[发明专利]一种三氯化铁系ITO蚀刻液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料的化学蚀刻用组合物及其制备工艺，具体涉及一种三氯化铁系ITO蚀刻液及制备工艺及应用。

背景技术

铟锡氧化物(ITO)导电膜具有电阻率低，透光性好，高温稳定性好及制备和图形加工工艺简单等诸多优点，是一种理想的透明电极材料，被广泛应用于LCD、PDP、FED、OLED/PLED等平板显示器上作为透明电极。

为制备所需要的电极图形，就要对ITO导电膜进行蚀刻。蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。蚀刻技术分为湿蚀刻和干蚀刻，其中，湿蚀刻是采用化学试剂，经由化学反应达到蚀刻的目的。FeCl3系ITO蚀刻液，为黄褐色液体，有气味酸性，在现有技术中，主要由盐酸或硝酸、FeCl₃、纯水和添加剂，经搅拌混匀过滤制得，上述蚀刻液已广泛应用于薄膜场效应液晶显示器/屏（LCD）、等离子显示器/屏（PDP）、场致发射器/屏（FED）、有机发光二极管显示器/屏（OLED/PLED）等行业用作面板过程中铟锡氧化物半导体透明导电膜(ITO)蚀刻中。但在试剂蚀刻ITO材料过程中，市场上一般的FeCl₃系ITO蚀刻液蚀刻速度快，且侧面蚀刻量大，蚀刻液不稳定，难以控制蚀刻角度和金属层的蚀刻量，影响效果的可重复性。

近年来，人们对液晶显示器的需求量不断增加的同时，对产品的质量和画面精度也提出了更高的要求，而蚀刻的效果能直接导致电路板制造工艺的好坏，影响高密度细导线图像的精度和质量。若要满足人们对图像精度和质量提出的更高要求，本领域技术人员就有必要对现有的ITO蚀刻液的相关技术做出进一步改进。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有ITO导电薄膜蚀刻液技术中的不足，设计一种蚀刻后基本无残留，且使用过程中午发泡现象的高品质、低成本的三氯化铁系ITO蚀刻液，该配方的蚀刻液稳定，蚀刻效率适中，蚀刻效率良好，且蚀刻液配方原料廉价易得，从而可以有效的提高ITO导电薄膜的良率。

本发明的第二个目的在于克服现有ITO蚀刻液制备工艺中的不足，设计一种简洁、合理的ITO蚀刻液制备工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种三氯化铁系ITO蚀刻液，该蚀刻液由盐酸或硝酸、FeCl₃、含氯基化合物或硝酸盐化合物、表面活性剂混合而成。

其中，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和聚氧乙烯型非离子表面活性剂的混合物；

所述阴离子表面活性剂，为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇硫酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸中的一种或者几种；所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯酰胺、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯失水山梨醇单羧酸酯的一种或者几种。

所述阴离子表面活性剂进一步优选为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸；聚氧乙烯型非离子表面活性剂进一步优选为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚。

其中，所述氯基化合物是可以离解为氯离子的化合物。

所述蚀刻液中各组分的重量百分比如下：硝酸或盐酸5~20 wt %、FeCl₃  5~25 wt %、氯基化合物或硝基化合物0.05~5 wt %、阴离子表面活性剂0.01~0.1 wt %、聚氧乙烯型非离子表面活性剂0.05~5 wt %、余量为纯水。

本发明中，所混合时所采用的盐酸、硝酸的质量浓度分别为：硝酸61.5%，盐酸38%，FeCl₃的质量浓度优选为40%。

本发明提供的蚀刻液以及蚀刻方法大大改善了之前的蚀刻角度，采用本发明的蚀刻液对ITO导电薄膜蚀刻时，由于表面活性剂的加入，使液体更容易进入光刻胶底部，对铟锡氧化物(ITO)层形成蚀刻，从而使形成的蚀刻角度在40~60度之间，基本无侧蚀、钻蚀现象。因此，采用本发明提供的蚀刻液以及蚀刻方法能明显减少侧蚀现象的发生。

  本发明中，所述蚀刻液中颗粒度大于0.3μm的颗粒不超过100个，杂质阴离子不超过30ppb，杂质阳离子不超过0.05ppb。

本发明的技术方案还包括设计一种ITO蚀刻液的制备方法，所述制备方法包括如下加工步骤：

第一步：将强酸性离子交换树脂分别加入到盐酸和硝酸中，搅拌混合，然后滤出强酸性离子交换树脂，控制或去除盐酸或硝酸中的杂质离子；

第二步：将盐酸或硝酸、FeCl₃、氯基化合物或硝基化合物、表面活性剂、纯水配比称重配置；