制剂220ml，最后用水定容至1l，即得挂具剥除液。
[0055]
按实施例3制备得到的挂具剥除液，在30℃条件下处理陪镀板，该陪镀板锡层约6微米，铜层约52微米，浸泡、摆动，20秒退锡，7分钟陪镀板上的锡和铜全部退净；退镀过程无黄烟产生。
[0056]
退镀速率：退锡速率：12微米/分钟；退铜速率：18微米/分钟(操作温度30℃)。
[0057]
抑烟效果的检验：取一个250ml三角烧瓶加入实施例3制备得到的挂具剥除液200ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
[0058]
实施例4
[0059]
硝酸烟雾抑制剂的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁270g、氯化铁30g、尿素27g、4g的聚乙二醇400，最后用纯水定容至1l，即得硝酸烟雾抑制剂。
[0060]
挂具剥除液的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)220ml，实施例3制备得到的硝酸烟雾抑制剂220ml，最后用水定容至1l，即得挂具剥除液。
[0061]
按实施例4制备得到的挂具剥除液，在30℃条件下处理陪镀板，该陪镀板锡层约6微米，铜层约52微米，浸泡、摆动，30秒退锡，7分钟陪镀板上的锡和铜全部退净；退镀过程无黄烟产生。
[0062]
退镀速率：退锡速率：10微米/分钟；退铜速率：15微米/分钟(操作温度30℃)。
[0063]
抑烟效果的检验：取一个250ml三角烧瓶加入实施例4制备得到的挂具剥除液200ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
[0064]
实施例5
[0065]
硝酸烟雾抑制剂的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁300g、氯化铁32g、尿素23g、5g的聚乙二醇400，最后用纯水定容至1l，即得硝酸烟雾抑制剂。
[0066]
挂具剥除液的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)220ml，实施例3制备得到的硝酸烟雾抑制剂220ml，最后用水定容至1l，即得挂具剥除液。
[0067]
按实施例5制备得到的挂具剥除液，在30℃条件下处理陪镀板，该陪镀板锡层约6
微米，铜层约52微米，浸泡、摆动，30秒退锡，7分钟陪镀板上的锡和铜全部退净；退镀过程无黄烟产生。
[0068]
退镀速率：退锡速率：10微米/分钟；退铜速率：15微米/分钟(操作温度30℃)。
[0069]
抑烟效果的检验：取一个250ml三角烧瓶加入实施例5制备得到的挂具剥除液200ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
[0070]
实施例6
[0071]
硝酸烟雾抑制剂的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸铁330g、氯化铁28g、尿素25g、6g的聚乙二醇400，最后用纯水定容至1l，即得硝酸烟雾抑制剂。
[0072]
挂具剥除液的制备：在连续搅拌条件下，向水中加入硝酸(质量百分比浓度为68％)220ml，实施例3制备得到的硝酸烟雾抑制剂220ml，最后用水定容至1l，即得挂具剥除液。
[0073]
按实施例6制备得到的挂具剥除液，在30℃条件下处理陪镀板，该陪镀板锡层约6微米，铜层约52微米，浸泡、摆动，20秒退锡，7分钟陪镀板上的锡和铜全部退净；退镀过程无黄烟产生。
[0074]
退镀速率：退锡速率：10微米/分钟；退铜速率：15微米/分钟(操作温度30℃)。
[0075]
抑烟效果的检验：取一个250ml三角烧瓶加入实施例6制备得到的挂具剥除液200ml，放入2cm
×
3cm的双面覆铜板或锡铜板，可以看到锡铜会逐渐溶解，同时在液面以上没有黄色烟雾产生。
[0076]
本发明加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液退镀过程无黄烟产生，无需对现有设备进行改造，可直接使用。传统的硝酸型退镀液退镀过程会产生较多的锡酸盐沉淀，需定期清槽，本发明加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液含有抑制锡酸盐生成的组分，可以有效的抑制锡酸盐生成，固体废渣少，同时延长清槽时间。实施例中加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液的退锡速率为10微米/分钟。使用本发明加入硝酸烟雾抑制剂制备得到的挂具剥除液在操作温度30℃时，退铜速率为6～20微米/分钟。
[0077]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。