[发明专利]可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理剂及处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路板微蚀刻再生循环工艺，特别是涉及一种可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理剂及处理系统。

背景技术

目前，中国电子产业进入一个飞速发展的阶段，特别是半导体/芯片/PCB行业，由于在人工成本，产业基础，配套产业及其它相关因素的优势，使半导体/芯片/PCB行业飞速往大陆地区转移，在今后的五到十年内，此趋势将会更加明显。

而整个半导体/芯片/PCB线路板的制作流程，包括几十到上百道所谓干湿工艺流程，流程中产生大量废液废气等污染物，若不经恰当的处理，对我国的环境将产生非常大的负面影响。特别在半导体/芯片/线路板制作过程中，多次涉及线路铜及铜合金的表面处理，传统工艺从磨刷到不同的化学腐蚀，都会产生不同程度的废气、废渣或废液，在排放前必须经过进一步的处理。

比如在半导体/芯片/线路板行业中，传统的化学微腐蚀清洁处理铜及铜合金表面是使用硫酸加氧化剂过硫酸钠(或铵)或者双氧水，其技术发展主要是在此药水体系的基础上，添加不同的有机或无机添加剂，以满足行业的发展和工艺技术进步的要求。

最近几年，欧洲及美洲的线路板行业在面临越来越大的环保压力下，一方面向亚洲特别是中国，越南，印度等地方进行产业转移，同时在技术发展上对环保和循环使用方面有更大的需求。在微蚀刻铜及铜合金的表面处理这方面，先后采用硫酸双氧水体系硫酸铜结晶回收技术，硫酸双氧水及硫酸过硫酸钠体系电解回收铜技术，例如国内专利CN101608337B，CN201495290U，CN201598332U，这些专利技术对减少废水排放，物料的循环使用，清洁生产等方面都产生了可观的经济效益和良好的社会效益。

但上述专利技术主要集中在设备上，就是在没有改变整个药水体系的基础上，通过搭配硫酸铜回收机或者电解回收铜处理机，将微蚀刻工艺中的铜离子以结晶硫酸铜或金属铜的方式提取出来，而药水可以实现部分的循环使用。其不足之处，一是部分循环回收，效率不高，综合效益有限；其二就是无法满足对半导体/芯片/线路板行业技术发展所要求的铜及铜合金高级表面处理(所谓超粗化工艺)，对行业内技术升级支持度较低，对高端客户缺乏吸引力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可循环再用的铜及铜合金表面处理用微蚀剂及处理系统，可以降低微蚀刻工艺的生产成本、提高铜及铜合金表面微蚀刻工艺的水平，并达到清洁生产实现零排放的目的。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理剂，按重量百分比包括以下组分：

硫酸或/和硝酸1％～20％

硫酸铁或/和硝酸铁1.5％～35％

阴离子氟素表面活性剂0.005％～0.2％

添加剂0.005％～5％

余量为去离子水。

本发明所述的可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理剂，其还包含如下重量百分比的盐类物质组分：

KI、NaBr或NaCl，添加范围可以是20-100ppm。

本发明所述的可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理剂，其还包含如下重量百分比的脂肪酸类物质组分：

甲酸或乙酸，添加范围可以是0.2-2％。

本发明所述的可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理剂，所述添加剂可以是聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、3-巯基丙烷磺酸钠(MPS)、N，N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠(DPS)、异硫脲丙磺酸内盐(UPS)、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠(ZPS)中的一种或二者以上的混合物，添加范围可以是0.2-10ppm。

另外，本发明还提出了一种可循环再用铜和铜合金表面微蚀刻处理系统，包括：

微蚀刻工作槽，其内部设置有待加工工件和微蚀刻药剂，用于蚀刻处理循环再用的铜和铜合金；

药剂电解再生及回收金属铜系统，用于将工作后药剂的微蚀能力再生恢复，进行电解再生回收处理；以及

将微蚀工作槽及电解回收及再生槽连接并实现自动化稳定控制的自动控制系统；

药剂电解再生及回收金属铜系统与线路板生产线微蚀刻工作槽以管道相连，经过处理的药剂通过管道重新回到微蚀工作槽中继续处理工件。

本发明应用于铜及铜合金表面腐蚀的微蚀刻处理工艺可取代传统的硫酸过硫酸盐或硫酸双氧水微蚀刻体系，相比现有技术的有益效果可表述如下：

1.通过利用了三价铁的氧化能力微蚀刻铜及铜合金表面达到清洁和粗化的目的；