[发明专利]稳定的过氧化氢组合物

说明书

本发明涉及含过氧化氢的水溶解。本发明的第一个方面是一种含水过氧化氢组合物，包括由一种有机稳定剂稳定的过氧化氢。本发明的第二方面是关于一种用于印刷线路板制造的，包含过氧化氢的含水化学蚀刻组合物，它包括过氧化氢，一种有机稳定剂和一种无机强酸。

过氧化氢，H₂O₂，是在许多工业过程中使用的化学制品。自从十九世纪中以来，就可以买到各种浓度的过氧化氢水溶液，一般浓度为1%至80%，也可以是96%（重量计）。过氧化氢的主要化学性质和用途来自于它的结构，它有一个共价氧-氧（过氧化氢）高能健。这一高能过氧健提供了化学反应动力，使得过氧化氢可用于许多化学工艺过程。特别是，过氧化氢被用于各种有机和无机氧化反应，并可以用来制备许多其他有机或无机过氧化合物。过氧化氢的一种重要应用是用来从掩膜遮盖的印刷线路板基底上溶掉金属，典型的是溶解铜，从而制成最终线路模式。典型的含水过氧化氢蚀刻组合物包括在水溶液中的一种有效量的过氧化氢，一种无机强酸和一种有机稳定剂。

过氧化氢的高能过氧健为化学家们提供了可利用的化学驱动力，同时这种高能健也导致了（1）过氧化氢分解为水H₂O和氧气O₂的倾向;（2）具有氧化过氧化物溶液中有机化合物的倾向。在适当的惰性容器中的高纯度过氧化氢是相对稳定的。然而普通使用的工业级过氧化氢在制造、运输、贮存和使用中常被化学杂质污染，这些化学杂质具有使其分解的催化的至少是促进的作用。最普通的分解催化剂包括二价或三价的金属离子。因此制造了各种稳定剂，并且现在普遍使用它们减少杂质的作用，从而使分解降低到可达到的最低水平。已经的稳定剂例如8-羟基喹啉、焦磷酸钠、锡酸、四氢噻吩亚砜、四氢噻吩砜、亚砜、砜、二烷基氨基硫代甲基、硫代烷基磺酸、脂族胺、苯并三唑、硝基取代的有机化合物（例如硝基苯磺酸）、硫代硫酸盐、及其它化合物。在许多现有技术中公开了这类稳定剂。

Banush等人在美国3，407，141号专利中公开了一种酸-过氧化氢蚀刻剂溶液，溶液中含有选自下列化合物的添加剂：苯脲、二苯脲、苯甲酸、羟基苯甲酸、及其盐和混合物。Banush等人进一步披露这种溶液的蚀刻速度和能力在加入少量的添加剂（例如Sulfurthioazol）后得到改善。

Shibasaki等人在美国3，773，577号专利中公开了硫酸、含有例如苯并三唑添加剂的过氧化氢蚀刻剂溶液。

Valayil等人在美国4，233，111号专利中公开了一种硫酸、过氧化氢蚀刻剂溶液、溶液中含有催化量的3-磺丙基二硫代氨基甲酸脂钠盐，其通式为：

其中R可以是C₁～C₄烷基、苯基、C₇～C₁₀烷芳基、或C₇～C₁₀芳烷基。

由于过氧化氢水溶液相对地比较容易处理，具有高活性和低价格，因此作为制造印刷线路板的蚀刻剂，过氧化氢水溶液是很有吸引力的。但是过氧化氢金属蚀刻组合物可能会遇到许多问题和不利因素。因为在蚀刻过程中产生了大量的金属离子，这些金属离子会促使过氧化氢迅速分解，这样就破坏了经济地除去印刷线路板电路上金属直接使用的过氧化氢的实际比例。为方便而有效的蚀刻处理工艺需要有一种在贮存和使用中能够稳定的蚀刻剂，使过氧化氢不会大量分解。并且这种蚀刻剂组合物应当在没有有机稳定剂损失的情况下稳定。更进一步的目的是，用有机促进剂能够加快过氧化氢蚀刻剂的蚀刻速度。

有用的过氧化氢溶液，包括占主要比例的过氧化氢和过氧化氢工作水溶液，如用于蚀刻印刷线路板的那些过氧化氢溶液，可以使其稳定化，以保存溶液中过氧化氢的有效浓度和添加的有机稳定剂，假如稳定剂存在的话，这种稳定化作用是通过向溶液中加入有效量的、包括一种磺酸化合物的有机稳定剂达到的。制备后的含有这样一种添加剂组合物的溶液表现出异乎寻常的贮存寿命，在一个延长的期间，过氧化物或稳定剂没有显著的减少。而且，含有这样的添加剂的溶液可以高速、高能力、高效率地对包括铜在内的蚀刻金属进行有效的蚀刻，并且具有长期、有效的蚀刻使用寿命。还发现在过氧化物溶液中把有效量的磺酸化合物与其它有机稳定剂化合物结合使用，可以进一步提高抗过氧化物分解的程度。本发明最优选的溶液包括过氧化氢和一种有效的3-（苯并噻唑基-2-硫代）亚烷基磺酸化合物与磺胺酸化合物的混合物。

本发明是关于一种由下列结构式表示的化合物稳定的过氧化氢溶液：