[发明专利]一种铜及铜合金表面粗化蚀刻液及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种铜及铜合金表面粗化蚀刻液及其制备方法与应用。所述铜及铜合金表面粗化蚀刻液由以下原料组成：硫酸7‑25％，双氧水3‑9％，缓蚀剂0.7％‑1.5％，卤化盐0.003‑0.006％，有机酸类化合物0.01‑2％，有机溶剂0.1‑1％，余量为去离子水。所述铜及铜合金表面粗化蚀刻液能够使得蚀刻后的电镀铜面呈均匀的蜂窝状结构，表面无针孔或针孔数量很少，大大提高蚀刻良品率。

技术领域

本发明属于线路板加工技术领域，具体涉及一种铜及铜合金表面粗化蚀刻液及其制备方法与应用。

背景技术

印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)，最早采用纸基覆铜印制板，是各种电子器件的重要组成部分。近十年来，随着手机、电脑和数码相机等消费电子产品的高度普及以及用户对产品功能需求的不断提高，印刷线路板朝着小型化、高密度化的趋势发展，因此对工艺的精度要求也越来越高。

PCB的生产制造过程中，为了提高铜及铜合金表面清洁度、粗糙度，降低铜箔厚度，往往需要对铜面进行蚀刻处理，如PCB工序中的中粗化、棕化或减铜等。其中硫酸-双氧水蚀刻体系因蚀刻过程易于控制、蚀刻后铜面粗糙度较为均匀、蚀刻液环保易处理等优点被广泛应用。但是，当该体系蚀刻液用于电镀铜的蚀刻时，难以避免出现蚀刻针孔，造成线路缺口或空洞，影响信号传输甚至导致产品报废。解决该类缺陷的方法主要有两种，其一是对电镀过程如电流密度加以控制，提高铜结晶均匀性；其二是对电镀后板进行二次烘烤以减少组织内缺陷，细化晶粒，改善铜晶粒均匀性。前者对工程控制要求较高，后者耗时耗力且不能从根本上解决问题。因此解决电镀铜蚀刻针孔缺陷问题是目前研究的重点与热点。

CN111171821A公开了一种高世代平板显示器用铟镓锌氧化物蚀刻液及其制备方法，所述蚀刻液包括：磷酸、硝酸、硫酸、羧酸、双氧水、磷酸盐和表面活性剂。所述蚀刻液利用磷酸盐与其他组分配合使用能够有效调整刻蚀速率，避免过刻、角度过大或过小的情况出现，解决目前高世代平板显示器在蚀刻的过程中蚀刻效果不好，影响产品使用的问题。但该方法并没有针对显示器的针孔密度进行探究，且不能直接用于PCB的生产制造。

CN110819991A公开了一种蚀刻液及使用其的封装基板的制造方法，所述蚀刻液用于封装基板中镀铜层的腐蚀减薄工艺，所述蚀刻液包括过氧化氢、硫酸及添加剂，其中所述添加剂包括阳离子表面活性剂和铜离子的配体化合物中的至少一种。该研究针对减铜蚀刻工艺，对蚀刻后铜面粗糙度要求相对较低，对于蚀刻后铜面粗糙度有较高要求的工艺如中粗化、棕化而言并不适用所述蚀刻液。

基于以上研究，可以看到硫酸-双氧水蚀刻体系能够很好的解决蚀刻过程中蚀刻效果不好的问题，但对于减少产品表面蚀刻针孔以及改善粗糙度的问题还有待进一步研究。因此，找到一种蚀刻体系，有效解决电镀产品蚀刻针孔的缺陷，改善粗糙度，对线路板加工技术领域具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足和现实实际的需求，本发明的目的在于提供一种铜及铜合金表面粗化蚀刻液及其制备方法与应用。所述铜及铜合金表面粗化蚀刻液由硫酸、双氧水、卤化盐、有机酸类化合物、缓蚀剂、有机溶剂和去离子水组成，通过卤化盐与有机酸类化合物的搭配使用，使得蚀刻后的电镀铜面呈均匀的蜂窝状结构，表面无针孔或针孔数量很少，大大提高蚀刻良品率。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种铜及铜合金表面粗化蚀刻液，所述铜及铜合金表面粗化蚀刻液按质量分数计由以下原料组成：硫酸7-25％，双氧水3-9％，缓蚀剂0.7-1.5％，卤化盐0.003-0.006％，有机酸类化合物0.01-2％，有机溶剂0.1-1％，余量为去离子水。