CN117187810A - 一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其应用，所述高频高速线路板用微蚀粗化液包括混合酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水；所述混合酸包括硫酸和硝酸，本发明所述高频高速线路板用微蚀粗化液能在低微蚀量条件下对铜进行粗化处理，具有较佳的清洁粗化效果，在铜面形成凹凸有致的微观结构，所述高频高速线路板用微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值与传统硫酸‑双氧水体系微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值接近，但粗糙度Rz值更低，能够降低高频高速信号的传输损失。
Description
技术领域
本发明属于线路板制造领域，具体涉及一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其应用。
背景技术
电子产品的短、小、轻、薄化推动线路板朝着多层化，密集化方向发展，对产品的可靠性要求也越来越高。此外，随着5G技术及其他高频高速应用技术的发展，如云服务器、以太网、汽车雷达等，大量数据传输和高速信号传输成为了新的需求，推动印制电路板(PCB)朝着高频高速方向发展，高频高速线板的市场份额逐年升高。
由于高频信号具有“趋肤”效应，即信号传输集中于导体表层，当频率达到1GHz时，其信号在导线表面传输的深度仅有2.1μm，如果导体表面粗糙度过高，信号的传输仅在粗糙度范围内进行，导致信号传输损失大幅提高，并且信号频率越高，“趋肤”效应越明显，所以要减少传输信号损失就必须减少导体的表面阻抗，即表面粗糙度。但是在PCB制造流程中，为了提高铜面与其他介质材料如树脂、感光抗蚀层、金属之间的结合力，通常需要对铜面进行微蚀粗化处理，为了避免出现介质材料与铜面出现结合不良，提高可靠性。
CN115928072A公开了一种铜面微蚀粗化液及其应用，所述铜面微蚀粗化液的溶剂包括水，溶质包括铜离子、氯离子、有机酸、有机酸盐与0.00001～0.007mol/L的缓蚀剂，该技术方案提供的铜面微蚀粗化液能够有效提高铜面的粗糙度，从而提高感光抗蚀层与油墨等介电材料以及锡、镍、钯与金等金属在铜面上的附着力。
CN114134505A公开了一种碱性微蚀粗化液及电路板引线粗化方法，碱性微蚀粗化液，包括A溶液和B溶液，所述A溶液组分包括按质量百分比浓度计的如下组分：醇胺10％-40％、有机酸2％-8％、缓蚀剂0.15％-1％、表面活性剂0.1％-0.3％和水溶液51％-86％；所述B溶液组分包括按质量百分比浓度计的如下组分：醇胺10％-40％、有机酸2％-8％、有机铜1.8％-10％、缓蚀剂0.1％-1％、表面活性剂0.1％-0.3％和水溶液42％-86％，该技术方案提供的碱性微蚀粗化液能够对线路板上引线框架的表面进行微蚀粗化并达到传统微蚀粗化液微蚀粗化的效果。
然而，现有技术的粗化微蚀液粗化后的铜面的粗糙度Ra值通常可达0.3μm，但Rz值可达3～4μm，过高的Rz值不利于信号传输。此外，现有技术的微蚀粗化剂需要在较高微蚀量条件下，通常大于1μm，才能在铜面形成凹凸有致的微观结构，易造成密集细线路铜损失过大。
因此，需要开发一种能够在较低微蚀量条件下使用，粗化后的铜表面的粗糙度Ra值与传统微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值接近，但表面粗糙度Rz值更低的微蚀粗化液。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其应用，所述高频高速线路板用微蚀粗化液能在低微蚀量条件下对铜进行粗化处理，具有较佳的清洁粗化效果，在铜面形成凹凸有致的微观结构，所述高频高速线路板用微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值与传统硫酸-双氧水体系微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值接近，但表面粗糙度Rz值更低，能够降低高频高速信号的传输损失。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液，所述高频高速线路板用微蚀粗化液包括混合酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水；
所述混合酸包括硫酸和硝酸。
本发明中，所述混合酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水复配，制备得到的高频高速线路板用微蚀粗化液能在低微蚀量条件下对铜进行粗化处理，具有较佳的清洁粗化效果，在铜面形成凹凸有致的微观结构，所述高频高速线路板用微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值与传统硫酸-双氧水体系微蚀粗化液接近，但表面粗糙度Rz值更低，能够降低高频高速信号的传输损失。
本发明中，所述银离子主要存在两大作用：一方面微蚀反应中银离子能够与铜之间发生置换反应并生成银单质，银单质作为抗蚀层从而削弱铜晶体不同方向上的微蚀速率；另一方面，由于晶界处铜原子活性更强，银单质能够更快的在晶界处沉积，削弱晶面与晶界处微蚀速率的差异，进而降低腐蚀深度，降低垂直方向粗糙度。然而，银单质的不断沉积会导致银离子浓度的降低，缩短高频高速线路板用微蚀粗化液寿命，并且银单质的过量沉积会导致抗蚀作用过强，难以形成凹凸有致的微观结构。添加硝酸的目的在于：硝酸既可以作为氧化剂和铜反应，加速微蚀反应，同时能够和沉积的银单质反应，促进银离子的再生，延长微蚀液寿命。
优选地，所述硫酸和硝酸的质量浓度比为5-15:1，例如6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1或14:1等。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中混合酸的质量浓度为50-360g/L，例如60g/L、80g/L、100g/L、120g/L、140g/L、160g/L、180g/L、250g/L、300g/L或350g/L等。
优选地，所述双氧水中过氧化氢的质量百分比浓度为30-40wt％，例如31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％或39wt％等。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中双氧水的质量浓度为10-30g/L，例如12g/L、14g/L、16g/L、18g/L、20g/L、22g/L、24g/L、26g/L或28g/L等。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子的质量浓度为0.001-0.02g/L，例如0.002g/L、0.005g/L、0.008g/L、0.01g/L、0.013g/L、0.015g/L、0.018g/L或0.019g/L等。
本发明中，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子的质量浓度(g/L)＝高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子的摩尔浓度(mol/L)×107.8682(g/mol)。
本发明中，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子的质量浓度优选为0.001-0.02g/L，若银离子的质量浓度过低，则形成的单质银抗蚀层过快被溶解，对降低腐蚀深度，降低垂直方向粗糙度的效果差，粗糙度高；若银离子的质量浓度过高，则银单质的过量沉积，银离子腐蚀铜后形成的单质银抗蚀层不易去除，粗糙度低。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子和硝酸的质量浓度比为1:750-8000，例如1:1000、1:2000、1:3000、1:3500、1:4000、1:4500、1:5000、1:6000、1:6500、1:7000或1:7500等。
本发明中，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子和硝酸的质量浓度比优选为1:750-8000，若银离子和硝酸的质量浓度比过大，即银离子浓度相对过高，则银离子腐蚀铜后形成的单质银抗蚀层不易去除，导致微蚀速率低，粗糙度低；若银离子和硝酸的质量浓度比过小，即银离子浓度相对过低，则腐蚀过程形成的单质银抗蚀层过快被溶解，不能发挥作用，微蚀后的铜表面粗糙度Rz值较大。
优选地，所述双氧水稳定剂包括吗啉类化合物和/或磺酰胺类化合物。
优选地，所述吗啉类化合物包括硫代吗啉、2-氨乙基吗啉、4-环己基吗啉、4-(2-羟乙基)吗啉、2-甲基吗啉、吗啉乙磺酸或2-吗啉乙酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述磺酰胺类化合物包括N-(2-氨基乙基)-4-甲基苯磺酰胺、4-羟基苯磺酰胺、对甲苯磺酰脲、4-(2-氨乙基)苯磺酰胺、2-噻吩磺酰胺或5-氨基-2-甲基苯磺酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中双氧水稳定剂的质量浓度为0.5-10g/L，例如0.6g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L或9g/L等。
优选地，所述缓蚀剂包括噻唑类衍生物。
优选地，所述噻唑类衍生物包括2-氨基-4-异丙基-5-氯噻唑、5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸、2-(2,5-二氯噻唑-4-基)乙酸、2-氨基-3-(2,5-二氯噻唑-4-基)丙酸、2-(2,5-二氯噻唑-4-基)乙-1-胺、N-(2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)乙基)乙酰胺、2-(2-氯噻唑-4-基)-2-氧代乙酸、4-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸、(2-氯-噻唑-5-甲基)-甲基-胺、2-氯-4-氨基甲基噻唑、2-氨基-5-溴噻唑、2-甲氧基甲基-5-氯甲基噻唑、2-氨基-4-氯甲基噻唑或5-(2-氯乙基)噻唑-2-胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中缓蚀剂的质量浓度为0.5-2g/L，例如0.6g/L、0.7g/L、0.9g/L、1g/L、1.2g/L、1.3g/L、1.5g/L、1.7g/L、1.8g/L或1.9g/L等。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中缓蚀剂和银离子的质量浓度比为50-500:1，例如60:1、80:1、100:1、150:1、200:1、250:1、300:1、350:1、400:1或450:1等。
本发明中，所述银离子与缓蚀剂之间存在相互作用，微蚀反应过程中，铜晶体表面与晶界的活性存在差异，晶界处铜活性更强，微蚀速率更快，添加缓蚀剂后，缓蚀剂优先吸附在铜晶体表面上，进一步扩大造成晶界与晶体表面腐蚀速率的差异，从而导致晶体纵向腐蚀过深，粗糙度过大；当添加银离子后，一方面，银离子可单独作为氧化剂与铜反应并产生单质银抗蚀层，同时晶界处反应速率快，因此单质银抗蚀层能够在晶界处快速形成，抑制晶界处的腐蚀；另一方面，银离子能够与缓蚀剂分子中的N，S等原子作用，形成钝化膜吸附在铜面上，进一步抑制纵向腐蚀，从而避免腐蚀过深。
本发明中，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中缓蚀剂与银离子的质量浓度比优选为50-500:1，若缓蚀剂与银离子的质量浓度比过大，即缓蚀剂浓度过高，则会导致微蚀速率明显下降，且缓蚀剂浓度过高可能导致铜表面和晶界处的吸附量差异性较小，从而不能形成凹凸有致的微观结构，同时缓蚀剂浓度过高，缓蚀剂与银离子以及铜离子作用后形成的钝化膜较厚，钝化膜破碎时间较长，进而也会导致显著降低微蚀速率，导致微蚀后的铜面难以形成凹凸有致的微观结构，进而导致粗糙度值较低；若缓蚀剂与银离子的质量浓度比过小，则出现缓蚀剂与银离子作用后形成的钝化层较薄，破碎较快，对抑制纵向腐蚀不利，同时较低浓度的缓蚀剂也难以保证有效的粗化效果使铜面形成凹凸有致的微观结构。
优选地，所述络合剂包括含有羧酸基团和/或氨基的化合物。
本发明中，所述络合剂包括含有羧酸基团和/或氨基的化合物，其为多齿配体，分子中含有多个配位原子如N、O、P，能够有效络合铜离子或银离子，防止铜离子浓度过高加速双氧水的自分解，稳定微蚀速率。
优选地，所述含有羧酸基团和/或氨基的化合物包括2-氨基烟酸、4-氨基吡啶、2-氨基-4-甲基吡啶、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氮基三乙酸钠或羟乙基乙烯二胺三乙酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中络合剂的质量浓度为1-10g/L，例如1.5g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L或9g/L等。
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中络合剂和银离子的质量浓度比为200-1000:1。
本发明中，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中络合剂和银离子的质量浓度比优选为200-1000:1，若络合剂和银离子的质量浓度比过大，即络合剂浓度过高，高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子多数以银络合物的形式存在，则难以形成单质银抗蚀层，从而不能抑制纵向腐蚀；若络合剂和银离子的质量浓度比过小，即络合剂浓度过低，则微蚀过程中，单质银抗蚀层能够快速形成，导致抗蚀作用过强，同时单质银抗蚀层快速产生导致高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子浓度快速降低，缩短高频高速线路板用微蚀粗化液的寿命。
优选地，所述水包括去离子水。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的高频高速线路板用微蚀粗化液在线路板制造中的应用。
优选地，所述线路板为高频高速板。
优选地，所述应用包括所述如第一方面所述的高频高速线路板用微蚀粗化液在高频高速板制造流程中干膜前处理或防焊前处理的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述高频高速线路板用微蚀粗化液能在0.5～0.7μm微蚀量条件下对铜进行粗化处理，具有较佳的清洁粗化效果，在铜面形成凹凸有致的微观结构，增强铜面与介质材料的结合力，进而提高产品良率和可靠性，此外，所述高频高速线路板用微蚀粗化液处理后铜表面的粗糙度Ra值与传统硫酸-双氧水体系微蚀粗化液接近，但粗糙度Rz值相较传统硫酸-双氧水体系微蚀粗化液低30％～70％，能够降低高频高速信号的传输损失，所述高频高速线路板用微蚀粗化液可用于高频高速板制造流程中干膜前处理或防焊前处理。所述高频高速线路板用微蚀粗化液的微蚀速率0.5～0.89μm/min，微蚀量为0.55～0.7μm，粗糙度Ra值为0.17～0.35μm，粗糙度Rz值为1.42～2.7μm，优选情况下，所述高频高速线路板用微蚀粗化液的微蚀量为0.55～0.7μm，粗糙度Ra值为0.27～0.35μm，粗糙度Rz值为1.52～1.82μm。
附图说明
图1为实施例1提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图2为实施例4提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图3为实施例5提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图4为实施例6提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图5为实施例7提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图6为实施例8提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图7为实施例9提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图8为对比例1提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图；
图9为对比例2提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面的SEM图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，所述高频高速线路板用微蚀粗化液的组分按质量浓度计为：硫酸(质量百分比浓度为50wt％)140g/L、硝酸(质量百分比浓度为67wt％)15g/L、双氧水(质量百分比浓度为35wt％)30g/L、银离子(银离子来源于乙酸银)0.01g/L、双氧水稳定剂(质量比为4:1的硫代吗啉和2-噻吩磺酰胺)0.01g/L、缓蚀剂(5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸)2g/L、络合剂(2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸)5g/L，溶剂为去离子水。
所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述硫酸和硝酸的质量浓度比为9.3:1；所述银离子和硝酸的质量浓度比为1:1500；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比为200:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为500:1。
所述高频高速线路板用微蚀粗化液的制备方法为：按上述配方量将硫酸、硝酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水混合，搅拌，得到所述高频高速线路板用微蚀粗化液。
实施例2
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，所述高频高速线路板用微蚀粗化液的组分按质量浓度计为：硫酸(质量百分比浓度为50wt％)120g/L、硝酸(质量百分比浓度为67wt％)8g/L、双氧水(质量百分比浓度为35wt％)30g/L、银离子(银离子来源于硝酸银)0.001g/L、双氧水稳定剂(质量比为4:1的2-氨乙基吗啉和4-羟基苯磺酰胺)0.5g/L、缓蚀剂(5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸)0.5g/L、络合剂(4-氨基吡啶)1g/L，溶剂为去离子水。
所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述硫酸和硝酸的质量浓度比为15:1；所述银离子和硝酸的质量浓度比为1:8000；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比为500:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为1000:1。
所述高频高速线路板用微蚀粗化液的制备方法为：按上述配方量将硫酸、硝酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水混合，搅拌，得到所述高频高速线路板用微蚀粗化液。
实施例3
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，所述高频高速线路板用微蚀粗化液的组分按质量浓度计为：硫酸(质量百分比浓度为50wt％)300g/L、硝酸(质量百分比浓度为67wt％)60g/L、双氧水(质量百分比浓度为35wt％)30g/L、银离子(银离子来源于甲烷磺酸银)0.02g/L、双氧水稳定剂(质量比为4:1的硫代吗啉和2-噻吩磺酰胺)10g/L、缓蚀剂(5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸)1g/L、络合剂(羟乙基乙烯二胺三乙酸)10g/L，溶剂为去离子水。
所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述硫酸和硝酸的质量浓度比为5:1；所述银离子和硝酸的质量浓度比为1:3000；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比为50:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为500:1。
所述高频高速线路板用微蚀粗化液的制备方法为：按上述配方量将硫酸、硝酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水混合，搅拌，得到所述高频高速线路板用微蚀粗化液。
实施例4
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸替换成同质量的2-氨基-5-溴噻唑，其他与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸替换成同质量的质量浓度比为1:2的5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸和N-(2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)乙基)乙酰胺，其他与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸替换成同质量的质量浓度比为3:1的2-氨基-5-溴噻唑和2-氨基-4-氯甲基噻唑，其他与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将质量浓度比为4:1的硫代吗啉和2-噻吩磺酰胺替换成质量的质量浓度比为1:1的吗啉乙磺酸和N-(2-氨基乙基)-4-甲基苯磺酰胺，其他与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将银离子的质量浓度调整为0.005g/L，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述银离子和硝酸的质量浓度比变为1:3000；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比变为400:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为1000:1，其他与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将银离子的质量浓度调整为0.015g/L，将缓蚀剂的质量浓度调整为1.5g/L，络合剂质量调整为3g/L，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述银离子和硝酸的质量浓度比变为1:1000；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比变为100:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为200:1，其他与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将银离子的质量浓度调整为0.03g/L，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述银离子和硝酸的质量浓度比变为1:500；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比变为67:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为167:1，其他与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将银离子的质量浓度调整为0.0005g/L，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述银离子和硝酸的质量浓度比变为1:300；所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比变为40:1；所述络合剂和银离子的质量浓度比为100:1，其他与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将缓蚀剂的质量浓度调整为0.4g/L，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述缓蚀剂与银离子的质量浓度比变为40:1，其他与实施例1相同。
实施例13
本实施例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，将硝酸(浓度为67wt％)的质量浓度调整为5g/L，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中，所述银离子和硝酸的质量浓度比变为1:500，其他与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中不添加硝酸，硫酸的质量浓度调整为155g/L，其他与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中不添加银离子，其他与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中不添加络合剂，其他与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其制备方法，其与实施例1的区别仅在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液为硫酸-双氧水体系微蚀粗化液SkyRuff155A，来源于上海天承化学有限公司。
对实施例和对比例提供的高频高速线路板用微蚀粗化液进行如下性能测试。
(1)微蚀速率测定：分别将实施例1-13及对比例1-4提供的高频高速线路板用微蚀粗化液转移至喷淋机中，随后分别取17片覆铜基板(10cm×10cm)，覆铜板经质量浓度为140g/L的硫酸(H2SO4的质量百分比浓度为50wt％)的水溶液酸洗、水洗清洁表面后于喷淋条件下测试，喷淋结束后用去离子水清洗，烘干后记录喷淋前后覆铜基板质量分别为m1和m2，计算微蚀速率。喷淋过程中，高频高速线路板用微蚀粗化液的温度为30℃，喷淋压力1kg/cm2，喷淋时间为1分钟；微蚀速率的计算公式如下所示。
微蚀速率＝(m1-m2)/(S×ρ)×10000；
其中，m1，m2分别为高频高速线路板用微蚀粗化液喷淋微蚀处理前后覆铜板的质量(单位为g)；S为覆铜板面积(S＝10×10×2＝200cm2)，ρ为铜的密度，取8.96g/cm3。
(2)微蚀量：微蚀量＝微蚀速率×喷淋时间，将实施例1-13及对比例1-3的微蚀量控制范围为0.5～0.7μm；对比例4的微蚀量控制范围为0.9～1.1μm。
(3)粗糙度：高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的覆铜基板表面粗糙度Ra值及Rz值通过3D激光显微镜测试获取。
(4)微观形貌测定：高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的覆铜基板表面微观通过扫描电子显微镜(SEM)测试获取。
测试结果如表1所示。
表1
根据表1测试结果可知，实施例1-13提供的高频高速线路板用微蚀粗化液的微蚀速率0.5～0.89μm/min，微蚀量为0.55～0.7μm，粗糙度Ra值为0.17～0.35μm，粗糙度Rz值为1.42～2.7μm。
实施例1和实施例4-6提供的高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜面均能形成凹凸有致的微观结构，如图1-4所示，由表1测试结果可知，将缓蚀剂替换成其他噻唑类衍生物，Ra值的波动范围在0.3-0.35μm，Rz值的波动范围在1.52-1.74μm。
实施例1-3和实施例8-9提供的高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子浓度、硝酸、缓蚀剂以及络合剂与银离子的质量浓度比均处于特定的范围内，高频高速线路板用微蚀粗化液的微蚀速率差异较小，处理后覆铜基板铜表面的微观形貌无显著差异，如图1和图6-7，但粗糙度Ra值及粗糙度Rz值存在微小差异，Ra值的波动范围在0.27-0.34μm，Rz值的波动范围在1.58-1.82μm。
实施例1-9提供的高频高速线路板用微蚀粗化液的微蚀量为0.55～0.7μm，粗糙度Ra值为0.27～0.35μm，粗糙度Rz值为1.52～1.82μm。
与实施例1对比，若银离子的质量浓度过高(实施例10)，则粗糙度Ra值和粗糙度Rz值低，高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜表面不能形成凹凸有致的微观结构，该粗糙度难以满足印制电路板防焊前处理要求，介质材料与铜面易出现结合不良；若银离子的质量浓度过低(实施例11)，则银离子的作用不显著，高频高速线路板用微蚀粗化液处理后的铜表面粗糙度Ra值及Rz值均较高，证明高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子的质量浓度在特定范围内时性能更佳。
与实施例1对比，若缓蚀剂的质量浓度过低(实施例12)，则缓蚀剂与银离子的质量浓度比过低，微蚀速率略低，且处理后的铜表面的粗糙度Ra值相对较低，粗糙度Rz值则明显较高，证明高频高速线路板用微蚀粗化液中缓蚀剂与银离子的质量浓度比在特定范围内时性能更佳。
与实施例1对比，若硝酸的质量浓度过低(实施例13)，则银离子和硝酸的质量浓度比过大，则微蚀速率较低，处理后铜面粗糙度Ra值及Rz值均较低，证明高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子和硝酸的质量浓度比在特定范围内时性能更佳。
与实施例1对比，若不添加硝酸(对比例1)，则微蚀速率很低，铜表面的粗化效果不佳，粗糙度值较低，如图8所示，这是由于微蚀过程因抗蚀层不能有效去除导致。
与实施例1对比，若不添加银离子(对比例2)，则处理后铜表面的粗糙度Rz值明显更大，达到了2.88μm，如图9所示，这是因为高频高速线路板用微蚀粗化液中不含有银离子时，不能形成有效抗蚀层从而抑制纵向腐蚀。
与实施例1对比，若不添加络合剂(对比例3)，则微蚀速率、粗糙度Ra值及粗糙度Rz值均较低，这是由于微蚀粗化液中不含有络合剂时，银离子快速形成单质银抗蚀层且厚度较高，难以去除，严重抑制了高频高速线路板用微蚀粗化液对铜腐蚀，因此微蚀速率低，表面粗糙度低。
与实施例1对比，若采用微蚀粗化液SkyRuff 155A(对比例4)，粗糙度Ra和粗糙度Rz显著更高，分别达到了0.41μm以及3.74μm，不利于高频高速信号的传输。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液包括混合酸、双氧水、银离子、双氧水稳定剂、缓蚀剂、络合剂和水；
所述混合酸包括硫酸和硝酸。
2.根据权利要求1所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述硫酸和硝酸的质量比为5-15:1；
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中混合酸的质量浓度为50-360g/L。
3.根据权利要求1或2所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述双氧水中过氧化氢的质量百分比浓度为30-40wt％；
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中双氧水的质量浓度为10-30g/L；
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子的质量浓度为0.001-0.02g/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中银离子和硝酸的质量浓度比为1:750-8000。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述双氧水稳定剂包括吗啉类化合物和/或磺酰胺类化合物；
优选地，所述吗啉类化合物包括硫代吗啉、2-氨乙基吗啉、4-环己基吗啉、4-(2-羟乙基)吗啉、2-甲基吗啉、吗啉乙磺酸或2-吗啉乙酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述磺酰胺类化合物包括N-(2-氨基乙基)-4-甲基苯磺酰胺、4-羟基苯磺酰胺、对甲苯磺酰脲、4-(2-氨乙基)苯磺酰胺、2-噻吩磺酰胺或5-氨基-2-甲基苯磺酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中双氧水稳定剂的质量浓度为0.5-10g/L。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述缓蚀剂包括噻唑类衍生物；
优选地，所述噻唑类衍生物包括2-氨基-4-异丙基-5-氯噻唑、5-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸、2-(2,5-二氯噻唑-4-基)乙酸、2-氨基-3-(2,5-二氯噻唑-4-基)丙酸、2-(2,5-二氯噻唑-4-基)乙-1-胺、N-(2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)乙基)乙酰胺、2-(2-氯噻唑-4-基)-2-氧代乙酸、4-氨基-2-氯噻唑-5-羧酸、(2-氯-噻唑-5-甲基)-甲基-胺、2-氯-4-氨基甲基噻唑、2-氨基-5-溴噻唑、2-甲氧基甲基-5-氯甲基噻唑、2-氨基-4-氯甲基噻唑或5-(2-氯乙基)噻唑-2-胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中缓蚀剂的质量浓度为0.5-2g/L；
优选地，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中缓蚀剂和银离子的质量浓度比为50-500:1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述络合剂包括含有羧酸基团和/或氨基的化合物；
优选地，所述含有羧酸基团和/或氨基的化合物包括2-氨基烟酸、4-氨基吡啶、2-氨基-4-甲基吡啶、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氮基三乙酸钠或羟乙基乙烯二胺三乙酸中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中络合剂的质量浓度为1-10g/L。
9.根据权利要求1-8任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液，其特征在于，所述高频高速线路板用微蚀粗化液中络合剂和银离子的质量浓度比为200-1000:1。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高频高速线路板用微蚀粗化液在线路板制造中的应用。
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| CN202311202138.5A CN117187810A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其应用 |
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| CN202311202138.5A CN117187810A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种高频高速线路板用微蚀粗化液及其应用 |
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-09-18 CN CN202311202138.5A patent/CN117187810A/zh active Pending
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