[发明专利]用于低蚀刻铜表面的粗化微蚀液

说明书

本发明公开了一种用于低蚀刻铜表面的粗化微蚀液，属于铜表面加工领域。该粗化微蚀液包括：二价铜离子浓度为5‑55g/L，氯离子浓度为5‑165g/L，无机酸的浓度为20‑200g/L，脂肪胺的浓度为0.1‑10g/L，水溶性聚合物的浓度为0.05‑5g/L，以及水。粗化液的水溶性聚合物能够进一步扩大铜面晶界与晶体的差异性，促进化学蚀刻沿铜面的晶界用类似“钻孔”的方式往下进行，在较低的蚀刻量就可以获得均匀的孔状粗化形貌，有效提高铜层与干膜抗蚀剂、湿膜抗蚀剂、防焊油墨等之间的结合力，而且较低的蚀刻量也利于降低基材成本和减少废液的产生，另外本粗化液采用无机酸体系，COD低，废液易处理，更环保。

技术领域

本发明涉及铜表面加工用化学品领域，尤其涉及一种用于印制线路板、IC载板和半导体构件等产品的铜表面的粗化微蚀液。

背景技术

在印制线路板、IC载板和半导体构件等产品在生产制造中，需要在产品的表面附着铜层和介电聚合物材料，为了提高产品的品质和良率，需要提高导体铜与介电聚合物材料(干膜、湿膜)之间附着力。

表面粗化是常用的提高附着力的处理方法，即通过提高导体铜的比表面积来增加导体铜与介电聚合物之间的接触面积，进而形成持久稳定的粘附力。常用的粗化前处理有磨板、喷砂、化学蚀刻等方法，其中化学蚀刻因其粗化效果良好、使用和维护保养简便而得到广泛使用。

常见的化学蚀刻粗化液(简称粗化液)有硫酸-双氧水体系和有机酸-氯化物体系二种类型，它们的主要成分虽有不同，但是作用机理类似：利用铜面不同结晶方向、晶体与晶体之间的蚀刻速率的差异，从而在铜面形成均匀的微观粗化形貌。同时为了避免蚀刻太浅导致铜层表面的结合力不足，引起抗蚀剂或防焊油墨在后续工序分层或脱落，蚀刻量一般需要达到1～2μm。

但是，随着集成电路技术的进步和5G通讯的快速发展，以及对高频高速产品需求的加大，PCB导电图形的布局走向高密度化，图形电路的线宽/线距越来越小，可供蚀刻的铜厚也越来越少；另外高频信号在传输时存在趋肤效应，图形电路表面过大的粗糙度会导致信号不断衰减甚至完全失真。因此，为满足精细线路的加工和高频信号传输低损耗或无损耗的要求，需要尽可能地降低铜面的蚀刻量，同时需保证铜与介电聚合物的附着力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于低蚀刻铜表面的粗化微蚀液。

本发明的技术方案是：一种用于低蚀刻铜表面的粗化微蚀液，包括以下组分：

含铜物质，所述含铜物质提供二价铜离子，且二价铜离子浓度为5-55g/L；

含氯物质，所述含氯物质提供氯离子，且氯离子浓度为5-165g/L；

浓度为20-200g/L的无机酸；

浓度为0.1-10g/L的脂肪胺；

浓度为0.05-5g/L的水溶性聚合物；

以及水。

进一步的，所述含铜物质为氯化铜、硫酸铜、纳米氧化铜和碱式碳酸铜中的至少一种。氯化铜和硫酸铜是易溶于水的，以溶液态或固体态存在；而纳米氧化铜和碱式碳酸铜是不溶于水的，一般以固态存在，需与无机酸反应后得到二价铜离子，所以在计算浓度时，需注意二者区别，固体取样一般采用天平称量，直接显示其质量，不易发生误差，而液态的溶液常见的浓度标注有质量浓度和摩尔溶度，需注意二者区别，并进行换算，最终得到浓度为5-55g/L的二价铜离子。二价铜离子将铜氧化而发挥氧化剂的作用，为本粗化液提供有效的蚀刻速率；为维持有效的蚀刻速率，二价铜离子浓度优选5g/L以上；同时为防止过度蚀刻和维持铜离子浓度随着蚀刻的进行而上升时的铜离子溶解性，二价铜离子的浓度优选55g/L以下。