[发明专利]铜表面微蚀粗化液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铜表面微蚀粗化液，包括如下成分及其质量浓度：来自铜离子源的二价铜离子5～50g/L、有机酸20～150g/L、来自氯离子源的氯离子3～105g/L、水溶性聚合物0.0005～2g/L和吡啶衍生物0.001g/L～10g/L，溶剂为水；其中有机酸为甲酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、亚氨基二琥珀酸、一氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸中的至少一种；所述水溶性聚合物为分子链中含咪唑或铵盐结构的聚合物。本铜面粗化液可以在铜表面形成均匀的粗化，不受铜面晶体结构的影响，在后续的工艺中可以有效改善涂覆在其上面的阻焊涂层的附着力。

技术领域

本发明涉及铜表面微蚀粗化液体，具体涉及一种用于PCB的铜表面微蚀粗化液及其制备方法。

背景技术

随着电子产品(像手机)向轻、薄、快、小方向发展，推动者印制线路板(PCB)持续向高精密、高集成、轻薄化方向发展。PCB技术的进步，对印制线路板及其辅助材料提出更高的要求，主要体现在低粗糙度、低电阻率、高物理性能和可靠性。PCB关键性能和可靠性主要体现在导体铜层和介电聚合物材料之间黏结可靠性，甚至在恶劣的环境下保持有效的可靠性。整个PCB制造工艺中涉及的铜层和介电聚合物材料的粘结主要有：一是内层叠合过程中铜和环氧树脂半固化片之间的黏合；二是图形电路生产过程中铜和介电聚合物材料(干膜、湿膜和阻焊油墨等)之间黏合。现在行业普遍认可的是，铜表面经过化学微蚀粗化是一种最有效的提高的铜与介电聚合物之间附着力的方法。已知化学微蚀粗化液(以下简称粗化液)有含硫酸-双氧水体系和有机酸-氯化物体系。这类药水的主要成分虽有不同，但其功能成分基本类似：均包含辅助铜离子溶解的酸、氧化剂和粗化添加剂等。

现有的粗化液处理铜面的机理是通过在不同结晶方向微蚀速率的差异、晶体与晶间之间的微蚀速率的差异在铜表面形成均一的粗化形貌。因此，晶体结构是影响铜表面形貌的关键因素。铜表面晶体结构的影响因素的很多，像生产加工方式、电镀工艺等。铜面晶体结构的差异，造成铜面的粗化的形貌变化。例如图形电镀过程中电镀添加剂种类、电流密度都大小、电流分布、电镀设备和电镀工艺中等都会造成铜表面晶体结构的变小、或者铜面的晶体的结构不均一，接着用现有的微蚀液粗化处理会导致在铜面上很难形成粗化或者形成均一的粗化形貌，印刷完阻焊油墨后的反映就是PCB表面产生色差。目前，生产厂商一般的处理方法，通过高温烘烤，使铜表面的晶体重结晶，使其变成可用粗化液处理的晶体结构，但是很多情况下高温烘烤需要很长的时间，并且经常烘烤无法有效解决这类问题，这严重影响正常的生产的进行。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种铜表面微蚀粗化液，该粗化液中含有铜离子、有机酸、氯离子、自制水溶性聚合物和吡啶衍生物，本铜面粗化液可以在铜表面形成均匀的粗化，不受铜面晶体结构的影响，在后续的工艺中可以有效改善涂覆在其上面的阻焊涂层的附着力。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铜表面微蚀粗化液，包括如下成分及其质量浓度：

来自铜离子源的二价铜离子5～50g/L、有机酸20～150g/L、来自氯离子源的氯离子3～105g/L、水溶性聚合物0.0005～2g/L和吡啶衍生物0.001g/L～10g/L，溶剂为水；

其中有机酸为甲酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、亚氨基二琥珀酸、一氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸中的至少一种；所述水溶性聚合物为分子链中含咪唑或铵盐结构的聚合物。

优选地，所述铜离子源为氯化铜、溴化铜、甲酸铜或碱式碳酸铜，所述二价铜离子的质量浓度为10～40g/L。

优选地，所述有机酸为甲酸，所述微蚀粗化液的pH值小于3.5，所述有机酸的质量浓度为25～120g/L。

优选地，所述氯离子源为氢氯酸、氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化锌、氯化铁、氯化铝、氯化铜和氯化铵中的至少一种，所述氯离子的质量浓度为10～90g/L。