[发明专利]一种铜蚀刻液以及制作印制电路板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及柔性印制电路板(FPC)制作领域，尤其涉及一种用于制备精细线路图案的铜蚀刻液。

背景技术

柔性印制电路板因其优良的性能，市场占有率日益增加，应用范围更加广泛。其最初的原料是柔性覆铜板，通过感光材料“曝光—显影”后实现图形转移，线路图案上留有抗蚀层，而非线路部分裸露出来，线路图案的形成是通过对这些非线路部分的选择性溶解(即蚀刻)而获得的。铜蚀刻液就是一种能快速干净地溶解铜的溶液，但其又不能显著地溶解线路图形下的铜，若溶解了线路部分的铜则称为侧蚀(凹蚀)。

随着FPC行业的发展，对产品品质要求越来越高，如孔及孔间距越来越小、孔间线条间距越来越近，对印制板加工行业提出了更高的要求。在蚀刻工艺中，侧蚀过大，势必伤害过细的线路，造成断路和缩短使用寿命。

蚀刻液常按酸碱性分类，至今为止碱性蚀刻液多为氨性蚀刻液，它以氨和铵盐组成的缓冲溶液为主要成分，另含有一些微量成分以提高速度或防止侧蚀。氨性蚀刻液通常存在下述问题：1)蚀刻板面易形成碱式氯化铜等沉积物而阻碍蚀刻的进行并使侧蚀加大；2)氨耗量很大，线路板蚀刻工序每吨蚀刻液有50kg以上的氨逸出，蚀刻后的废蚀刻液含氨和铵盐达100kg/t以上，其生产配制、运输、使用和使用后的处理过程都有大量氨气逸出，对生产车间和周边环境的负面影响十分突出。

采用硫酸和过氧化氢的酸性蚀刻液体系，虽然可以得到较为平整的蚀刻表面，但侧蚀非常的严重，影响外观，同时这种蚀刻体系不是循环利用，随着蚀刻的进行酸浓度降低，管控较为麻烦。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种铜蚀刻液，可以有效防止线路蚀刻过程中出现的侧蚀现象，在蚀刻后产生规整的矩形线路图案，减少线路间的断路情况。

本发明提供以下技术方案：

一种铜蚀刻液，包括以下组分：

铜离子：70-110g/L；

氯离子：2.0-5.0mol/L；

络合剂：2.5-5.5mol/L；

N-甲基-2-巯基咪唑：0.1-2.0g/L；且所述铜蚀刻液的PH值为7.5-9.5。

优选地：所述络合剂为乙醇胺。

优选地：乙醇胺浓度为4.5-5.0mol/L。

优选地：铜离子的浓度为80-95g/L，氯离子浓度为3.5-4.5mol/L。当铜离子浓度超过95g/L，氯离子浓度超过4.5mol/L，络合剂乙醇胺的浓度超过5.0mol/L时，溶液(铜蚀刻液)的黏度和密度明显增加，导致所有反应物质尤其是氧气的传质速度减慢，蚀刻速率呈下降趋势，因此，铜离子浓度控制在80-95g/L较优，氯离子浓度控制在3.5-4.5mol/L较优，乙醇胺浓度控制在4.5-5.0mol/L较优。

优选地：N-甲基-2-巯基咪唑的浓度为0.5-1.5g/L。N-甲基-2-巯基咪唑的浓度较低时会通过稳定亚铜离子以促进铜的溶解，但当其浓度较高时则在铜面形成致密的沉淀膜而抑制铜的溶解，因此其浓度控制在0.5-1.5g/L较优。

优选地：所述铜蚀刻液还包括用于调节PH值的氢氧化钠。

优选地：所述铜蚀刻液的PH值为8.5-9。PH值较低时，乙醇胺会转化成阳离子RNH₃⁺而降低其络合铜的能力；而PH值太高时蚀刻反应形成的中间态水溶性亚铜产物易转化为氯氧化物或氢氧化物沉淀物，氯氧化物或氢氧化物沉淀物在铜箔表面生成钝化膜，阻碍溶铜反应的继续进行，因此，铜蚀刻液PH值控制在8.5-9.0之间较优。

优选地：蚀刻时的使用温度为55-65℃。蚀刻过程是一个表面反应过程，受表面传质控制，温度过高时易使反应形成的中间态亚铜产物分解为氯化亚铜，阻碍溶铜反应的进行，且综合考虑到铜蚀刻液对抗蚀层的破坏性和蚀刻设备(常为PVC或PP材质)的耐热性能，反应温度控制在55-65℃较优。

另外，本发明还提供一种制作印制电路板的方法，包括将前述的铜蚀刻液施加到印制电路板以形成线路图案的步骤。

本发明提供的铜蚀刻液，与现有技术相比，能有效减少侧蚀现象的发生，另外，反应过程中无挥发性氨的产生，为一种环境友好型碱性蚀刻液；而且静态和动态蚀刻速率分别达6μm/min和20μm/min。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明，并通过对比例来说明本发明的铜蚀刻液具有的有益效果。