一种高选择性玻璃蚀刻液及其制备方法与流程

本发明涉及湿电子化学品与集成电路载板的交叉领域。具体涉及一种高选择性玻璃蚀刻液及其制备方法，通过蚀刻液中非氧化性酸和含氟盐类电离出的氟离子共同作用快速蚀刻玻璃，而又尽可能不伤害下层金属，形成高选择性蚀刻。此外通过醇类物质溶解玻璃表面杂质，形成均匀蚀刻，并利用阴离子氟碳表面活性剂降低玻璃表面张力，增加浸润性，正向加速玻璃的蚀刻。

背景技术：

1、随着集成电路的蓬勃发展，集成电路的前道芯片向更小线宽的先进制程跨越，单位面积上的晶体管数量越来越多，故对集成电路后道的封装与测试有更高的要求和挑战，散热性能要更佳、电信号传输性能要更强。因此，集成电路载板作为集成电路芯片、集成电路的封装与测试的载体，其优异的承载强度、高频信号的传输、导热效率、耐热能力显得尤为重要。常用的集成电路载板会以铜、钛等为金属导电层，使用玻璃纤维布或玻璃作为基材的支撑层、甚至是绝缘介电层。玻璃太厚会使得整个基材体积过大、各连接层导通更难，出现信号断路的可能性增加。因此在保证集成电路载板的承载强度、弯曲强度的前提下，会尽可能的减薄玻璃。玻璃纤维布或玻璃上的金属层厚度越厚、电信号传输能力越强、损耗越小，因此在使用玻璃蚀刻液蚀刻玻璃时，希望尽可能不伤害金属层，形成一种高选择蚀刻模式。在公开号cn113336448a、cn113817413a、cn112456809a的专利中，需要直接加入具有强挥发性的hf对玻璃进行蚀刻，一方面此种方法对生产该类玻璃蚀刻液的人员具有一定的危害性或腐蚀性，并对环境产生一定污染，另一方面对下游端的使用者有较高的化学素质要求。除此之外，直接加入hf可能会对ti、mo等金属层产生腐蚀。故开发一款安全环保，且具有高选择性的玻璃蚀刻液就显得十分迫切和有意义。

2、基于此，本发明专利通过超纯水将含氟盐类完全溶解，再添加醇类化合物，非氧化性无机酸、有机酸，阴离子氟碳表面活性剂在常温下混合均匀，形成低界面张力、自清洁功能的玻璃蚀刻液，在不添加hf的条件下能实现玻璃的快速均匀蚀刻，又不对金属层有明显腐蚀的高选择性玻璃蚀刻液和方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明通过超纯水将水溶性的含氟盐类完全溶解，形成含氟强电解质，使具备蚀刻玻璃的氟离子充分电离。再向蚀刻液中添加与水混溶的醇类化合物，非氧化性无机酸、有机酸，阴离子氟碳表面活性剂在常温下混合均匀。形成较强的酸性环境，较佳的浸润性，但又不具备氧化能力。使得配制好的玻璃蚀刻液具有快速的玻璃蚀刻速率、极低的金属腐蚀效力，形成高选择性。

2、本发明目的在于提供一种高选择性玻璃蚀刻液及其制备方法

3、为实现上述目的，本发明技术方案提供了一种高选择性玻璃蚀刻液及其制备方法：

4、高选择性玻璃蚀刻液由非氧化性无机酸、有机酸，含氟盐类，醇类化合物，阴离子氟碳表面活性剂与水组成。

5、所述高选择性玻璃蚀刻液中非氧化性无机酸、有机酸的质量含量为1％-20％。且非氧化性有机酸、无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸等中的一中或多种。

6、玻璃蚀刻液中盐酸不能和硝酸同时存在，避免生成强氧化性物质氯化亚硝酰，在含有硝酸的蚀刻液中酸的总质量不能超过蚀刻液总质量的10％，避免硝酸在强酸中具备氧化性，对金属层产生腐蚀。

7、所述含氟盐类为水溶性较好的氟化钠、氟化钾、氟化氢钠、氟化氢钾等，质量含量为0.1％-20％。

8、所述具备玻璃表面清洁功能的醇类化合物为水溶性佳的乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇等,质量含量为0.1％-15％。

9、所述表面活性剂为阴离子氟碳表面活性剂，包含羧酸盐型氟碳表面活性剂、磺酸盐型氟碳表面活性剂、磷酸盐型氟碳表面活性剂和硫酸盐型氟碳表面活性剂中的一种或多种，具体有fc-1、fc-7、fc-13、fc-15等，在高选择性玻璃蚀刻液中的质量含量为0.01％-5％。

10、所述高选择性玻璃蚀刻液除上述组分外，剩余质量为超纯水。

11、在高选择性玻璃蚀刻液配制过程中，须先将含氟盐类充分溶解在超纯水中，再加入醇类化合物，非氧化性无机酸、有机酸，阴离子氟碳表面活性剂等组份，并在常温下混合均匀。

12、本发明的优点和有益效果在于：在本发明中，第一，在不直接加入具有强挥发性、腐蚀危害性、难完全电离的hf物质下，将水溶性含氟盐类加入超纯水中、再配合非氧化性酸，氟离子既能完全电离又不会挥发，使得蚀刻液配方依旧具备玻璃蚀刻性能，从而降低玻璃蚀刻液的配制难度、检测难度，减轻玻璃蚀刻液生产人员和使用人员安全危害，并提高了环保型。第二，蚀刻液中加入了醇类化合物，具备了清洁玻璃表面的功能，使玻璃表面的蚀刻更均匀。第三，加入阴离子氟碳表面活性剂，能够极大的降低玻璃表面张力、增加玻璃表面浸润性，且阴离子氟碳表面活性剂能极佳溶于酸性溶液、活性剂上的氟元素能促进玻璃表面与氟离子的正向反应，增加对玻璃的蚀刻速率，却不加剧对金属层的蚀刻，形成高选择性。

技术特征：

1.一种高选择性玻璃蚀刻液，其特征在于：所述的蚀刻液由质量含量为1%-20%的非氧化性有机酸、无机酸，质量含量为0.1%-20%的含氟盐类，质量含量为0.1%-15%的醇类化合物，质量含量为0.01%-5%的阴离子氟碳表面活性剂，剩余物质为水的成分所组成。

2.如权利要求1所述的高选择性玻璃蚀刻液，其特征在于：所述非氧化性有机酸、无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、醋酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、或酒石酸中的一中或多种，酸的质量总含量为1%-20%。

3.如权利要求2所述的高选择性玻璃蚀刻液，其特征在于：盐酸不能和硝酸同时存在，且含有硝酸的蚀刻液中酸的总质量不能超过蚀刻液总质量的10%。

4.如权利要求1所述的高选择性玻璃蚀刻液，其特征在于：所述含氟盐类为水溶性较好的氟化钠、氟化钾、氟化氢钠、或氟化氢钾中的一中或多种。

5.如权利要求1所述的高选择性玻璃蚀刻液，其特征在于：所述醇类化合物为水溶性佳的乙醇、乙二醇、异丙醇、或丙三醇中的一中或多种。

6.如权利要求1所述的高选择性玻璃蚀刻液，其特征在于：所述阴离子氟碳表面活性剂为羧酸盐型氟碳表面活性剂、磺酸盐型氟碳表面活性剂、磷酸盐型氟碳表面活性剂、或和硫酸盐型氟碳表面活性剂中的一种或多种，具体有fc-1、fc-7、fc-13、fc-15。

7.采用权利要求1-6任一项所述的高选择性玻璃蚀刻液的制备方法，其特征在于：须先将含氟盐类充分溶解在超纯水中，再加入醇类化合物，非氧化性无机酸、有机酸，阴离子氟碳表面活性剂等在常温下混合均匀。

8.如权利要求7所述的高选择性玻璃蚀刻液及其制备方法，其特征在于：高选择性是针对玻璃的蚀刻与底层金属的蚀刻速率比，蚀刻速率比值大于100，且底层金属为铜、钛、钼一层或多层金属。

技术总结
本发明涉及一种高选择性玻璃蚀刻液及其制备方法。利用非氧化性无机酸、有机酸，含氟盐类，醇类化合物，阴离子氟碳表面活性剂等形成的蚀刻液对金属层上的玻璃纤维布进行选择性蚀刻处理，达到快速减薄玻璃的作用而尽可能不伤害导电层金属。通过调整各组分的搭配、含量配比，以及制备的工艺流程，在不改变玻璃表层粗糙度下，实现均匀蚀刻玻璃，提高玻璃蚀刻速率与金属蚀刻速率的选择比。

技术研发人员：张演哲,贺兆波,叶瑞,欧阳克银,钟昌东,郭岚峰,黄锣锣,黎鹏飞
受保护的技术使用者：湖北兴福电子材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12