[发明专利]铜表面粗化微蚀刻液及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理剂，尤其涉及一种铜表面粗化微蚀刻液及其应用方法。

背景技术

随着电子行业的飞速发展，作为电子元器件载体的印制电路板的电路图形线宽也越来越小。印制电路板的导电电路图形的制作过程通常为采用光刻工艺将设计的电路图形由掩模版转移至铜表面，然后经过曝光、显影、蚀刻等工序最终形成铜电路图形。

由于导电图形线宽的缩小，导致铜表面与光刻工艺所使用的湿膜、干膜或感光阻焊油墨等聚合物类物质的接触面缩小，结合力降低。为了提高铜表面与聚合物类物质的结合力，需要对铜表面进行粗化。

目前用于印制电路板生产过程的粗化蚀刻液主要有以下几种类型：过硫酸盐溶液体系、硫酸/过氧化氢体系、甲酸/氯化物体系等。其中过硫酸盐体系的粗化微蚀刻液使用简便，在印制电路板行业普遍使用，但粗化程度较差，不能满足细线宽电路加工的需要；硫酸/双氧水体系的粗化微蚀刻液在印制电路板行业的应用也十分普遍，铜表面粗化程度显著好于过硫酸盐体系，但它存在氯离子干扰问题，加工过程中进入自来水将使微蚀刻速率和粗化程度发生很大变化，同时在细线宽电路加工中也存在一定问题，特别是“渗镀”问题；甲酸/氯化物体系的粗化微蚀刻液是近年逐步普及的粗化微蚀刻液，它对铜表面的粗化效果显著优于其他体系，但该体系微蚀刻液对不锈钢材质腐蚀严重，过去使用过硫酸盐体系或硫酸/双氧水体系粗化微蚀刻液的厂家需要将原有不锈钢设备更换为钛质设备才能使用，应用成本也高于过硫酸盐体系或硫酸/双氧水体系粗化微蚀刻液。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种铜表面粗化微蚀刻液及其应用方法，该粗化微蚀刻液蚀刻速率稳定、粗化程度均匀，能够满足印刷电路板细线宽电路图形的加工需求。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明公开了一种铜表面粗化微蚀刻液，该铜表面粗化微蚀刻液其主要成分包括：硝酸2.5～6.0mol/L、无机酸盐10～80g/L、不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸盐0.5～30g/L、脂肪胺1-30g/L和余量去离子水。

其中所述无机酸盐为硝酸盐、磷酸铁和氯化铁中的至少一种。

所述不饱和脂肪酸为顺丁烯二酸、反丁烯二酸、甲基丙烯酸和丙烯酸中的至少一种，所述不饱和脂肪酸盐为上述不饱和脂肪酸的钠盐、钾盐和铵盐中的至少一种。不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸盐可加速铜表面的粗化反应，其中反丁烯二酸是一种最优选的不饱和脂肪酸化合物，反丁烯二酸盐是一种最优选的不饱和脂肪酸盐化合物，然而其它的类似不饱和脂肪酸化合物和/或不饱和脂肪酸盐化合物也是适用的，比如顺丁烯二酸和/或顺丁烯二酸盐、甲基丙烯酸和/或甲基丙烯酸盐、丙烯酸和/或丙烯酸盐，或者以上几种化合物的混合物等，该混合物可以为上述各种不饱和脂肪酸的混合物，可以为上述各种不饱和脂肪酸盐的混合物，也可以为上述各种不饱和脂肪酸和上述各种不饱和脂肪酸盐的混合物，但本发明不局限于此。

本发明所述的铜表面粗化微蚀刻液中还包括有脂肪胺，所述脂肪胺为乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、单乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。这是因为微蚀刻液在蚀铜的过程中，伴随着铜离子浓度的提高，微蚀速率会发生很大变化，对蚀刻表面的粗化均匀性造成不利影响，脂肪胺可以与铜离子形成稳定的络合物，具有稳定腐蚀速率的作用。即脂肪胺主要用于控制微蚀刻液微蚀速率的稳定性和粗化的均匀性。

本发明进一步的技术方案是：

所述铜表面粗化微蚀刻液其主要成分更优的包括：硝酸2.5～3.5mol/L、无机酸盐25～40g/L、不饱和脂肪酸和/或不饱和脂肪酸盐4～20g/L、脂肪胺10-15g/L和余量去离子水。

本发明还公开了一种采用上述铜表面粗化微蚀刻液进行铜表面粗化微蚀刻的方法，该方法为将铜基材表面与所述铜表面粗化微蚀刻液接触进行粗化蚀刻，其中所述铜表面粗化微蚀刻液的温度为15～40℃。其中所述铜基材表面与铜表面粗化微蚀刻液接触的方式为将铜基材浸渍于铜表面粗化微蚀刻液中，并对微蚀刻液进行搅动；或将铜表面粗化微蚀刻液均匀采用低压喷淋的方式均匀喷淋于铜基材表面，其中喷淋的压力为0.05～0.25MPa。