CN107740105A - 一种碱性蚀刻液及其制备方法 - Google Patents

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蒙昌才
黄远敏
余欣荣
谭奇亮
詹校东
李小丹
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/32—Alkaline compositions
    • C23F1/34—Alkaline compositions for etching copper or alloys thereof

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Abstract

本发明公开了一种碱性蚀刻液，其特征在于，包括下述组分：氯化铵、碳酸氢铵、氨水和添加剂；其中：所述添加剂为脲类。本发明的碱性蚀刻液，在使用过程中溶液是碱性，对设备要求不高；使用成本低，操作安全环保，检测控制系统简单；低侧蚀，适用于密集、细线路板的生产，可自动控制蚀刻速度；蚀刻速度快；稳定性高。

Description

一种碱性蚀刻液及其制备方法
技术领域
本发明属于金属蚀刻的技术领域，具体涉及一种碱性蚀刻液及其制备方法，尤其涉及一种用于印刷线路板上金属铜的碱性蚀刻液。
背景技术
印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件电气连接的载体。随着现代科学的发展，印刷线路板的发展水平是衡量一个国家的电子化信息水平的重要标志。
印刷线路板质量的好坏直接关系到电子设备的质量，使用年限，如果电子设备是用于民用产品，则关系到千家万户。
蚀刻液的作用是在基材上的铜面蚀刻成线路形。有酸性型、碱性型之分。目前，碱性蚀刻液主要成分有：
1.氯化铜型。如1979年版的印制电路手册(Printed Circuits Handbook)中介绍的国内目前大多采用下列配方：CuCl2·2H2O 100～150g/L、NH4Cl 100g/L、NH3·H2O 670～700ml/L，再添加一定量的磷酸铵。这是目前国内还在使用的配方之一。
配制后溶液pH值在9.6左右，溶液中各组份的作用如下：NH3·H2O的作用是作为配合剂，使铜保持在溶液里；NH4Cl的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳定性；(NH4)3PO4的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁。
2.氯化铵型。主要成分为氯化铵、碳酸氢铵、氨水。这是一种最为简单的碱性蚀刻液，因此也是目前国内最常用的碱性蚀刻液之一。
现有的碱性蚀刻液技术中，普遍采用无机化合物进行复配，从而造成蚀刻速率不稳定，蚀刻均匀性较差。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种碱性蚀刻液，通过调整配方，加入添加剂，使蚀刻速度可控，提高蚀刻的均匀性。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供了一种碱性蚀刻液，包括下述组分：氯化铵、碳酸氢铵、氨水、添加剂和水；
其中：所述添加剂为脲类。
优选地，所述脲类为尿素、硫脲或双硫脲中的一种或几种。
优选地，氯化铵的用量为200-500重量份，碳酸氯铵的用量为25-50重量份，氨水浓度为25％，氨水用量为15-500重量份，添加剂用量小于10重量份。
优选地，所述碱性蚀刻液的密度(20℃)为1.020-1.040，pH值为9-10，碱度为4.0-7.0mol/L，氯离子含量为4.6-5.5mol/L，色度小于20，透明度大于140。
根据本发明的另一方面，一种制备碱性蚀刻液的方法，包括下述步骤：打开反应装置入孔盖，将氯化铵、碳酸氢铵和添加剂加入反应装置中，然后将氨水加入，并加入水，搅拌溶解均匀，得到碱性蚀刻液。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
在使用过程中溶液是碱性，对设备要求不高；使用成本低，操作安全环保，检测控制系统简单；低侧蚀，适用于密集、细线路板的生产，可自动控制蚀刻速度；蚀刻速度快；稳定性高。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提出一种碱性蚀刻液及其制备方法，适用于印刷线路板，以更有效地用于印制线路板生产中将铜面蚀刻成形。
本发明印刷线路板用碱性蚀刻液制备方法的技术手段，是通过配方成分的调整，在作用原理不变的情况下，采用同等作用的另类化学物质，使其在性能方面更具有新的特点和作用。
本发明印刷线路板用碱性蚀刻液制备方法的技术方案，是将各化学成分按一定的比例混合在一起，将所用原料按一定顺序混合均匀。产品是制成单液型的，各组分按其作用原理各司其责，达到蚀刻铜成形的目的。
本发明印刷线路板用碱性蚀刻液制备方法的工作原理：
1.氯化铵，提供氯离子，将氧化生成的铜离子与氯离子结合成配合物，防止生成沉淀物。
2.碳酸氢铵，起到清洁的作用；
3.氨水，调节pH值，以最低侧蚀为原则，同时将氧化生成的铜离子与氨分子结合成配合物Cu(NH3)4Cl2，防止生成沉淀物；
4.添加剂(脲类，包括尿素、硫脲、双硫脲等)，加快蚀刻铜速度，利于低侧蚀率。
本品的优点在于配方简单、经济环保、特别是废液容易处理。蚀刻速率稳定、蚀刻均匀、生产成本低等优点，通过调节PH值可以控制侧蚀程度。
根据蚀刻液制备量的大小，可等比例放大或缩小各原料的用量。
实施例1
100mL碱性蚀刻液及其制备方法：
氯化铵：30g
碳酸氢铵：5g
氨水：浓度为25％，48g
添加剂：0.4g
余量为水。
在烧杯中加入氯化铵、碳酸氢铵、氨水，添加剂(脲类，包括尿素、硫脲、双硫脲等)，加水至100mL，搅拌均匀，得到碱性蚀刻液。
所得蚀刻液的参数如下：
密度，(20℃)：1.020-1.040
pH值：9.5±0.5
碱度，mol/L：4.0-7.0
氯离子含量，mol/L：4.6-5.5
色度，度：≤20
透明度：≥140。
实施例2：
1000L碱性蚀刻液及其制备方法：
氯化铵：200-500Kg
碳酸氢铵：25-50Kg
氨水：浓度为25％，15-500Kg
添加剂：小于10Kg
余量为水。
在烧杯中加入氯化铵、碳酸氢铵、氨水，添加剂(脲类，包括尿素、硫脲、双硫脲等)，加水至1000L，搅拌均匀，得到碱性蚀刻液。
所得蚀刻液的参数如下：
密度(20℃)：1.020-1.040
pH值：9.5±0.5
碱度：4.0-7.0mol/L
氯离子含量：4.6-5.5mol/L
色度：≤20
透明度：≥140。
本产品属于低氨、高铜≧135g/L，蚀铜速度快(2-3ml/min)，低侧蚀，适用于高精密内层板和外层板蚀刻、密集细线路板蚀刻。
以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种碱性蚀刻液，其特征在于，包括下述组分：氯化铵、碳酸氢铵、氨水和添加剂；
其中：所述添加剂为脲类。
2.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液，其特征在于，所述脲类为尿素、硫脲或双硫脲中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液，其特征在于，氯化铵的用量为200-500重量份，碳酸氯铵的用量为25-50重量份，氨水浓度为25％，氨水用量为15-500重量份，添加剂用量小于10重量份。
4.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液，其特征在于，所述碱性蚀刻液的密度(20℃)为1.020-1.040，pH值为9-10，碱度为4.0-7.0mol/L，氯离子含量为4.6-5.5mol/L，色度小于20，透明度大于140。
5.一种制备碱性蚀刻液的方法，其特征在于，包括下述步骤：打开反应装置入孔盖，将氯化铵、碳酸氢铵和添加剂加入反应装置中，然后将氨水加入，并加入水，搅拌溶解均匀，得到碱性蚀刻液。
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