[发明专利]铜表面粗化处理液及其处理方法

说明书

本发明公开了一种铜表面粗化处理液，包括如下组分：98wt％H₂SO₄50‑150g/L、体积浓度30％的H₂O₂40‑60ml/L、有机硅烷偶联剂0.5‑5g/L、可溶性锌盐8‑12g/L、稳定剂50‑150g/L、缓蚀剂组合物0.5‑7.5g/L、去离子水余量。经本发明铜表面粗化处理液处理能在铜表面形成一层致密均匀的蜂窝状的结构，这种结构能增大与半固化树脂结合的比表面积，同时在层压过程中，参与树脂固化时的交联反应，从而形成化学键，进一步增加了与半固化树脂的结合力。

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，特别是涉及一种铜表面粗化处理液及其处理方法。

背景技术

我国已经成为世界上第一大印制电路板的生产国和消费国，印制电路行业已经逐渐从弱小发展壮大，整个产业链趋于完整，产品也从开始的低端，向中端和高端发展。而生产中端、高端印制线路板，不仅需要印制线路板厂家投入大量研发和工程人员，也需要上游设备和原材料厂家配合。印制线路行业在发展初期由香港和台湾厂商逐渐将欧、美、日等国的先进技术引入国内，设备设计、设备生产和PCB的原材料技术都掌握在国外一些高科技企业手中，国内生产商使用这些进口的设备与原料、技术，生产成本偏高，赢利能力不足。随着PCB向着“短、小、轻、薄”方向快速发展，多层板的产量占据越来越重要的位置，提高和改善层间结合力一直是提高层间热性能的一个重要研究内容。迫于传统碱性黑氧化法技术的局限性以及生产成本的压力等，寻找新的工艺来替代碱性黑氧化技术是势在必行的。

棕氧化工艺(brown oxide)在日渐高涨的需求下逐渐发展起来。其核心步骤棕化处理是将覆铜板浸入由双氧水、硫酸和添加剂配制的棕化液中，使铜表面粗糙化，并且在铜表面生成一层棕色的有机金属膜。经过处理的铜表面具有较规则的粗糙度，增加了与聚合物的接触面积，提高了机械结合力；另外，表面形成的有机金属膜能够与聚合物相融合，以额外的化学键方式进一步提高内层铜面与聚合材料的结合力，为后续的压合作业提供足够的粘结强度，防止压合后出现爆板分层和粉红圈现象。

双氧水在棕化液中起到刻蚀铜的作用，使铜表面形成高低不平的齿状结构，而硫酸能够增强双氧水的氧化能力，并保持溶液的酸性环境。棕化液中的有机添加剂则包含了缓蚀剂、辅助成膜剂等多种功能性有机化合物，这些化合物作用在铜表面，一方面可以帮助双氧水对裸露铜面进行不均匀刻蚀，增大铜面的表面积，加深铜面凹凸不平的程度；另外一方面在铜表面形成稳定的金属有机化合物膜。

缓蚀剂是棕化液中重要的一种有机组分，大多为含N、O、S杂环三唑类化合物，主要有苯并三氮唑(BTA)、2-巯基苯并噻唑(MBT)、甲基苯三唑(TTA)、2-(5-戊基胺)-苯并咪唑(PAB)、5-羧基苯并三唑(5-CBTA)和4-羧基苯并三唑(4-CBTA)等，这些化合物都是通过三唑环的N、O、S原子与铜面Cu₂O生成共价键和配位键形成聚合物覆盖在铜面上，这种通过化学键结合起来的有机金属膜十分稳定。缓蚀剂在棕化处理液中的功能上有两方面重要的作用：一是缓蚀，避免酸液的侵蚀而形成粉红圈；另一作用是与铜面生成一层有机金属膜，这层膜是棕化膜，由于它的特殊结构，在层压过程中它既与金属键合，也与半固化片成键，这就使经过棕化的铜面与树脂的结合力得以提高。由于缓蚀剂的重要功能，因此它也成为配制棕化处理液的核心研究对象。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种铜表面粗化处理液。

具体的技术方案如下：

一种铜表面粗化处理液，包括如下组分：

所述缓蚀剂组合物包括如下质量百分含量的组分：

含S、N、O的芳香族杂环化合物 1-50％

有机离子液体的四氟硼酸盐 1-50％