CN117535668A - 一种镍铬蚀刻剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于线路板电镀技术领域，提供一种镍铬蚀刻剂及其制备方法，包括以下组成部分：主盐：包括硝酸铵盐和氯化铵盐的其中至少一种；酸：包括氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸的其中至少一种；铜面保护剂：包括巯基乙醇、巯基丙二醇、二甲基苯硫酚、1‑硫代甘油、3‑(2‑氨基苯硫基)‑2‑羧基丙硫醇、2‑巯基丙酸、甘露醇、木糖醇的其中至少两种；本发明中，采取氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、硝酸铵盐、氯化铵盐等原料，能起到对镍铬等金属的蚀刻，可以有效的蚀刻基材底部的镍铬金属的情况下，基本无明显的铜面侧蚀现象，可以解决针对新型工艺的以镍铬打底进行电镀的无胶基材在使用过程中，后端工序的蚀刻线路起到了解决作用。
Description
技术领域
本发明属于线路板电镀技术领域，具体地说是一种镍铬蚀刻剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着消费类电子产品不断的轻薄化、集成化和多功能化，要求印制电路板(PCB、FCCL)具有高密度、高精度、高可靠性等特点，从而在有限的表面上，装载更多的微型器件。现有技术主要是通过使用电解铜铜箔以及压延铜箔作为材料进行压合，从而达到线路基板的材料。无胶基材是最近几年新出的一种新型FPC覆铜材料，有胶基材比无胶基材在P I与铜之间多了一层胶，无胶基材挠折性能更好，无胶基材多以电解薄铜居多。因为铜厚对挠着性能有着直接影响。由于无胶基材的成本高，同时基材铜的厚度很难达到更高的要求，基材铜要求越来越薄已经是明显的趋势。因此市面上进行了以镍铬打底，作为PI基材表面进行导体化处理后，根据客户对基材铜的要求，进行电镀，从而达到客户要求的厚度。因此作为一种新型的FPC/FCCL材料，在进行线路板后端的蚀刻线路时，很难将底部的镍铬蚀刻清除，同时在蚀刻的过程中很容易导致线路出现侧蚀现象。
传统的方式，通常底部是以铜作为基材，通常在蚀刻线体是使用SPS以及双氧水的酸性蚀刻液快速蚀刻，无法蚀刻镍铬等金属，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，后续还需要结合其他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；
综上，因此本发明提供了一种镍铬蚀刻剂及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种镍铬蚀刻剂及其制备方法，以解决现有技术中双氧水的酸性无法蚀刻镍铬等金属的问题。
一种镍铬蚀刻剂，包括以下组成部分：
主盐：包括硝酸铵盐和氯化铵盐的其中至少一种；
酸：包括氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸的其中至少一种；
铜面保护剂：包括巯基乙醇、巯基丙二醇、二甲基苯硫酚、1-硫代甘油、3-(2-氨基苯硫基)-2-羧基丙硫醇、2-巯基丙酸、甘露醇、木糖醇的其中至少两种；
结合剂：包括氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐和二乙烯三胺五羧酸盐的其中至少一种；
余量为水。
进一步的，包括以下重量份原料：
主盐：150～300份；
酸：10～20份；
铜面保护剂：0.01～0.05份；
结合剂：0.01～0.05份；
水：1000～3000份。
进一步的，所述水采用去离子水。
进一步的，所述蚀刻剂进一步含有用于蚀刻铬和镍铬合金的氧化剂。
一种镍铬蚀刻剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取规定重量份的主盐以及酸，并且将其溶于部分水中，并且进行搅拌均匀后，得到混合物A；
步骤二：在混合物A中添加铜面保护剂、氧化剂和结合剂，并且静置10～20分钟，再添加剩余的水，进行搅拌混合。
进一步的，所述氧化剂采用有机苯磺酸或其苯环被取代的不具有氧化性的衍生物或它们的混合物的其中一种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中，采取氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、硝酸铵盐、氯化铵盐等原料，能起到对镍铬等金属的蚀刻，可以有效的蚀刻基材底部的镍铬金属的情况下，基本无明显的铜面侧蚀现象，可以解决针对新型工艺的以镍铬打底进行电镀的无胶基材在使用过程中，后端工序的蚀刻线路起到了解决作用。
2、本发明中，经过蚀刻后的基板通过电测后，方阻增大，能解决蚀刻干净的作用，在蚀刻的过程中，能有效的对铜起到保护的作用，防止线路侧壁受到侧蚀的影响，药液管理容易，能对应较为范围广的温度。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
本发明提供一种镍铬蚀刻剂及其制备方法，包括以下组成部分：
主盐：包括硝酸铵盐和氯化铵盐的其中至少一种；
酸：包括氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸的其中至少一种；
铜面保护剂：包括巯基乙醇、巯基丙二醇、二甲基苯硫酚、1-硫代甘油、3-(2-氨基苯硫基)-2-羧基丙硫醇、2-巯基丙酸、甘露醇、木糖醇的其中至少两种；
结合剂：包括氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐和二乙烯三胺五羧酸盐的其中至少一种；
余量为水。
实施例一：
如图1所示，本实施例中，包括以下重量份原料：
主盐：150份；
酸：10份
铜面保护剂：0.01份
结合剂：0.01份；
水：1000份。
包括以下步骤：
步骤一：称取规定重量份的主盐以及酸，并且将其溶于部分水中，并且进行搅拌均匀后，得到混合物A；
步骤二：在混合物A中添加铜面保护剂、氧化剂和结合剂，并且静置10分钟，再添加剩余的水，进行搅拌混合。
采用如上述重量份的原料制备的蚀刻剂，其蚀刻的速度为5微米/分钟。
实施例二：本实施例中，包括以下重量份原料：
主盐：300份；
酸：20份；
铜面保护剂：0.05份；
结合剂：0.05份；
水：3000份。
包括以下步骤：
步骤一：称取规定重量份的主盐以及酸，并且将其溶于部分水中，并且进行搅拌均匀后，得到混合物A；
步骤二：在混合物A中添加铜面保护剂、氧化剂和结合剂，并且静置20分钟，再添加剩余的水，进行搅拌混合。
采用如上述重量份的原料制备的蚀刻剂，其蚀刻的速度为12微米/分钟
实施例三：本实施例中，包括以下重量份原料：
主盐：200份；
酸：15份；
铜面保护剂：0.03份；
结合剂：0.04份；
水：2000份。
包括以下步骤：
步骤一：称取规定重量份的主盐以及酸，并且将其溶于部分水中，并且进行搅拌均匀后，得到混合物A；
步骤二：在混合物A中添加铜面保护剂、氧化剂和结合剂，并且静置15分钟，再添加剩余的水，进行搅拌混合。
采用如上述重量份的原料制备的蚀刻剂，其蚀刻的速度为9微米/分钟
其中，镍铬蚀刻剂可以在室温下操作，也可以在较高温度下操作以提高速率。镍铬蚀刻剂要求首先用1％硫酸冲洗，而后再以去离子水冲洗，以便除去蚀刻液残余物。镍铬蚀刻剂TFN是一个改进配方，它可以蚀刻出更加清晰的线条，而且无需立刻冲洗，控制温度，使蚀刻的温度在20～60摄氏度，测试的时间为直到镍铬表面光亮可见为止，并且计算蚀刻的速率；
在实施例中，通过药液进行直接建浴，使用本产品时温度控制在35℃，蚀刻的效果最佳，根据基材的镍铬厚度进行蚀刻。
蚀刻剂中包含氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、硝酸铵盐、氯化铵盐等原料，并且能够同时蚀刻镍铬和镍铬合金，对比上述实施例，并且针对实施例三中，若原料中的主盐：200份；酸：15份；铜面保护剂：0.03份结合剂：0.04份；水：2000份，则蚀刻的速度更快，若采取实施例二中的，主盐：300份；酸：20份；铜面保护剂：0.05份；结合剂：0.05份；水：3000份，则蚀刻的速度非常快，并且难以控制发生的蚀刻程度；
综上所述，在主盐含量过高的情况下，则镍铬和镍铬合金容易出现蚀刻过度的情况发生。
上述蚀刻剂不仅适用于镍铬基线路板的化学铣切，同时也适用于其他镍铬及镍铬合金的化学铣切，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。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
本发明中，采取氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、硝酸铵盐、氯化铵盐等原料，能起到对镍铬等金属的蚀刻，可以有效的蚀刻基材底部的镍铬金属的情况下，基本无明显的铜面侧蚀现象，可以解决针对新型工艺的以镍铬打底进行电镀的无胶基材在使用过程中，后端工序的蚀刻线路起到了解决作用，经过蚀刻后的基板通过电测后，方阻增大，能解决蚀刻干净的作用，在蚀刻的过程中，能有效的对铜起到保护的作用，防止线路侧壁受到侧蚀的影响，药液管理容易，能对应较为范围广的温度，在保护侧壁基材铜的同时，能够有效对无胶基材底部的镍铬打底基层进行蚀刻。
该蚀刻液可以用于铬膜和镍铬合金膜的蚀刻，能蚀刻出15微米宽的精细线路，单边侧蚀量小于1微米，蚀刻速率适中且均匀，反应剧烈程度适中、不会产生沸腾飞溅，对铬膜、镍铬膜都具有同等良好的蚀刻图案控制效果，对环境影响小，易于后处理排放。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种镍铬蚀刻剂，其特征在于：包括以下组成部分：
主盐：包括硝酸铵盐和氯化铵盐的其中至少一种；
酸：包括氢氟酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸的其中至少一种；
铜面保护剂：包括巯基乙醇、巯基丙二醇、二甲基苯硫酚、1-硫代甘油、3-(2-氨基苯硫基)-2-羧基丙硫醇、2-巯基丙酸、甘露醇、木糖醇的其中至少两种；
结合剂：包括氨三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐和二乙烯三胺五羧酸盐的其中至少一种；
余量为水。
2.如权利要求1所述镍铬蚀刻剂，其特征在于：包括以下重量份原料：
主盐：150～300份；
酸：10～20份；
铜面保护剂：0.01～0.05份；
结合剂：0.01～0.05份；
水：1000～3000份。
3.如权利要求1所述镍铬蚀刻剂，其特征在于：所述水采用去离子水。
4.如权利要求1所述镍铬蚀刻剂，其特征在于：所述蚀刻剂进一步含有用于蚀刻铬和镍铬合金的氧化剂。
5.一种镍铬蚀刻剂的制备方法，用于制备如权利要求1-4中所述的镍铬蚀刻剂，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：称取规定重量份的主盐以及酸，并且将其溶于部分水中，并且进行搅拌均匀后，得到混合物A；
步骤二：在混合物A中添加铜面保护剂、氧化剂和结合剂，并且静置10～20分钟，再添加剩余的水，进行搅拌混合。
6.如权利要求5所述镍铬蚀刻剂的制备方法，其特征在于：所述氧化剂采用有机苯磺酸或其苯环被取代的不具有氧化性的衍生物或它们的混合物的其中一种。
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