CN101235290A - 一种酸性蚀刻液 - Google Patents
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Abstract
一种酸性蚀刻液，其特征在于：包含二价铜离子和作为蚀刻速率促进剂的金属硝酸盐。所述金属硝酸盐优选为碱金属的硝酸盐，特别优选为硝酸钠或硝酸钾。所述酸性蚀刻液中金属硝酸盐的浓度优选在0.01－0.70g/L的范围内，更优选在0.1－0.5g/L的范围内。所述二价铜离子优选来源于氯化铜、溴化铜、硫酸铜、或氧化铜。本发明提供一种金属硝酸盐在用于制造印刷线路板的酸性蚀刻中作为蚀刻速率促进剂的用途。本发明对照现有技术的有益效果是，本发明的酸性蚀刻液速率促进剂可以有效的提高酸性蚀刻液的蚀刻速率、并且成本比较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用化学方法在印刷电路板上形成线路的酸性蚀刻液，更具体地说涉及用于制造PCB形成线路的酸性蚀刻液。
背景技术
酸性蚀刻是制造印刷电路板过程中必不可少的工序，酸性蚀刻工序利用酸性蚀刻液在蚀刻机内完成。酸性蚀刻液包括酸性蚀刻子液和酸性蚀刻母液。
酸性蚀刻常用氯化铜体系酸性蚀刻液，常见酸性蚀刻的自动控制原理如下：在蚀刻过程中，酸性蚀刻母液被喷洒到印刷电路板的表面，蚀刻母液将不需要的铜除去。因为蚀刻母液与铜反应，蚀刻母液中二价铜离子被还原成一价铜离子，需用氧化剂将一价铜离子氧化成二价铜离子，母液中氧化剂的含量越来越低。当氧化剂含量低至一定值时，自动添加系统启动，将蚀刻子液加入到酸性蚀刻母液中，多余的母液被排掉，在此过程中，氧化剂含量迅速升高，当氧化剂含量达到一定值时，自动添加系统停止。此外，因为蚀刻母液与铜反应，蚀刻母液中溶入了铜，母液的比重越来越高。当比重达到一定值时，自动添加系统启动，将水加入到酸性蚀刻母液中，多余的母液被排掉，在此过程中，比重逐渐升高，当比重达到一定值时，自动添加系统停止。由于蚀刻子液中不含铜，因此母液的比重也部分由蚀刻子液调整。在蚀刻中，上述过程循环出现。蚀刻母液从开缸后，可不需更换。
由于蚀刻工序品质的高低，直接影响最终印刷电路板成品的质量，因此需要不断对蚀刻液进行改进。
发明内容
本发明人经过大量研究发现，在酸性蚀刻液中加入金属硝酸盐尤其是碱金属硝酸盐可显著提高蚀刻速率。因此，本发明的目的是对现有技术进行改进，提供一种蚀刻速率更高的酸性蚀刻液。金属硝酸盐促进剂可加入目前常规的氯化铜体系酸性蚀刻液中，配合自动添加系统使用，蚀刻速率更高，成本更低。
本发明提供一种酸性蚀刻液，其特征在于：包含二价铜离子和作为蚀刻速率促进剂的金属硝酸盐。
所述金属硝酸盐优选为碱金属硝酸盐，特别优选为硝酸钠或硝酸钾。
所述酸性蚀刻液中金属硝酸盐的浓度优选在0.01-0.70g/L的范围内，更优选在0.1-0.5g/L的范围内。
所述二价铜离子优选来源于氯化铜、溴化铜、硫酸铜、或氧化铜。
一种实施方案中，所述酸性蚀刻液优选还包含盐酸。另一种实施方案中，所述酸性蚀刻液优选还包含氯化钠、氯化铵或氯化钾。
另一方面，本发明提供一种金属硝酸盐在用于制造印刷线路板的酸性蚀刻中作为蚀刻速率促进剂的用途。所述金属硝酸盐优选为碱金属硝酸盐，特别优选为硝酸钠或硝酸钾。
我们对含不同浓度硝酸钾的氯化铜体系酸性蚀刻液的蚀刻速率进行了考察。对比实验结果表明，加到氯化铜体系酸性蚀刻液中的硝酸钾浓度达到0.50g/L时，蚀刻速率可提高10％。
本发明对照现有技术的有益效果是，本发明的酸性蚀刻液速率促进剂可以有效的提高酸性蚀刻液的蚀刻速率、并且成本比较低。
附图说明
附图为本发明的酸性蚀刻液中硝酸钾的浓度与蚀刻速率的关系图。
具体实施方式
以下结合4个实施例作进一步详述。
由于在酸性蚀刻过程中发生了如下反应：
(1)CuCl2+Cu→2CuCl(一价铜化合物不溶于水，附着在印刷线路板的表面)
(2)CuCl+2HCl→[CuCl3]2-+2H+(一价铜化合物与氯离子形成络合物，溶于母液中)
(3)[CuCl3]2-+氧化剂→CuCl2(一价铜化合物通过氧化物再生为二价铜化合物)
从中可以看出，二价铜化合物具有蚀刻能力，而一价铜化合物没有蚀刻铜的能力。为了提高蚀刻速率，必须让蚀刻母液中二价铜化合物维持较高的浓度，即氧化剂的再生速率要快。氧化性强的硝酸盐，其再生二价铜化合物的速率应较高。
为了证实本发明的设想，在酸性蚀刻线上进行了实验，其中将本发明的蚀刻速率促进剂硝酸钾添加到常用氯化铜体系酸性蚀刻的母液中，4个实施例中硝酸钾的浓度分别为0.10g/L、0.20g/L、0.25g/L、0.50g/L。
首先测定没有加入硝酸钾时的蚀刻速率。用于测试的蚀刻母液的主要组成及浓度如下：
蚀刻母液
Cu离子浓度：2.2mol/L
盐酸：2.2mol/L
水：余份
蚀刻机为亚智公司的蚀刻线，蚀刻液经可调节喷淋压力的喷淋管到达印刷电路板的表面。实验时，喷淋压力为0.2-0.25MPa，蚀刻液温度为50℃。
逐渐提高蚀刻母液中硝酸钾的浓度，其余测试条件与没有添加硝酸钾时一致。附图给出了测试结果。可以发现，蚀刻速率随着硝酸钾浓度的增大而迅速提高。当硝酸钾浓度达到0.10g/L时，蚀刻速率可提高5％。当硝酸钾浓度超过0.25g/L时，蚀刻速率增加的程度减缓。当硝酸钾浓度达到0.50g/L时，蚀刻速率可提高10％。
以上所述仅为本发明的几个较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的等同变换，均为本发明权利要求范围所覆盖。
Claims (10)
1、一种酸性蚀刻液，其特征在于：包含二价铜离子和作为蚀刻速率促进剂的金属硝酸盐。
2、如权利要求1所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：所述金属硝酸盐为碱金属硝酸盐。
3、如权利要求2所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：所述碱金属硝酸盐为硝酸钠或硝酸钾。
4、如权利要求1所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：酸性蚀刻液中金属硝酸盐的浓度在0.01-0.70g/L的范围内。
5、如权利要求4所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：金属硝酸盐的浓度在0.1-0.5g/L的范围内。
6、如权利要求1所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：所述二价铜离子来源于氯化铜、溴化铜、硫酸铜、或氧化铜。
7、如权利要求1所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：还包含盐酸。
8、如权利要求1所述的一种酸性蚀刻液，其特征在于：还包含氯化钠、氯化铵或氯化钾。
9、一种金属硝酸盐在用于制造印刷线路板的酸性蚀刻中作为蚀刻速率促进剂的用途。
10、如权利要求9所述用途，其特征在于：所述金属硝酸盐为硝酸钠或硝酸钾。
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