[發(fā)明專利]銅表面粗化微蝕液及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111502815.6
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114231985A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳修寧;黃京華;王淑萍;黃志齊;王立中
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山市板明電子科技有限公司
• 主分類號: C23F1/18
• 分類號: C23F1/18;H05K3/06
• 代理公司: 江蘇海聯(lián)海律師事務(wù)所 32531
• 代理人: 倪章勇

本發(fā)明公開了一種銅表面粗化微蝕液及其使用方法，屬于金屬表面化學(xué)處理技術(shù)領(lǐng)域。該粗化微蝕液包括二價銅離子源、有機胺、酸根供體、鹵離子源和水溶性聚合物，其中有機胺為含有胺基的多乙烯多胺、烷基醇胺和羥基含氮雜環(huán)化合物中的至少一種；其中酸根供體為單脂肪羧酸和有機羧酸銅鹽中的至少一種，且酸根供體中羧基與有機胺中胺基的摩爾比不高于1:2；其中水溶性聚合物為分子鏈中含有胺基官能團、含氮雜環(huán)官能團和季銨陽離子基團的聚合物；該銅表面粗化微蝕液能夠在25?35℃的低溫下使用。該粗化微蝕液能夠在銅及其合金表面形成均勻的粗化效果，且不會因?qū)ζ渌饘俑g并造成變色，同時具有較快的蝕銅速率；此外該粗化微蝕液使用條件不苛刻，適于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粗化微蝕液及其使用方法，尤其涉及一種銅表面粗化微蝕液及其使用方法，屬于金屬表面化學(xué)處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在印刷線路板（PCB）的生產(chǎn)制程中，PCB的關(guān)鍵性能和可靠性主要體現(xiàn)在導(dǎo)體銅層和介電聚合物材料之間黏結(jié)的可靠性，以及在惡劣環(huán)境下仍保持有效的可靠性。整個PCB制程中涉及的銅層和介電聚合物材料層之間的粘結(jié)主要有：一是內(nèi)層疊合過程中銅層和環(huán)氧樹脂半固化片層之間的黏合；二是圖形電路生產(chǎn)過程中銅層和介電聚合物材料層（如干膜、濕膜和阻焊油墨等）之間的黏合。

目前PCB制程中，銅層表面經(jīng)化學(xué)粗化微蝕是一種最有效和普遍的能夠提高銅層與介電聚合物層之間附著力的方法。當(dāng)前市面上常見的粗化微蝕液（以下簡稱粗化液）按照主要成分可分為硫酸-雙氧水體系和有機酸-氯化物體系（如甲酸-氯化銅體系），這兩類藥水的主要成分雖有不同，但其功能成分基本類似：均包含輔助銅離子溶解的酸、氧化劑和粗化添加劑等。上述現(xiàn)有粗化液處理銅面的機理是通過在不同結(jié)晶方向、晶體與晶間之間微蝕速率的差異在銅層表面形成均一的粗化形貌。但是當(dāng)PCB中除了存在銅以外還存在焊錫、鎳、金、銀等金屬時，用現(xiàn)有的粗化液進行處理時容易造成焊錫、鎳、金、銀等金屬因腐蝕而變色。

為了解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中使用的堿性微蝕液由有機堿化合物、銅離子化合物、唑類化合物和鹵素化合物組成，其能夠干凈微蝕銅種子層并且實現(xiàn)對鎳金屬的零損傷，同時唑類化合物有助于提高微蝕穩(wěn)定性和解決蝕刻過程中造成的側(cè)蝕。現(xiàn)有技術(shù)中使用的另外一種堿性微蝕劑主要由烷基醇胺、銅離子源、有機酸和鹵離子組成，該微蝕劑能夠解決微蝕過程中造成的銅以外金屬因被腐蝕而變色的問題，以及現(xiàn)有氯化銅-氨水體系堿性蝕刻劑在使用過程中因氨水揮發(fā)產(chǎn)生刺激性氣味和性能不穩(wěn)定的問題。但上述現(xiàn)有技術(shù)仍均存在一定的問題，如不能在保證其他金屬不被腐蝕的情況下，同時保證銅及其合金表面形成均勻的粗化效果以及具有較快的蝕銅速率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種銅表面粗化微蝕液及其使用方法，該粗化微蝕液能夠在銅及其合金表面形成均勻的粗化效果，且不會出現(xiàn)因?qū)ζ渌饘俑g而造成變色的情況，同時具有較快的蝕銅速率。

本發(fā)明公開了一種銅表面粗化微蝕液，該粗化微蝕液包括二價銅離子源、有機胺、酸根供體、鹵離子源和水溶性聚合物。

（一）二價銅離子源

本申請中的二價銅離子源主要起氧化劑的作用，其能夠為該銅表面粗化微蝕液提供有效的蝕刻速率和蝕刻的均勻性。適合本發(fā)明的二價銅離子源為氯化銅、溴化銅、氧化銅、氫氧化銅、堿式碳酸銅、甲酸銅、乙酸銅、草酸銅、檸檬酸銅、酒石酸銅、乙二胺銅和乙醇胺銅中的至少一種。

從保持微蝕穩(wěn)定性方面來看，二價銅離子源的濃度優(yōu)選4g/L以上；從考慮銅離子濃度上升影響粗化微蝕液粗化效果來看，二價銅離子源的濃度優(yōu)選100g/L以下；因此本申請中二價銅離子源的濃度為4-100g/L，進一步該二價銅離子源的濃度優(yōu)選為10-60g/L。

（二）有機胺