[发明专利]铜表面粗化微蚀液及其使用方法

说明书

本发明公开了一种铜表面粗化微蚀液及其使用方法，属于金属表面化学处理技术领域。该粗化微蚀液包括二价铜离子源、有机胺、酸根供体、卤离子源和水溶性聚合物，其中有机胺为含有胺基的多乙烯多胺、烷基醇胺和羟基含氮杂环化合物中的至少一种；其中酸根供体为单脂肪羧酸和有机羧酸铜盐中的至少一种，且酸根供体中羧基与有机胺中胺基的摩尔比不高于1:2；其中水溶性聚合物为分子链中含有胺基官能团、含氮杂环官能团和季铵阳离子基团的聚合物；该铜表面粗化微蚀液能够在25‑35℃的低温下使用。该粗化微蚀液能够在铜及其合金表面形成均匀的粗化效果，且不会因对其他金属腐蚀并造成变色，同时具有较快的蚀铜速率；此外该粗化微蚀液使用条件不苛刻，适于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种粗化微蚀液及其使用方法，尤其涉及一种铜表面粗化微蚀液及其使用方法，属于金属表面化学处理技术领域。

背景技术

在印刷线路板（PCB）的生产制程中，PCB的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的可靠性，以及在恶劣环境下仍保持有效的可靠性。整个PCB制程中涉及的铜层和介电聚合物材料层之间的粘结主要有：一是内层叠合过程中铜层和环氧树脂半固化片层之间的黏合；二是图形电路生产过程中铜层和介电聚合物材料层（如干膜、湿膜和阻焊油墨等）之间的黏合。

目前PCB制程中，铜层表面经化学粗化微蚀是一种最有效和普遍的能够提高铜层与介电聚合物层之间附着力的方法。当前市面上常见的粗化微蚀液（以下简称粗化液）按照主要成分可分为硫酸-双氧水体系和有机酸-氯化物体系（如甲酸-氯化铜体系），这两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。上述现有粗化液处理铜面的机理是通过在不同结晶方向、晶体与晶间之间微蚀速率的差异在铜层表面形成均一的粗化形貌。但是当PCB中除了存在铜以外还存在焊锡、镍、金、银等金属时，用现有的粗化液进行处理时容易造成焊锡、镍、金、银等金属因腐蚀而变色。

为了解决上述技术问题，现有技术中使用的碱性微蚀液由有机碱化合物、铜离子化合物、唑类化合物和卤素化合物组成，其能够干净微蚀铜种子层并且实现对镍金属的零损伤，同时唑类化合物有助于提高微蚀稳定性和解决蚀刻过程中造成的侧蚀。现有技术中使用的另外一种碱性微蚀剂主要由烷基醇胺、铜离子源、有机酸和卤离子组成，该微蚀剂能够解决微蚀过程中造成的铜以外金属因被腐蚀而变色的问题，以及现有氯化铜-氨水体系碱性蚀刻剂在使用过程中因氨水挥发产生刺激性气味和性能不稳定的问题。但上述现有技术仍均存在一定的问题，如不能在保证其他金属不被腐蚀的情况下，同时保证铜及其合金表面形成均匀的粗化效果以及具有较快的蚀铜速率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铜表面粗化微蚀液及其使用方法，该粗化微蚀液能够在铜及其合金表面形成均匀的粗化效果，且不会出现因对其它金属腐蚀而造成变色的情况，同时具有较快的蚀铜速率。

本发明公开了一种铜表面粗化微蚀液，该粗化微蚀液包括二价铜离子源、有机胺、酸根供体、卤离子源和水溶性聚合物。

（一）二价铜离子源

本申请中的二价铜离子源主要起氧化剂的作用，其能够为该铜表面粗化微蚀液提供有效的蚀刻速率和蚀刻的均匀性。适合本发明的二价铜离子源为氯化铜、溴化铜、氧化铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜、甲酸铜、乙酸铜、草酸铜、柠檬酸铜、酒石酸铜、乙二胺铜和乙醇胺铜中的至少一种。

从保持微蚀稳定性方面来看，二价铜离子源的浓度优选4g/L以上；从考虑铜离子浓度上升影响粗化微蚀液粗化效果来看，二价铜离子源的浓度优选100g/L以下；因此本申请中二价铜离子源的浓度为4-100g/L，进一步该二价铜离子源的浓度优选为10-60g/L。

（二）有机胺