[發(fā)明專利]一種銅蝕刻液以及制作印制電路板的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410318805.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104562013A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雙慶;胡鋼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東丹邦科技有限公司
• 主分類號(hào): C23F1/34
• 分類號(hào): C23F1/34
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性印制電路板(FPC)制作領(lǐng)域，尤其涉及一種用于制備精細(xì)線路圖案的銅蝕刻液。

背景技術(shù)

柔性印制電路板因其優(yōu)良的性能，市場(chǎng)占有率日益增加，應(yīng)用范圍更加廣泛。其最初的原料是柔性覆銅板，通過(guò)感光材料“曝光—顯影”后實(shí)現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移，線路圖案上留有抗蝕層，而非線路部分裸露出來(lái)，線路圖案的形成是通過(guò)對(duì)這些非線路部分的選擇性溶解(即蝕刻)而獲得的。銅蝕刻液就是一種能快速干凈地溶解銅的溶液，但其又不能顯著地溶解線路圖形下的銅，若溶解了線路部分的銅則稱為側(cè)蝕(凹蝕)。

隨著FPC行業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)要求越來(lái)越高，如孔及孔間距越來(lái)越小、孔間線條間距越來(lái)越近，對(duì)印制板加工行業(yè)提出了更高的要求。在蝕刻工藝中，側(cè)蝕過(guò)大，勢(shì)必傷害過(guò)細(xì)的線路，造成斷路和縮短使用壽命。

蝕刻液常按酸堿性分類，至今為止堿性蝕刻液多為氨性蝕刻液，它以氨和銨鹽組成的緩沖溶液為主要成分，另含有一些微量成分以提高速度或防止側(cè)蝕。氨性蝕刻液通常存在下述問(wèn)題：1)蝕刻板面易形成堿式氯化銅等沉積物而阻礙蝕刻的進(jìn)行并使側(cè)蝕加大；2)氨耗量很大，線路板蝕刻工序每噸蝕刻液有50kg以上的氨逸出，蝕刻后的廢蝕刻液含氨和銨鹽達(dá)100kg/t以上，其生產(chǎn)配制、運(yùn)輸、使用和使用后的處理過(guò)程都有大量氨氣逸出，對(duì)生產(chǎn)車間和周邊環(huán)境的負(fù)面影響十分突出。

采用硫酸和過(guò)氧化氫的酸性蝕刻液體系，雖然可以得到較為平整的蝕刻表面，但側(cè)蝕非常的嚴(yán)重，影響外觀，同時(shí)這種蝕刻體系不是循環(huán)利用，隨著蝕刻的進(jìn)行酸濃度降低，管控較為麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種銅蝕刻液，可以有效防止線路蝕刻過(guò)程中出現(xiàn)的側(cè)蝕現(xiàn)象，在蝕刻后產(chǎn)生規(guī)整的矩形線路圖案，減少線路間的斷路情況。

本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種銅蝕刻液，包括以下組分：

銅離子：70-110g/L；

氯離子：2.0-5.0mol/L；

絡(luò)合劑：2.5-5.5mol/L；

N-甲基-2-巰基咪唑：0.1-2.0g/L；且所述銅蝕刻液的PH值為7.5-9.5。

優(yōu)選地：所述絡(luò)合劑為乙醇胺。

優(yōu)選地：乙醇胺濃度為4.5-5.0mol/L。

優(yōu)選地：銅離子的濃度為80-95g/L，氯離子濃度為3.5-4.5mol/L。當(dāng)銅離子濃度超過(guò)95g/L，氯離子濃度超過(guò)4.5mol/L，絡(luò)合劑乙醇胺的濃度超過(guò)5.0mol/L時(shí)，溶液(銅蝕刻液)的黏度和密度明顯增加，導(dǎo)致所有反應(yīng)物質(zhì)尤其是氧氣的傳質(zhì)速度減慢，蝕刻速率呈下降趨勢(shì)，因此，銅離子濃度控制在80-95g/L較優(yōu)，氯離子濃度控制在3.5-4.5mol/L較優(yōu)，乙醇胺濃度控制在4.5-5.0mol/L較優(yōu)。

優(yōu)選地：N-甲基-2-巰基咪唑的濃度為0.5-1.5g/L。N-甲基-2-巰基咪唑的濃度較低時(shí)會(huì)通過(guò)穩(wěn)定亞銅離子以促進(jìn)銅的溶解，但當(dāng)其濃度較高時(shí)則在銅面形成致密的沉淀膜而抑制銅的溶解，因此其濃度控制在0.5-1.5g/L較優(yōu)。

優(yōu)選地：所述銅蝕刻液還包括用于調(diào)節(jié)PH值的氫氧化鈉。

優(yōu)選地：所述銅蝕刻液的PH值為8.5-9。PH值較低時(shí)，乙醇胺會(huì)轉(zhuǎn)化成陽(yáng)離子RNH₃⁺而降低其絡(luò)合銅的能力；而PH值太高時(shí)蝕刻反應(yīng)形成的中間態(tài)水溶性亞銅產(chǎn)物易轉(zhuǎn)化為氯氧化物或氫氧化物沉淀物，氯氧化物或氫氧化物沉淀物在銅箔表面生成鈍化膜，阻礙溶銅反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，因此，銅蝕刻液PH值控制在8.5-9.0之間較優(yōu)。

優(yōu)選地：蝕刻時(shí)的使用溫度為55-65℃。蝕刻過(guò)程是一個(gè)表面反應(yīng)過(guò)程，受表面?zhèn)髻|(zhì)控制，溫度過(guò)高時(shí)易使反應(yīng)形成的中間態(tài)亞銅產(chǎn)物分解為氯化亞銅，阻礙溶銅反應(yīng)的進(jìn)行，且綜合考慮到銅蝕刻液對(duì)抗蝕層的破壞性和蝕刻設(shè)備(常為PVC或PP材質(zhì))的耐熱性能，反應(yīng)溫度控制在55-65℃較優(yōu)。

另外，本發(fā)明還提供一種制作印制電路板的方法，包括將前述的銅蝕刻液施加到印制電路板以形成線路圖案的步驟。

本發(fā)明提供的銅蝕刻液，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能有效減少側(cè)蝕現(xiàn)象的發(fā)生，另外，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)揮發(fā)性氨的產(chǎn)生，為一種環(huán)境友好型堿性蝕刻液；而且靜態(tài)和動(dòng)態(tài)蝕刻速率分別達(dá)6μm/min和20μm/min。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，并通過(guò)對(duì)比例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的銅蝕刻液具有的有益效果。