本技术涉及蚀刻液领域,尤其涉及一种蚀刻铜箔的酸性蚀刻液及其制备方法。
背景技术:
1、酸性蚀刻液是一种常用的蚀刻介质,广泛应用于印刷电路板(pcb)的制造过程中。在pcb制造中,需要精确地蚀刻掉铜箔上的不需要的部分,以形成所需的电路图案。
2、目前对基板上覆盖的铜箔进行蚀刻的蚀刻液包括有酸性氯化铜、碱性氯化铜、硫酸/双氧水、氯化铁、硫酸/铬酸等蚀刻体系。尽管上述蚀刻液具有较快的蚀刻速率和较好的蚀刻均匀性,但仍存在一些问题。例如,随着蚀刻过程的进行,蚀刻液中的铜离子浓度逐渐增加,达到一定程度后,蚀刻速率会显著下降,影响蚀刻效率;增大侧蚀的程度,影响蚀刻的精度;基板面和溶液里会有沉淀生成,从而影响蚀刻效果等等问题,都限制了上述蚀刻液在实际应用中的效果。
3、而本技术为了提供一种优异的铜箔的酸性蚀刻液,用以解决上述问题,其能够有效提高蚀刻液的铜离子的负载浓度,且不会明显影响蚀刻效率,且同时避免了增大侧蚀程度,降低蚀刻精度的问题,大幅减少基板面和溶液中的沉淀含量,另一方面,本技术蚀刻液还具有优异的蚀刻速率、且能够适应一定程度的蚀刻温度,具有十分优异的市场和应用前景。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本技术第一方面提供了一种蚀刻铜箔的酸性蚀刻液,以质量百分比计,原料为:无机酸20~40%,氧化剂4~6%,氟源0.1~0.3%,杂环化合物0.2~0.4%,氨基化合物1.2~2.4%,缓蚀剂1.5~4%,稳定剂0.1~0.2%,去离子水补充余量。
2、作为一种优选的方案,所述氟源,杂环化合物和氨基化合物的质量比为(0.1~0.25):(0.25~0.35):(1.5~2.2)。
3、作为一种优选的方案,所述氟源,杂环化合物和氨基化合物的质量比为(0.15~0.2):(0.28~0.3):(1.8~2)。
4、作为一种优选的方案,所述无机酸为硝酸和盐酸的组合物。
5、作为一种优选的方案,所述硝酸和盐酸的质量比为(5~8):(0.5~1)。
6、作为一种优选的方案,所述硝酸和盐酸的质量比为(6~7):(0.6~0.8)。
7、作为一种优选的方案,所述无机酸的浓度为30~95wt%。
8、作为一种优选的方案,所述氧化剂为过氧化氢、过苯甲酸、次氯酸钠、氯化铁中的至少一种。
9、作为一种优选的方案,所述氧化剂为过氧化氢,次氯酸钠和氯化铁的组合物。
10、作为一种优选的方案,所述过氧化氢,次氯酸钠和氯化铁的质量比为(3~4):(1~1.5):(0.2~0.3)。
11、作为一种优选的方案,所述过氧化氢,次氯酸钠和氯化铁的质量比为(3.2~3.5):(1.2~1.3):(0.2~0.25)。
12、作为一种优选的方案,所述氟源为氢氟酸。
13、作为一种优选的方案,所述杂环化合物为3-氨基-1,2,4-三唑、2-氨基噻唑、6-硝基苯并咪唑、甲基苯骈三氮唑、2-巯基苯并噻唑中的至少一种。
14、作为一种优选的方案,所述杂环化合物为2-巯基苯并噻唑和6-硝基苯并咪唑的组合物。
15、作为一种优选的方案,所述2-巯基苯并噻唑和6-硝基苯并咪唑的质量比为(4~4.5):(1~2)。
16、作为一种优选的方案,所述2-巯基苯并噻唑和6-硝基苯并咪唑的质量比为(4.2~4.4):(1.4~1.6)。
17、作为一种优选的方案,所述氨基化合物为三羟甲基氨基甲烷、二乙醇胺、氧化四甲铵、三乙醇胺、二乙氨基丙胺、二甲基乙醇胺、丙二胺中的至少一种。
18、作为一种优选的方案,所述氨基化合物为三羟甲基氨基甲烷,二乙氨基丙胺和丙二胺的组合物。
19、作为一种优选的方案,所述三羟甲基氨基甲烷,二乙氨基丙胺和丙二胺的质量比为(3~4):(0.5~1):(1.2~1.8)。
20、作为一种优选的方案,所述三羟甲基氨基甲烷,二乙氨基丙胺和丙二胺的质量比为(3.2~3.5):(0.6~0.8):(1.4~1.6)。
21、本技术中通过选用上述杂环化合物和氨基化合物与氢氟酸共同作用,大幅提高了酸性蚀刻液的蚀刻精度和效率,并且减少了侧蚀程度和沉淀含量。通过上述杂环化合物和氨基化合物的共同作用,加速了氧化剂和氟源对于金属的接触,同时,通过杂环化合物中的杂原子与金属表面形成良好的络合物,进而限制了蚀刻液对于侧面的影响,且随着蚀刻的进程的进行,杂环化合物和氨基化合物形成的蚀刻液体系内部的稳定络合物,稳定蚀刻液中的化学平衡,从而在保证蚀刻精度和效率的同时,减少整体的沉淀含量。
22、作为一种优选的方案,所述缓蚀剂为咪唑啉类和氮唑类的组合物。
23、作为一种优选的方案,所述咪唑啉类和氮唑类的质量比为(1.5~2):(3~3.5)。
24、作为一种优选的方案,所述咪唑啉类为油酸基羟乙基咪唑啉或油酸基胺乙基咪唑啉。
25、作为一种优选的方案,所述咪唑啉类为油酸基胺乙基咪唑啉。
26、作为一种优选的方案,所述氮唑类为甲基苯骈三氮唑、3-氨基三氮唑、巯基苯并三氮唑中的至少一种。
27、作为一种优选的方案,所述氮唑类为甲基苯骈三氮唑和巯基苯并三氮唑的组合物。
28、作为一种优选的方案,所述甲基苯骈三氮唑和巯基苯并三氮唑的质量比为(6~8):(2~3)。
29、作为一种优选的方案,所述甲基苯骈三氮唑和巯基苯并三氮唑的质量比为(7~7.5):(2~2.5)。
30、作为一种优选的方案,所述稳定剂为羟基磺酸钠、氯化铵、柠檬酸、乙二胺四乙酸中的至少一种。
31、作为一种优选的方案,所述稳定剂为羟基磺酸钠和乙二胺四乙酸的组合物。
32、作为一种优选的方案,所述羟基磺酸钠和乙二胺四乙酸的质量比为(1~1.5):(0.5~1)。
33、本技术中通过上述稳定剂和缓蚀剂的复配使用,能够与表面的金属原子结合形成适宜厚度的保护膜,对蚀刻液与面板的接触程度进行限定,从而保护了局部结构,避免了因为蚀刻液的过度渗入而导致的过度腐蚀以及侧蚀现象,且通过对于蚀刻液体系的络合作用,形成的稳定络合物能够大幅提高其对于金属粒子的吸收程度,从而在蚀刻作业时大幅提高其蚀刻效率,进而获得良好的蚀刻精度,并且减少不必要的沉淀含量。
34、本技术第二方面提供了一种上述蚀刻铜箔的酸性蚀刻液的制备方法,具体包括以下步骤:将无机酸缓慢加入至去离子水搅拌均匀后,依次加入剩余原料,升温至45~55℃,40~60rpm转速搅拌至溶液均匀后,将溶液自然降温至25℃,即得。
35、本技术具有的有益效果:
36、1、本技术中提供的一种蚀刻铜箔的酸性蚀刻液,其能够有效提高蚀刻液的铜离子的负载浓度,且不会明显影响蚀刻效率,且同时避免了增大侧蚀程度,降低蚀刻精度的问题,大幅减少基板面和溶液中的沉淀含量,另一方面,本技术蚀刻液还具有优异的蚀刻速率、且能够适应一定程度的蚀刻温度,具有十分优异的市场和应用前景。
37、2、本技术中提供的一种蚀刻铜箔的酸性蚀刻液,通过杂环化合物和氨基化合物的共同作用,加速了氧化剂和氟源对于金属的接触,同时,通过杂环化合物中的杂原子与金属表面形成良好的络合物,进而限制了蚀刻液对于侧面的影响,且随着蚀刻的进程的进行,杂环化合物和氨基化合物形成的蚀刻液体系内部的稳定络合物,稳定蚀刻液中的化学平衡,从而在保证蚀刻精度和效率的同时,减少整体的沉淀含量。
38、3、本技术中提供的一种蚀刻铜箔的酸性蚀刻液,其特定的稳定剂和缓蚀剂的复配使用,能够与表面的金属原子结合形成适宜厚度的保护膜,对蚀刻液与面板的接触程度进行限定,从而保护了局部结构,避免了因为蚀刻液的过度渗入而导致的过度腐蚀以及侧蚀现象,且通过对于蚀刻液体系的络合作用,形成的稳定络合物能够大幅提高其对于金属粒子的吸收程度,从而在蚀刻作业时大幅提高其蚀刻效率,进而获得良好的蚀刻精度,并且减少不必要的沉淀含量。