[发明专利]一种棕化液及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种棕化液及其制备方法和应用，包括无水硫酸铜、硫酸、氯化物、缓蚀剂、柠檬酸及其衍生物、硝酸和双氧水；其中，在所述棕化液中，所述硝酸的质量浓度为2‑200g/L。本发明提供的棕化液载铜量高，溶液中沉淀量少，使用寿命长，污染小；同时本发明提供的棕化液能有效解决不同铜晶体棕化不良，补线合金棕化露铜的问题；经本发明棕化液棕化处理后的基材具有良好的耐热性和抗拉伸性能。

技术领域

本发明属于电路板处理剂技术领域，涉及一种棕化液及其制备方法和应用。

背景技术

电路板棕化液的作用是可以在经过预处理的铜表面产生均匀的表面粗糙度及棕色的有机金属膜，提高电路板内层铜面与聚合材料粘结力，在多层板压合作业中提供足够的接着强度，防止压合后层间分离现象及粉红圈的产生。

目前广泛应用的内层棕化工艺是以酸/双氧水为基础的铜面微蚀型化学处理工艺，由于经该工艺处理后的铜面呈棕色，故此而得名。自上世纪90年代中后期欧美厂商推出市场以来，该工艺由于操作简单、条件温和、生产效率高、制造成本低廉，处理后的板面抗酸性强、能有效抑制“粉红圈(pink ring)”的产生等特点，而逐渐取代黑氧化工艺，成为印制线路板内层制作的主要工艺。

在PCB制造中内层板越来越薄，传统的黑化已经被棕化取代，随着现在内层线路越来越精细、不同的镀铜层具有的晶体结构差异、补线使用的合金差异、废水排放要求的提高，对棕化槽液提出了新的需求，目前市场上的棕化槽液对不同镀铜晶体结构无法处理导致棕化不良，补线使用的合金导致棕化露铜，并且棕化槽液的寿命通常在一个月左右，载铜量小于25g/L，铜离子浓度高于35g/L就会有很多沉淀导致线路异物和短路，同时增加了废水排放的处理难度。

CN101967634A公开了一种印刷线路板宗华处理剂，其包括如下质量份的原料，1-10质量份的质量浓度为10％的双氧水溶液，0.05-5质量份的铜缓蚀剂，0.01-0.5质量份的阳离子表面活性剂，质量浓度为96％的硫酸溶液和质量浓度为63％的硝酸溶液的混合酸溶液5-50质量份，在混合酸溶液中，硫酸溶液所占的质量百分比为70-85％；但是其针对不同晶体结构差异时，仍然会导致棕化不良。CN1564650A公开了一种用于提高电路板内层铜面与聚合材料粘结力的棕化处理液，该棕化处理液中含硫酸、双氧水、卤素离子、水溶性聚合物以及缓蚀剂吲哚类、三唑基甲烷类、1-取代基苯并三氮唑类、4-取代苯并三氮唑类或者5-甲基-1-取代苯并三氮唑类，或者是以上缓蚀剂化合物的组合。该专利虽然对缓蚀剂进行了选择增加了与聚合物的粘结强度，但是仍然无法处理不同镀铜晶体结构导致棕化效果不良。

因此，需要开发一种新的棕化液，期望其可以解决不同铜晶体棕化不良的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棕化液及其制备方法和应用。本发明提供的棕化液载铜量高，溶液中沉淀量少，使用寿命长，污染小；同时本发明提供的棕化液能有效解决不同铜晶体棕化不良，补线合金棕化露铜的问题；经本发明棕化液棕化处理后的基材具有良好的耐热性和抗拉伸性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种棕化液，包括无水硫酸铜、硫酸、氯化物、缓蚀剂、柠檬酸及其衍生物、硝酸和双氧水；

其中，在所述棕化液中，所述硝酸的质量浓度为2-100g/L，例如5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L等。

通过选择双氧水和硝酸作为氧化还原剂，利用两种物质在棕化液里不同的氧化电位，对镀铜的不同晶体结构形成的势能进行针对性反应，从而可以避免因晶体结构不一样导致的棕化不良。

棕化液里其他组分在氧化剂与铜反应时会形成良好的微观粗糙度和在表面形成铜的金属化合物来增加其可靠性。