一种pi膜剥离液及其制备方法和剥离方法
阅读说明：本技术 一种pi膜剥离液及其制备方法和剥离方法 (PI film stripping liquid and preparation method and stripping method thereof ) 是由 王雪刚 凌丽靖 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种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。本发明还公开了上述PI膜剥离液的制备方法,以及上述PI膜剥离液使用时的剥离方法。本发明弥补了PI膜剥离液研究的空白,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,成本低且环保。(The invention discloses a PI film stripping liquid which is prepared from the following components in percentage by weight: 10-20% of organic alcohol amine, 4-12% of quaternary ammonium base, 45-60% of alcohol organic solvent, 0.5-2.0% of nonionic surfactant and pure water for supplementing the balance. The invention also discloses a preparation method of the PI film stripping liquid and a stripping method when the PI film stripping liquid is used. The method makes up the blank of research on the PI film stripping solution, has common formula components, simple preparation steps and few solution particles, can realize quick stripping of the PI film, does not cause excessive swelling of the PI film to damage a metal wiring pattern, does not corrode the metal wiring pattern and a metal substrate, and is low in cost and environment-friendly.)
技术领域
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
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。
发明内容
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。
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。
为了实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：
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。
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。
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。
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。
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。
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。
一种PI膜剥离液的剥离方法，包括以下步骤：
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；
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。
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
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。
一、实施的选择
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。
表1-1单位：wt％
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。
表1-2单位：wt％
二、剥离液制备
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。
表2
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。
三、剥离液性能检测：
(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。
(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。
表3
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
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。
四、剥离液回收
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。
表4单位：wt％
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。
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