CN109536961A - 蚀刻液及蚀刻液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蚀刻液及蚀刻液的制备方法，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：过硫酸铵150克/升‑350克/升；稳定剂10克/升‑110克/升；促进剂0.01克/升‑0.05克/升；表面活性剂0.001克/升‑0.5克/升；水余量。上述蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生污染，消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，有利于清洁生产。且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。

Description

蚀刻液及蚀刻液的制备方法

技术领域

本发明涉及线路板加工技术领域，特别是涉及一种蚀刻液及蚀刻液的制备方法。

背景技术

在以铜基线路板的蚀刻工艺中，化学蚀刻液的典型体系有：三氯化铁体系、酸性氯化铜体系和碱性氯化铜体系，这三种体系都含有大量的氯离子，在生产过程中会污染工作场所，不利于清洁生产。虽然有资料介绍硫酸-过氧化氢化学铣切体系，但该体系酸度高，过氧化氢易分解，稳定性差，且铣切速度较慢，生产效率不高。同时，在生产中大量使用硫酸和高浓度过氧化氢也给生产带来不利的安全隐患。在线路板的制作中虽有相关文献涉及到硫酸-过硫酸铵体系的应用，这种方法稳定性差，铣切速度慢，大多是用于微粗化处理而并没有用于线路板铜箔的化学铣切的应用介绍。

为此，开发一种无氯离子、弱酸性以及铣切速度较快的蚀刻液及蚀刻液的制备方法。

发明内容

基于此，有必要提供一种无氯离子、弱酸性以及铣切速度较快的蚀刻液及蚀刻液的制备方法。

一种蚀刻液，包括如下质量浓度的各组分：

需要说明的是，化学的铣切工艺，是将金属坯料经过化学腐蚀溶液处理，利用溶液的腐蚀作用去除表面金属的工艺方法。广义的讲，化学的蚀刻也可认为是铣切。又如，所述蚀刻液为铣切液。

在其中一个实施例中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二乙基己基硫酸钠和亚甲基双萘磺酸钠中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述促进剂为硝酸银。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为硝酸铵、硝酸和硫酸铵中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为硝酸铵、硝酸和硫酸铵，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

在其中一个实施例中，所述稳定剂为硝酸铵，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

在其中一个实施例中，所述蚀刻液的使用温度为50摄氏度-60摄氏度。

在其中一个实施例中，所述蚀刻液的使用温度为55摄氏度-60摄氏度。

在其中一个实施例中，所述过硫酸铵在所述蚀刻液中的质量浓度为200克/升-250克/升。

一种蚀刻液的制备方法，所述蚀刻液为如上任一实施例中所述的蚀刻液，所述蚀刻液的制备方法包括如下步骤：

将稳定剂加入到水中进行第一次搅拌混合操作后，得到第一混合物；

将过硫酸铵加入到第一混合物中，进行第二次搅拌混合操作后，得到第二混合物；

将促进剂和表面活性剂加入到第二混合物中，进行第三次搅拌混合操作后，得到所述蚀刻液。

上述蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生氯相关污染，从而消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，有利于清洁生产。同时其腐蚀产物即为硫酸铜，对于过饱和的铜盐可以通过冷却结晶的方式回收其大部分，回收的铜盐通过简单处理即可用于化学镀铜液的配制或电镀铜的添加，经结晶回收后的废液可通过分析调整化学铣切液中的主盐及辅助盐的浓度即可获得再生并重新使用，节约了生产成本，提升了回收利用率，减少了废水排放，有利于清洁生产的实现。上述蚀刻液，酸度较弱，稳定性较好，且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。上述蚀刻液不仅适用于铜基线路板的化学铣切，同时也适用于其他铜及铜合金的化学铣切，采用上述蚀刻液不仅可以获得较高的经济效益，同时也可获得更好的环境效益。

附图说明

图1为本发明一实施例的蚀刻液的制备方法的步骤示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如，一种蚀刻液，包括如下质量浓度的各组分：

上述蚀刻液，通过采用150克/升-350克/升的过硫酸铵，以及辅以10克/升-110克/升稳定剂和0.01克/升-0.05克/升的促进剂，能够解决传统单纯使用过硫酸铵处理时的铣切速度较慢以及铣切精度较差的问题。通过采用150克/升-350克/升的过硫酸铵，以及辅以10克/升-110克/升稳定剂和0.01克/升-0.05克/升的促进剂，酸度较弱，稳定性较好，且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。上述蚀刻液不仅适用于铜基线路板的化学铣切，同时也适用于其他铜及铜合金的化学铣切，采用上述蚀刻液不仅可以获得较高的经济效益，同时也可获得更高的环境效益。上述蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生污染，消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，有利于清洁生产。同时其腐蚀产物即为硫酸铜，对于过饱和的铜盐可以通过冷却结晶的方式回收其大部分，回收的铜盐通过简单处理即可用于化学镀铜液的配制或电镀铜的添加，经结晶回收后的废液可通过分析调整化学铣切液中的主盐及辅助盐的浓度即可获得再生并重新使用，减少了废水排放，有利于清洁生产的实现。通过采用0.001克/升-0.5克/升的表面活性剂，能够消除铣切过程中产生的气泡，从而能够进一步提高蚀刻速率和蚀刻精度。当然，也可以理解为提高铣切速率和铣切精度。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为硝酸铵、硝酸和硫酸铵中的至少一种。如此，能够提供较为稳定的作用，能够使得150克/升-350克/升的过硫酸铵的蚀刻体系或者铣切体系稳定性较好。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为硝酸铵，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

经过申请人研究发现，通过将稳定剂为硝酸铵，且将硝酸铵的质量浓度选择为20克/升-60克/升，能够使得蚀刻液更为稳定，能够进一步提高蚀刻速率和蚀刻精度。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为硝酸铵、硝酸和硫酸铵，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

如此，经过申请人研究发现，通过将稳定剂选择为硝酸铵、硝酸和硫酸铵，且将硝酸铵的质量浓度控制为20克/升-60克/升；硝酸的质量浓度控制为10克/升-50克/升；硫酸铵的质量浓度控制为10克/升-50克/升，能够使得蚀刻液更为稳定，能够更进一步提高蚀刻速率和蚀刻精度。

在其中一个实施例中，所述促进剂为硝酸银。如此，其与150克/升-350克/升的过硫酸铵共同使用时，尤其是0.01克/升-0.05克/升的硝酸银与150克/升-350克/升的过硫酸铵共同使用时，能够较好地促过硫酸铵的蚀刻速率。需要说明的是，当硝酸银的质量浓度低于0.01克/升时，其对150克/升-350克/升的过硫酸铵的促进作用有限，对蚀刻效率的促进有限。当将硝酸银的质量浓度高于0.05克/升时，硝酸银会附在金属铜表面，产生置换化学反应，生成白色固体的杂质，进而影响蚀刻剂的蚀刻效率。当将硝酸银的质量浓度控制在0.01克/升-0.05克/升时，其能够起到较佳的促进效果。

在其中一个实施例中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二乙基己基硫酸钠和亚甲基双萘磺酸钠中的至少一种。如此，能够起到较好地消泡作用，能够进一步提高蚀刻速率和蚀刻精度。

需要进一步说明的是，传统已有单纯使用过硫酸铵进行蚀刻或者铣切的方案，然而，现有的采用过硫酸铵溶液进行铣切，受限于过硫酸铵溶液稳定性差以及铣切速率和铣切精度较差的问题，通常只能在进行粗刻或者初步铣切，在传统的过硫酸铵溶液处理之后，需要结合其它的铣切工艺或者蚀刻工艺以进一步的加工，如此，使得工艺极为繁琐不便。此外，现有技术也有采用硫酸配合过硫酸铵来进行铣切的方法，然而，此方法铣切速度依然较慢。后续传统中有采用硝酸结合过硫酸铵来进行铣切的方法，虽然能够在一定程度上提高铣切速度，但极容易产生黄烟，严重污染环境。

本申请通过采用150克/升-350克/升的过硫酸铵，以及辅以10克/升-110克/升稳定剂和0.01克/升-0.05克/升的促进剂，能够解决传统单纯使用过硫酸铵处理时的铣切速度较慢以及铣切精度较差的问题。通过采用150克/升-350克/升的过硫酸铵，以及辅以10克/升-110克/升稳定剂和0.01克/升-0.05克/升的促进剂，酸度较弱，稳定性较好，且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。上述蚀刻液不仅适用于铜基线路板的化学铣切，同时也适用于其他铜及铜合金的化学铣切，采用上述蚀刻液不仅可以获得较高的经济效益，同时也可获得更高的环境效益。上述蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生污染，消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，使用过程中不会产生黄烟，有利于清洁生产。同时其腐蚀产物即为硫酸铜，对于过饱和的铜盐可以通过冷却结晶的方式回收其大部分，回收的铜盐通过简单处理即可用于化学镀铜液的配制或电镀铜的添加，经结晶回收后的废液可通过分析调整化学铣切液中的主盐及辅助盐的浓度即可获得再生并重新使用，减少了废水排放，有利于清洁生产的实现。

在其中一个实施例中，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

如此，通过采用如上质量浓度的各组分的蚀刻液，稳定性更好，能够进一步提高蚀刻速率，蚀刻速率能够到9微米/分钟以上。

在其中一个实施例中，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

如此，通过采用如上质量浓度的各组分的蚀刻液，稳定性更好，能够进一步提高蚀刻速率，蚀刻速率能够到8.5微米/分钟以上。

在其中一个实施例中，所述蚀刻液的使用温度为50摄氏度-60摄氏度。在其中一个实施例中，所述蚀刻液的使用温度为55摄氏度-60摄氏度。如此，其使用效果最佳，能够达到较佳的蚀刻速率。

上述蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生污染，消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，有利于清洁生产。同时其腐蚀产物即为硫酸铜，对于过饱和的铜盐可以通过冷却结晶的方式回收其大部分，回收的铜盐通过简单处理即可用于化学镀铜液的配制或电镀铜的添加，经结晶回收后的废液可通过分析调整化学铣切液中的主盐及辅助盐的浓度即可获得再生并重新使用，减少了废水排放，有利于清洁生产的实现。上述蚀刻液，酸度较弱，稳定性较好，且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。上述蚀刻液不仅适用于铜基线路板的化学铣切，同时也适用于其他铜及铜合金的化学铣切，采用上述蚀刻液不仅可以获得较高的经济效益，同时也可获得更高的环境效益。

本发明还提供一种蚀刻液的制备方法，所述蚀刻液为如上任一实施例中所述的蚀刻液，所述蚀刻液的制备方法包括如下步骤：

S110：将稳定剂加入到水中进行第一次搅拌混合操作后，得到第一混合物；

本实施例中，通过将稳定剂加入到水中进行第一次搅拌混合操作后，得到第一混合物；后续再加入过硫酸铵，以此使得过硫酸铵溶液稳定性较好。

S120：将过硫酸铵加入到第一混合物中，进行第二次搅拌混合操作后，得到第二混合物；

本实施例中，通过加入稳定剂，使得溶液呈现弱碱性，然后在加入过硫酸铵，如此，使得刻蚀液体系更为稳定。

S130：将促进剂和表面活性剂加入到第二混合物中，进行第三次搅拌混合操作后，得到所述蚀刻液。

本实施例中，通过将促进剂和表面活性剂加入到第二混合物中，进行第三次搅拌混合操作后，得到所述蚀刻液。

上述蚀刻液的制备方法制备得到的蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生污染，消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，有利于清洁生产。同时其腐蚀产物即为硫酸铜，对于过饱和的铜盐可以通过冷却结晶的方式回收其大部分，回收的铜盐通过简单处理即可用于化学镀铜液的配制或电镀铜的添加，经结晶回收后的废液可通过分析调整化学铣切液中的主盐及辅助盐的浓度即可获得再生并重新使用，减少了废水排放，有利于清洁生产的实现。上述蚀刻液，酸度较弱，稳定性较好，且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。上述蚀刻液不仅适用于铜基线路板的化学铣切，同时也适用于其他铜及铜合金的化学铣切，采用上述蚀刻液不仅可以获得较高的经济效益，同时也可获得更高的环境效益。

下面给出具体实施例

实施例1

将铜基PCB板经过清洗和制作防蚀线路图形之后，将铜基PCB经过如下蚀刻液进行处理，化学蚀刻的温度为55摄氏度。

一种蚀刻液，包括如下质量浓度的各组分：

蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

经试验，在铜基PCB板厚度为2OZ的情况下，蚀刻速率能够达到8.5微米/分钟以上。在铜基PCB板厚度为1OZ的情况下，蚀刻速率能够达到5微米/分钟-8.5微米/分钟或以上。

实施例2

一种蚀刻液，包括如下质量浓度的各组分：

蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

经试验，在铜基PCB板厚度为2OZ的情况下，蚀刻速率能够达到9.2微米/分钟以上。在铜基PCB板厚度为1OZ的情况下，蚀刻速率能够达到7微米/分钟-9.2微米/分钟或以上。

对比例1

与实施例1不同的是，采用普通的过硫酸铵溶液进行蚀刻，其中过硫酸铵的质量浓度为245克/升。

经试验，在铜基PCB板厚度为2OZ的情况下，蚀刻速率约为1.8μm/min。

对比例2

与实施例1不同的是，采用对比的蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

过硫酸铵245克/升；

硝酸银0.03克/升；

十二烷基苯磺酸钠0.15克/升。

经试验，在铜基PCB板厚度为2OZ的情况下，蚀刻速率约为2.4μm/min。

经过实施例1、实施例2和对比例1及对比例2的对比可以看出，本发明提供的蚀刻液能够显著提高刻蚀速率。能够直接将本发明提供的蚀刻液用于主要蚀刻工艺使用。

需要说明的是，传统的单纯使用过硫酸铵溶液应用于PCB板的蚀刻工艺时，受限于其刻蚀效率较低的问题，通常只能用作粗蚀刻用，后续还需要结合其它他蚀刻工艺进行蚀刻，方能满足PCB线路板蚀刻工艺要求。虽然后续有采用硫酸-过硫酸铵溶液，但酸度过高，且依然蚀刻速率较低。后续虽然也有采用硝酸-过硫酸铵溶液，能够在一定程度上提高铣切速度，但该体系极容易因为硝酸挥发产生黄烟，不利于生产人员的安全，对生产控制要求较高，且对环境危害较大。

本发明提供的蚀刻液，相对于传统的蚀刻液，未含氯，因此，蚀刻液体系中未包含氯离子，不会对环境产生污染，消除了因氯离子所造成的环境及大气污染，有利于清洁生产。同时其腐蚀产物即为硫酸铜，对于过饱和的铜盐可以通过冷却结晶的方式回收其大部分，回收的铜盐通过简单处理即可用于化学镀铜液的配制或电镀铜的添加，经结晶回收后的废液可通过分析调整化学铣切液中的主盐及辅助盐的浓度即可获得再生并重新使用，减少了废水排放，有利于清洁生产的实现。上述蚀刻液，酸度较弱，稳定性较好，且在蚀刻过程中，铣切速度较快，能够适用于铜基线路板的化学铣切。上述蚀刻液不仅适用于铜基线路板的化学铣切，同时也适用于其他铜及铜合金的化学铣切，采用上述蚀刻液不仅可以获得较高的经济效益，同时也可获得更高的环境效益。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种蚀刻液，其特征在于，包括如下质量浓度的各组分：

2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二乙基己基硫酸钠和亚甲基双萘磺酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述促进剂为硝酸银。

4.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述稳定剂为硝酸铵、硝酸和硫酸铵中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的蚀刻液，其特征在于，所述稳定剂为硝酸铵、硝酸和硫酸铵，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

6.根据权利要求4所述的蚀刻液，其特征在于，所述稳定剂为硝酸铵，蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：

7.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液的使用温度为50摄氏度-60摄氏度。

8.根据权利要求7所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液的使用温度为55摄氏度-60摄氏度。

9.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述过硫酸铵在所述蚀刻液中的质量浓度为200克/升-250克/升。

10.一种蚀刻液的制备方法，其特征在于，所述蚀刻液为如权利要求1至9任一项中所述的蚀刻液，所述蚀刻液的制备方法包括如下步骤：

将稳定剂加入到水中进行第一次搅拌混合操作后，得到第一混合物；

将过硫酸铵加入到第一混合物中，进行第二次搅拌混合操作后，得到第二混合物；

将促进剂和表面活性剂加入到第二混合物中，进行第三次搅拌混合操作后，得到所述蚀刻液。