DE2848453A1 - Aufloesung von metallen - Google Patents

Aufloesung von metallen

Info

Publication number
DE2848453A1
DE2848453A1 DE19782848453 DE2848453A DE2848453A1 DE 2848453 A1 DE2848453 A1 DE 2848453A1 DE 19782848453 DE19782848453 DE 19782848453 DE 2848453 A DE2848453 A DE 2848453A DE 2848453 A1 DE2848453 A1 DE 2848453A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mol
carbon atoms
activator
hydrogen peroxide
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19782848453
Other languages
English (en)
Other versions
DE2848453C2 (de
Inventor
John Leslie Hugh Allan
Philip David Readio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Element Solutions Inc
Original Assignee
Dart Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dart Industries Inc filed Critical Dart Industries Inc
Publication of DE2848453A1 publication Critical patent/DE2848453A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2848453C2 publication Critical patent/DE2848453C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE £ SJ H ö H 3 J
DlpL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dlpi.-ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
335024 - b " SIEGFRIEDSTRASSE 8
TELEFON: C088) ^ 800Q MaNCHEN 4Q
RC-1415-M037
DART Industries Inc.
8480 Beverly Boulevard Los Angeles, CaI. 90048/USA
Auflösung von Metallen
909820/0706
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Auflösung von Metallen in einem wässerigen Bad, das Schwefelsäure und Wasserstoffperoxyd enthält, insbesondere auf eine neue Zusammensetzung eines Bades, das eine Auflösung bei hohen Geschwindigkeiten bewirkt. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft das Ätzen von Kupfer bei' der Herstellung von gedruckten Schaltungen.
Es ist dem Fachmann bekannt, daß bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen Kupferschichtstoffe und ein ätzbeständiges Material, gewöhnlich Kunststoff, verwendet werden. Eine gebräuchliche Methode, mit der man die Schaltungen erhält, ist das Maskieren des gewünschten Musters auf der Kupferoberfläche des Schichtstoffes mit einem abdeckenden Schutzmaterial, das gegenüber der Wirkung der Ätzlösung undurchdringlich ist. Bei einem nachfolgenden Schritt des Ätzens werden die ungeschützten Flächen an Kupfer weggeäzt, während die maskierten Flächen intakt bleiben, die dann die erwünschte Schaltung auf dem Kunststoffträger bilden. Das Schutzmaterial kann ein Kunststoff, eine Farbe ("ink") oder ein Lötmaterial (Bindemittel) sein.
In den letzten Jahren hat sich die Industrie mehr und mehr dem Wasserstoffperoxyd/Schwefelsäure-System für das Ätzen von gedruckten Schaltungen**) zugewendet, da diese Ätzlösung geringe Kosten verursacht und das Kupfermaterial relativ leicht aus der verbrauchten Ätzlösung wiedergewonnen werden kann. Im Zusammenhang mit der Verwendung von Wasserstoffperoxyd als Bestandteil des Ätzmittels bestehen jedoch viele Probleme. Es ist bekannt, daß die Stabilität von Wasserstoffperoxyd in einer Schwefelsäure-Wasserstoffperoxyd-Lösung durch die Anwesenheit von Schwermetall-Ionen wie den Kupferionen nachteilig beeinflußt wird. Wenn der Ätzprozeß fortschreitet und der Gehalt an Kupferionen im Ätzmittel dadurch ansteigt, sinkt die Ätzwirksamkeit beträchtlich ab, was auf dem Zerfall des Wasserstoffperoxyds im Ätzbad beruht, und diese wird sich bald erschöpfen. Um die Leistungsfähigkeit dieser Ätzmittel zu verbessern, wurden verschiedene Stabilisatoren vorgeschlagen und mit gewissem Erfolg zur Verminderung des Wasserstoffperoxydzerfalls aufgrund der Anwesenheit von Kupferionen eingesetzt.
χ) ("electronic circuit boards")
909820/0706
Zum Beispiel werden in der U.S. Patentschrift 3 597 290 gesättigte, aliphatische niedere Alkohole wie: Methanol, Äthanol, Propan und Butanol als wirksame stabilisierende Zusatzmittel für angesäuerte (bzw. saure) Wasserstoffperoxyd-Kupfer-Lösungen besehtieben. Ein Nachteil dieser stabilisierten Lösungen besteht darin, daß sie äußerst empfindlich gegenüber der Anwesenheit von Chlorid- oder Bromid-Ionen reagieren; daher müssen Vorkehrungen getroffen werden, diese Ionen aus dem Ätzsystem vor der Verwendung zu entfernen, z. B. durch Entionisieren oder durch Fällung der Ionenverunreinigun^gen z. B. mit einem Silbersalz. Auch sind die Alkohole im allgemeinen bei den erforderlichen erhöhten Temperaturen des Ätzverfahrens stark flüchtig; daher treten während des Verfahrens wesentliche Verluste an Stabilisatoren auf.
Eine andere Verbindung, die dafür bekannt ist, daß sie saure Wasserstoffperoxydlösungen stabilisiert, die bei Metallauflösungsverfahren wie z. B. Beizen mit Kupfer (siehe US.Patentschrift 3 537 895) und Ätzen (siehe U.S. Patentschrift 3 773 577) verwendet wird, ist Äthylenglykol entweder in monamerer oder polymerer Form. Zusätzlich zu dem Stabi1iserungseffekt hat Äthylenglykol auch andere Vorteile wie sie in den genannten Patentschriften dargestellt werden, und zwar: eine relativ niedrige Flüchtigkeit bei normalen Verfahrenstemperaturen wodurch die Ätz- und Beizwirksamkeit etwas verbessert wird. Jedoch sind diese Ätzgeschwindigkeiten für viele Metall auf lösungsverfahren noch immer nicht rasch genug; auch bleibt das Problem der Chlorid- und Bromidempfindlichkeit bei diesen stabilisierten Metallbehandlungslösungen bestehen.
Wenn auch eine beträchtliche Verzögerung des Zerfalls des Wasserstoffperoxyds, der durch Metallionen hervorgerufen wird, durch den Zusatz geeigneten Stabilisatoren erreicht werden kann, sind die Ätzgeschwindigkeiten der stabilisierten Wasserstoffperoxyd-Schwefelsäure-Ätzmittel im allgemeinen sehr niedrig und bedürfen der Verbesserung besonders bei hohen Konzentrationen an Kupferionen. Es ist daher vorgeschlagen worden, einen Katalysator oder Aktivator zuzugeben, um die Ätzgeschwindigkeit zu erhöhen. Besondere Beispiele solther Katalysatoren sind Metallionen, wie
909820/0706
sie in U.S. Patentschrift 3 597 290 beschrieben werden, z. B.: Silber-, Quecksilber-, Palladium-, Gold- und Platinionen, die alle ein niedrigeres Oxydationspotential besitzen als -das des Kupfers. Andere Beispiele umfassen jene wie in U.S. Patentschrift 3 293 093 beschrieben, und zwar: Phenacetin, Sulfathiazol und Silberion oder die verschiedenen Kombinationen obiger drei Komponenten mit zweibasischen Säuren wie in US. Patentschrift 3 341 beschrieben oder mit Phenyl-Harnstoffverbindungen oder Benzolsäuren wie in U.S. Patentschrift 3 407 141 oder mit Harnstoff- und Thioharnstoff-Verbindungen wie in U.S.· Patentschrift 3 668 131 beschrieben.
Obwohl daher Silberionen eine Uni versa!lösung für die oben beschriebenen Probleme niedriger Ätzgeschwindigkeit wie auch für jene, die durch die Anwesenheit freier Chlorid- und Bromidionen verursacht werden zu bieten scheinen, bestehen doch noch einige Nachteile, wenn Silberionen bei der Bereitung von Wasserstoffperoxyd-Schwefelsätfre-Ätzlösungen verwendet werden. Einer dieser Nachteile ist der hohe Preis für Silber, ein weiterer, daß die Silberionen die Ätzgeschwindigkeit noch nicht in dem Ausmaße fördern, wie dies wünschenwert wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neuartige, in hohem Maße wirksame wässerige Zusammensetzung für die Auflösung von Metallen zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens für die Auflösung von Metallen wie z. B. Kupfer oder Kupferlegierungen mit hohen Geschwindigkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer Zusammensetzung und eines Verfahrens zum Ätzen von Kupfer, wobei die Ätzgeschwindigkeit durchdie Anwesenheit von Chlorid-· oder Bromidionen relativ unbeeiflußt bleibt.
909820/0706
- Sf ~
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine wässerige Lösung von etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol Schwefelsäure pro Liter, etwa 0,25 bis etwa 8 g-Mol Wasserstoffperoxyd pro Liter und eine wirksame Menge eines primären Diols als Aktivator der folgenden allgemeinen Formel umfaßt:
H H
I I HO—C — R—C-OH
H H worin R-,
a) -(C R9 Ro) -,wobei jedes R9 und R^. unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder eine Alkyl gruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen und η wenigstens 2 ist,
oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte Zykloparaffingruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit 1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten
bedeutet.
Bei einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Diol als Aktivator verwendet, bei dem η einen Wert von höchstens 6 aufweist.
Die Schwefelsäure-Konzentration der Ätzlösung soll also zwischen etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol/1 gehalten werden. Die Wasserstoffperoxyd-Konzentration der Lösung soll höchstens im Bereich zwischen etwa 0,25 und etwa 8 g-Mol/1 liegen und vorzugsweise auf 1 bis etwa 4 g-Mol/1 begrenzt sein.
Beispiele geeigneter primärer Diole als Aktivatoren, die erfindungsgemäß geeignet sind, umfassen: 1,4-Butandiol, 2,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Hepfandiol etc.; 2-Methyl-1,4-butandiol, 2-Äthyl-l,5-pentandiol, 3-Propyl-1,5-pentandiol etc.; 1,4-Zyklohexandimethanol, 2-Methyl-l,3-zyklopentandimethanol etc.
Die Aktivatoren werdea. Ja jWirJcsajn£ii Mengen von gewöhnlich
mindestens 0,01 g-Mol/1, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 0,5 g-Mol/1 zugegeben.
Die zu verwendende Menge an Aktivator in der Lösung hängt etwas von deren Gehalt an freiem Chlorid oder Bromid ab. Wenn z. B. die Konzentration dieser Verunreinigungen niedrig ist, z. B. zwischen etwa 2 und etwa 25 TpM, sind Aktivatorkonzentrationen im unteren Bereich, z. B. zwischen etwa 0,01 bis etwa 0,2 g-Mol/1 ausreichend, um die gewünschte Ätzgeschwindigkeit zu erhalten. Wenn dagegen die Verunreinigungen in relativ hohen Konzentrationen vorhanden sind, z. B. von etwa 25 bis zu 60 TpM, soll eine Zugabe an Aktivator von wenigstens 0,2 g-Mol/1 erfolgen.
Wenn η in Formel (1) entweder 0 oder 1 bedeutet wie dies mit Äthylenglykol und Propylenglykol der Fall ist, führt die Zugabe eines dieser primären Diole zu einer herkömmlichen Ätzlösung nicht zu einer akzeptablen Ätzgeschwindigkeit, wenn Chlorid- oder Bromidionen anwesend sind. Dies trifft ebenfalls für die polymeren Formen von Äthylenglykol und Propylenglykol zu. Gleichermassen sind Hydroxyl- substituierte Paraffine mit einer oder mehreren sekundären oder tertiären Hydroxylgruppen wegen der Chlorid- und Bromid-Empfindlichkeit nicht geeignet.
Zur Auffüllung des restlichen Teiles der Ätzlösung wird Wasser verwendet. Es ist keine besondere Behandlung zur Entfernung des freien Chlorids oder Bromids aus der Lösung erforderlich, da die Anwesenheit der zyklischen Alkohole oder Diole gegenüber diesen Verunreinigungen ausreichende Unempf1indlichkeit verleiht, was sonst einen starken Rückgang der Ätzgeschwindigkeit verursacht hätte.
Die Lösung kann weiterhin andere, verschiedene Bestandteile wie die bekannten Stabilisatoren enthalten, die verwendet werden, um dem durch Schwermetal1 ionen verursachten Zerfall des Wasserstof fperoxyds entgegenzuwirken. Beispiele geeigneter Stabilisatoren umfassen jene, die in den U.S Patentschriften 3 537 895, 3 597 290, 3 649 194, 3 801 512 und 3 945 865 beschrieben werden. Auf die Offenbarung der vorgenannten Patentschriften wird hier ausdrücklich verwiesen. Es können selbstverständlich auch verschiedene andere Verbindungen, die eine stabilisierende Wirkung auf angesäuerte (saure) Wasserstoffperoxyd-Metallbehandlungslösungen haben, mit gleichem Nutzen verwendet werden.
809820/0706
ur bekannt sind,
/11
Gegebenenfalls können auch alle Zusätze, die dafür daß sie Unterschnitt, d. h. seitliches bzw. laterales Ätzen verhindern, zugefügt werden. Beispiele solcher Verbindungen sind die Stickstoffverbindungen, die in den U.S. Patentschriften 3 597 290 und 3 773 577 beschrieben werden, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich verwiesen wird. Erfindungsgemäß ist jedoch die Verwendung solcher Zusätze nicht notwendig, da aufgrund der Aktivatoren in den Ätzzusammensetzungen schnelle Ätzzeiten erhalten werden.
Die Lösungen sind beim chemischen Mahlen ("milling") und dem Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen besonders wirksam, aber auch andere Metalle und Metallegierungen können mit den erfindungsgemäßen Lösungen aufgelöst werden, z. B. Eisen, Nickel, Zink und Stahl.
Wenn die Lösungen zur Auflösung eines Metalls verwendet werden, werden die konventionellen Verfahrensbedingungen für das jeweilige Metall angewendet. Dementsprechend sollen beim Ätzen von Kupfer gewöhnlich Temperaturen zwischen etwa 40 C bis etwa 60 C aufrechterhalten werden, vorzugsweise soll die Verfahrenstemperatur zwischen etwa 490C und etwa 57° C liegen.
Die Lösungen sind außerordentlich als Ätzmittel bei Eintauchoder Sprühätzverfahren geeignet. Die Ätzgeschwindigkeit, die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhalten wird, ist äußerst schnell. Wegen dieser ungewöhnlich hohen Ätzgeschwindigkeiten sind die Zusammensetzungen als Ätzmittel bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen besonders attraktiv, bei denen es erforderlich ist, daß eine große Anzahl an Werkstücken pro Zeiteinheit bearbeitet wird, sowohl aus ökonomischen Gründen als auch wegen der Verringerung schädlichen lateralen Ätzens oder Unterschnittes der Ränder unter dem Schutzmaterial. Ein weiterer, wichtiger Vorteil der Erfindung ist es, daß sauberes Ätzen ermöglicht wird. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anwesenheit freier Chlorid- oder Bromidionen in der Lösung von über 2 TpM bis zu 60 TpM und sogar höher toleriert werden kann, wobei nur ein sehr geringer Verlust an Ätzgeschwindigkeit auftritt. Es kann daher gewöhnliches Leitungswasser zur Bereitung der
809820/07Q6
Lösungen verwendet werden. Weiterhin wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäßen primären Diol-Aktivatoren einen beträchtlichen Stabilisierungseffekt auf Wasserstoffperoxyd ausüben, wodurch die Notwendigkeit zusätzlicher Wasserstoffperoxyd-Stabi1isatoren vermindert oder gar ausgeschaltet wird. Noch ein weiterer Vorteil ist es, daß die Ätzgeschwindigkeiten der Lösungen durch hohen Kupfergehalt relativ unbeeiflußt bleiben. Weitere Vorteile umfassen den niedrigen Fllichti gkeitsgrad und den hohen Löslichkeitsgrad der Aktivatoren in den Lösungen.
Die folgenden Beispiele dienen der näheren Beschreibung der Erfindung.
Beispiele 1-5
In dieser Reihe vergleichender Versuche wurden Kupferschicht-
stoffe (~5x 5 cm) mit einem überzug von 0,03 g Kupfer/cm durch Eintauchen in eine gerührte Lösung (800 ml), die bei 540C gehalten wurde, geäzt. Jede der Lösungen enthielt 15 Vol.% (66° Baume) Schwefelsäure (2,7 g-Mol/1), 15 Vol.% (5o Gew.-prozentig) Wasserstoffperoxyd (2,6 g-Mol/1) und 70 Vol.% entweder entionisiertes oder destilliertes Wasser. Die Lösungen wurden mit 2,5 g-Mol/1 Natriumphenolsulfonat stabilisiert. Ohne Katalysator und ohne Zugabe von Chloridionen (Beispiel 1) betrug die Zeit, die benötigt wurde, um das Kupfer von der Unterseite des Schichtstoffes zu entfernen, 270 Sekunden (190-200 Sek. mit Lösungen, die mit destilliertem Wasser bereitet wurden).
Die Ätzlösungen der Beispiele 2-5 hatten die gleichen Zusammensetzungen wie Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß sie zusätzlich ein primäres Diol als Aktivator enthielten wie in Tabelle Γ gezeigt. Die Ergebnisse dieser Ätzversuche zeigten, daß alle Zusätze eine dramatische Auswirkung auf die Verbesserung der Ätzgeschwindigkeiten hatten, und zwar sowohl in Abwesenheit von Chloridionen als auch in Anwesenheit beträchtlicher Mengen von diesen, z. B. 45 TpM hinzugefügter Chloridionen.
909820/0706
Zusätze Name - Tabelle I Ätzzeit i in Sekunden 270(190-200) 125
1,4-BUtJIn1- ohne mit Cl" 95 130
Bei spiel 1,5-Pentan - Cl"" (45 ppm) 80
Nr, diol ml/1 (g/l) 125
1 1,6-Hoxan - - 80
2 diol 20 115
3<1> 1,4-Cyclohexan
dimethanol
20 75
4(4) (20)
5(1) (20)
(1) Lösungen wurden mit destilliertem Wasser bereitet.
Es sei besonders erwähnt, daß durchweg bessere Ergebnisse mit den erfindungsgemäßen Lösungen bei Verfahren größeren Umfanges erhalten werden wie z. B. dem Spühätzverfahren. Insbesondere ist das Ansteigen der Ätzgeschwindigkeit im Vergleich zu der der Vergleichslösung wesentlich ausgeprägter und auch die tatsächlichen Ätzzeiten sind wesentlich niedriger, und zwar allgemein in der Größenordnung von 1/3 bis 2/3 der Werte, die man bei den Tauchätzverfahren kleineren Ausmaßes - wie oben beschrieben erhält.
Beispiele 6-15
Bei diesen Beispielen wurden der Ätzlösung von gleicher Zusammensetzung wie in Beispiel 1 entweder 20 ml oder 20 g-pro 1 verschiedener Diole zugegeben, die nicht den erfindungsgemäßen Bedingungen entsprachen. Wie man aus den Daten in Tabelle II ersieht, waren die Ergebnisse der Ätzversuche insofern schlechter, als die Ätzgeschwindigkeiten, besonders in Anwesenheit von 45 TpM hinzugefügter freier Chloride, nicht akzeptabel waren.
909820/0708
KT-
Tabelle II 1,2,6-Trihydroxy-
hexan
or (g/l) Ätzzei t in Sek.
20 ohne mit el
Beispiel Zusätze 20 Cl (45 ppm)
Nr. Name ml/1 20 135 >350
6 Äthylenglykol 20 130 >350
7 Diäthylenglykol 20 130 >350
8 Triäthyleng1yk ο 1 20 120 >350
gU) 1,2-Propandiol 20 90 250
ΙΟ*1* 1,3-Propandiol 20 175 -
11 Glyceri η (20) 95 >350
12 1,2-Dipropylen -
glycol
100 >35O
13(D 2-Mßthyl-2,4-pentan -
diol
20 90 >200
14 2,5-Dimethyl-2,5-hexan -
diol 85 215
15(D
(1) Lösungen mit destilliertem Wasser hergestellt.
Beispiele 6-21
Um den Stabilisierungseffekt hervorzuheben, der mit den erfindungsgemäßen Aktivatoren erzielt wurde, wurde eine Vergleichslösung (Beispiel 16) mit destilliertem Wasser und der gleichen Zusammensetzung wie Beispiel 1 hergestellt, die noch 38,2 g
Kupferionen/l enthielt, die in Form von 150 g Kupfer-II-sulfat-Pentahydrat/1 zugegeben wurden. Die Lösung wurde bei 54 C gehalten und 24 Stunden land ständig gerührt; die Peroxyd-Konzentration wurde am Anfang und dann periodisch während der Versuchszeit durch Titrieren unter Verwendung einer Standard-Cer-Ammoniumsulfat-Lösung mit einem Ferroin-Indikator gemessen.
Beispiel 17 wurde in der genau gleichen Weise durchgeführt mit der Ausnahme, daß Natriumphenolsulfonat, ein ausgezeichneter
809820/0706
Stabilisator für Wasserstoffperoxyd, in den für die Stabilisierung üblichen Mengen zusätzlich hinzugegeben wurde. Zu den Lösungen der Beispiele 18 bis 21 wurden die verschiedenen Diole, die in Tabelle III beschrieben werden, in Mengen zugegeben, die allgemein dafür bekannt sind, daß sie die Atzgeschwindigkeiten fördern. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß die primären Diole als Stabilisatoren gegenüber einem Zerfall von Wasserstoffperoxyd außerordentlich wirksam sind.
909820/0706
Tabelle III
Vol.% H2O2 (50 Gew
Stabilisator hinzugefügte Menge
<O 16 keiner ο
«D i7 Natrium-phenolsulfonat
S 18 1,4-Butandiol
ο 19 1,5-Pentandiol
2 20 1,6-Hexandiol
21 1,4-Cyclohexan -dimethanol
ml/1 (g/l) 0 Std. 2b td. 18 Std. 24 Std I
14.8 10 .4 0 .4 0.2 A?
I
(2.5) 14.8 14 .8 11 .6 10.7 β"»
20 14.9 14 .7 14 .5 11.2
20 15.0 14 .7 14 .4 9.8
(20) 14.9 14 .8 14 .6 11.2
(20) 14.9 14 .7 14 .4 8.1
-W-
Beispiele 22-26
Um die Wirkung zu zeigen, die die Konzentration des Aktivators auf die Ätzgeschwindigkeit hat, wurden die folgenden vergleichenden Versuche in einer Sprühätzvorrichtung vom Typ DEA-30 bei 500C unter Verwendung eines Kupferschichtstoff-Musters von
•^•5 χ 5 cm Größe mit einem überzug von 0,03 g Kupfer/cm durchgeführt. Die Vergleichslösung (Beispiel 22) enthielt 10 Vol.% (50 Gew.-prozentigesJ Wasserstoffperoxyd (1,8 g-Mol/1), 20 Vol.% (66° Baume) Schwefelsäure (3,6 g-Mol/1), 70 Vol.% destilliertes Wasser, zu welchem noch 1 g pro 1 Natriumphenolsulfonat als Stabilisator und 15 g pro 1 Kupfersulfat-Pentahydrat zugegeben wurden.
Bei den Beispielen 22-26 umfaßten die Lösungen auch verschiedene Mengen an 1,4-Butandiol. Die Auswirkung der Diol-Konzentrationen auf die Ätzgeschwindigkeit ist aus Tabelle IV zu entnehmen.
Tabelle IV Ätzzeit, Sekunden
Beispiel Nr. 1,4-Butandiol ml/1 635
22 _ 69
23 5 58
24 10 54
25 15 54
26 20
909820/0706

Claims (18)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Auflösung von Metallen, dadurch gekennzeichnet, y daß ein Metall mit einer wässrigen Lösung in Berührung gebracht wird, die von etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol pro Liter Schwefelsäure, von etwa 0,25 bis etwa 8 g-Mol pro Liter Wasserstoffperoxyd und eine wirksame Menge eines primären Diols als Aktivator mit der allgemeinen Formel
H H
HO-C-R1-C-OH H H
enthält, worin R^
a) -(CR2R^)n-, wobei R2 und R, unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen sind und η wenigstens 2 ist, oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte Zykloparaffin-Gruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit 1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten
bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivator in einer Konzentration von mindestens etwa 0,01 g-Mol pro Liter, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,5 g-Mol/1, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß in der wässrigen Lösung Natriumphenolsulfonat als Stabilisator verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Wasserstoffperoxyd zwischen etwa 1 und etwa 4 g-Mol/1 gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure-Konzentration zwischen etwa 0,3 und etwa
4 g-Mol/l gehalten wird.
909820/0706
6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivator 1,4 Butandiol, 1,5-Pentadiol, 1-6-Hexandiol bzw.
1,4-Zyklohexandimethanol verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses in Anwesenheit von wenigstens etwa 2 TpM freier Chloridoder Bromidionen durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration des Aktivators von mindestens etwa 0,2 g-Mol pro Liter angewendet und die Auflösung in Anwesenheit von mindestens etwa 25 TpM freier Chlorid- oder Bromidionen vorgenommen wird.
10. Zusammensetzung zur Auflösung von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine wässrige Lösung von etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol pro Liter Schwefelsäure, von etwa 0,25 g bis etwa 8 g-Mol pro Liter Wasserstoff peroxyd, eine wirksame Menge eines primären Diols als Aktivator mit der folgenden allgemeinen Formel
H H
HO-C-R.-C-OH H H
enthält, worin R^
a) -(CRpR^)n-, wobei R2 und R-, unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen sind und η wenigstens 2 ist, oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte Zykloparaffin-Gruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit 1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten bedeutet,, umfaßt.
909820/0706
11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivator In einer Konzentration von mindestens etwa 0,01 g-Mol/1, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,5 g-Mol/1 vorliegt.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 10-11, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich Natriumphenolsulfonat als Stabilisator enthält.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 10-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vasserstoffperoxyd-Konzentration zwischen etwa 1 und etwa 4 g-Mol/1 liegt.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 10-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure-Konzentration zwischen etwa 0,3 und etwa 4 g-Mol/1 liegt.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 10-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivator 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1-6-Hexandiol bzw. 1,4-Zyklohexandimethanol ist.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß diese freie Chlorid- oder Bromidionen von mehr als etwa 2 TpM enthält.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens etwa 0,2 g-Mol/1 an Diol als Aktivator und freie Chlorid- oder Bromidionen von mehr als 25 TpM enthält.
18. Verfahren zur Stabilisierung einer Wasserstoffsuperoxydhaltigen Lösung gegenüber der Zersetzungswirkung durch Schwermetallionen, dadurch gekennzeichnet, daß in diese Lösung eine stabilisierende Menge eines primären Diols der allgemeinen Formel
909820/0706
H H
HO-C-R.-C-OH H H
enthält, worin R..
a) -(CR2Rx)n-, wobei R2 und R, unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen sind und η wenigstens 2 ist, oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte Zykloparaffin-Gruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit 1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten bedeutet, eingebracht wird.
809820/0706
DE2848453A 1977-11-08 1978-11-08 Verfahren zur Auflösung von Metallen, Zusammensetzungen dafür und Verwendung Expired DE2848453C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/849,574 US4141850A (en) 1977-11-08 1977-11-08 Dissolution of metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2848453A1 true DE2848453A1 (de) 1979-05-17
DE2848453C2 DE2848453C2 (de) 1987-04-23

Family

ID=25306033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2848453A Expired DE2848453C2 (de) 1977-11-08 1978-11-08 Verfahren zur Auflösung von Metallen, Zusammensetzungen dafür und Verwendung

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4141850A (de)
JP (1) JPS5468740A (de)
CA (1) CA1136026A (de)
CH (1) CH642676A5 (de)
DE (1) DE2848453C2 (de)
FR (1) FR2407975A1 (de)
GB (1) GB2007165B (de)
IT (1) IT1100466B (de)
MX (1) MX149715A (de)
MY (1) MY8600010A (de)
NL (1) NL7811108A (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4140772A (en) * 1978-02-21 1979-02-20 Dart Industries Inc. Stabilized hydrogen peroxide solutions
JPS5841101U (ja) * 1981-09-10 1983-03-18 株式会社クボタ 前装用ロ−タリ装置
JPS5841102U (ja) * 1981-09-10 1983-03-18 株式会社クボタ 耕起砕土用走行作業機
US4437932A (en) * 1983-08-22 1984-03-20 Dart Industries Inc. Dissolution of metals utilizing a furan derivative
US4437931A (en) * 1983-08-22 1984-03-20 Dart Industries Inc. Dissolution of metals
US4522683A (en) * 1984-01-12 1985-06-11 Plastic Specialties And Technologies, Inc. Dissolution of metals utilizing tungsten-diol combinations
US4510018A (en) * 1984-02-21 1985-04-09 The Lea Manufacturing Company Solution and process for treating copper and copper alloys
US4695348A (en) * 1986-09-15 1987-09-22 Psi Star Copper etching process and product
US4850729A (en) * 1987-04-07 1989-07-25 David N. Kramer Decontaminating composition and delivery system therefor
US4880495A (en) * 1987-04-13 1989-11-14 The Harshaw Chemical Company Regeneration of copper etch bath
US4915781A (en) * 1988-07-27 1990-04-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stabilized hydrogen peroxide compositions
US4875972A (en) * 1988-07-27 1989-10-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrogen peroxide compositions containing a substituted oxybenzene compound
US4875973A (en) * 1988-07-27 1989-10-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrogen peroxide compositions containing a substituted aminobenzaldehyde
US5248752A (en) * 1991-11-12 1993-09-28 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Polyurethane (meth)acrylates and processes for preparing same
US6117250A (en) * 1999-02-25 2000-09-12 Morton International Inc. Thiazole and thiocarbamide based chemicals for use with oxidative etchant solutions
US6444140B2 (en) 1999-03-17 2002-09-03 Morton International Inc. Micro-etch solution for producing metal surface topography
DE60014907T2 (de) * 1999-07-13 2006-03-09 Kao Corp. Schleifmittelzusammensetzung
US20040099637A1 (en) * 2000-06-16 2004-05-27 Shipley Company, L.L.C. Composition for producing metal surface topography
US20030178391A1 (en) * 2000-06-16 2003-09-25 Shipley Company, L.L.C. Composition for producing metal surface topography
KR102421116B1 (ko) * 2017-06-22 2022-07-15 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 식각액 조성물을 이용한 배선 형성 방법
US11678433B2 (en) 2018-09-06 2023-06-13 D-Wave Systems Inc. Printed circuit board assembly for edge-coupling to an integrated circuit
US11647590B2 (en) 2019-06-18 2023-05-09 D-Wave Systems Inc. Systems and methods for etching of metals
US12033996B2 (en) 2019-09-23 2024-07-09 1372934 B.C. Ltd. Systems and methods for assembling processor systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2112936A1 (de) * 1970-03-17 1971-10-21 Furukawa Electric Co Ltd Mittel zur chemischen Oberflaechenbehandlung von Metallen oder Metallegierungen
DE2532773A1 (de) * 1974-07-22 1976-02-12 Dart Ind Inc Verfahren zur verhinderung der entwicklung von no tief x -daempfen
DE2700265A1 (de) * 1976-01-05 1977-07-14 Shipley Co Aetzmittel
DE2701409A1 (de) * 1976-01-14 1977-07-28 Tokai Electro Chemical Co Verfahren zur oberflaechenbehandlung von kupfer und seinen legierungen

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556883A (en) * 1967-07-21 1971-01-19 Mitsubishi Edogawa Kagaku Kk Method for chemically polishing copper or copper alloy
FR1539960A (fr) * 1967-08-11 1968-09-20 Mitsubishi Edogawa Kagaku Kk Procédé de polissage du cuivre ou des alliages de cuivre
US3597290A (en) * 1968-03-25 1971-08-03 Mitsubishi Edogawa Kagaku Kk Method for chemically dissolving metal
BE791457A (fr) * 1971-11-18 1973-05-16 Du Pont Solutions acides stabilisees d'eau oxygenee
US3869401A (en) * 1972-12-04 1975-03-04 Du Pont Stabilized acidic hydrogen peroxide solutions
SE400581B (sv) * 1974-12-13 1978-04-03 Nordnero Ab Bad for kemisk polering av koppar och dess legeringar
FR2297906A1 (fr) * 1975-01-14 1976-08-13 Ugine Kuhlmann Stabilisation du peroxyde d'hydrogene dans les bains acides pour le decapage des metaux
US4048006A (en) * 1975-08-05 1977-09-13 M&T Chemicals Inc. Stripping of electroplated nickel-iron alloys
US4052254A (en) * 1975-08-05 1977-10-04 M & T Chemicals Inc. Stripping of electroplated nickel-iron alloys from ferrous substrates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2112936A1 (de) * 1970-03-17 1971-10-21 Furukawa Electric Co Ltd Mittel zur chemischen Oberflaechenbehandlung von Metallen oder Metallegierungen
DE2532773A1 (de) * 1974-07-22 1976-02-12 Dart Ind Inc Verfahren zur verhinderung der entwicklung von no tief x -daempfen
DE2700265A1 (de) * 1976-01-05 1977-07-14 Shipley Co Aetzmittel
DE2701409A1 (de) * 1976-01-14 1977-07-28 Tokai Electro Chemical Co Verfahren zur oberflaechenbehandlung von kupfer und seinen legierungen

Also Published As

Publication number Publication date
US4141850A (en) 1979-02-27
DE2848453C2 (de) 1987-04-23
GB2007165A (en) 1979-05-16
JPS5468740A (en) 1979-06-02
JPS5639711B2 (de) 1981-09-16
IT7829580A0 (it) 1978-11-08
MY8600010A (en) 1986-12-31
IT1100466B (it) 1985-09-28
CH642676A5 (de) 1984-04-30
GB2007165B (en) 1982-03-24
MX149715A (es) 1983-12-14
FR2407975B1 (de) 1984-12-28
NL7811108A (nl) 1979-05-10
FR2407975A1 (fr) 1979-06-01
CA1136026A (en) 1982-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2848453A1 (de) Aufloesung von metallen
DE69210622T2 (de) Zusammensetzung zum stabilisieren anorganischer peroxidlösungen
DE2700265C3 (de) Saure Peroxid-Ätzlösung und deren Verwendung zum Ätzen von Metall, insbesondere von Kupfer
DE1621419B2 (de) Mittel und verfahren zum aetzen von metallen insbesondere kupfer
CH666059A5 (de) Verfahren zum loesen von metallen unter verwendung eines glykolaethers.
CH666056A5 (de) Verfahren zum loesen von metallen.
DE1165576B (de) Verfahren zur Herstellung von waessrigen Loesungen reiner Peressigsaeure
DE2848475C2 (de)
DE1174755B (de) Verfahren zum Stabilisieren von nieder-molekularen gesaettigten Perfettsaeuren
DE2412134B2 (de) Mittel zum Reinigen von Zinn-Blei-Legierungen
DE3430340A1 (de) Verfahren zum loesen von metallen unter verwendung von (epsilon)-carpolactam
DE2163985A1 (de) Verfahren zum chemischen Lösen von Kupfer
DE3430342A1 (de) Verfahren zum loesen von metallen unter verwendung eines furanderivats
DE2823068A1 (de) Saure loesung fuer den selektiven angriff von kupfer
DE1170927B (de) Verfahren zum Stabilisieren von Peressigsaeureloesungen
DE3430346A1 (de) Verfahren zum loesen von metallen unter verwendung von pyrrolidon
DE3430344A1 (de) Verfahren zum loesen von metallen unter verwendung von (epsilon)-caprolacton
DE2100784A1 (de) Verfahren zur gleichzeitigen Herstel lung von Wasserstoffperoxyd und ahphati sehen oder alicychschen Peroxyden
DE1160270B (de) Verfahren zur Aufloesung von Kupfer
DE69004694T2 (de) Stabilisierte wässrige wasserstoffperoxidlösung und herstellungsverfahren.
DE2052934C3 (de) Durch eine hydroxylgruppenhaltige organische Verbindung stabilisierte wässrige Beizlösung
DE1212110C2 (de) Aetzbad und verfahren zum aetzen nach der pulverlosen aetztechnik
AT228240B (de) Verfahren und Bad zum Ätzen von Metallgegenständen, insbesondere Photogravüreplatten
DE1546120C (de) Stabilisiertes Losungsmittel zur Ent fettung von Metallen
DE1130665B (de) AEtzbad zur Einstufen-Schnellaetze fuer Zink und Magnesium sowie deren Legierungen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ELECTROCHEMICALS INC., CHARLOTTE, N.C., US

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: DANNENBERG, G., DIPL.-ING., 6000 FRANKFURT WEINHOLD, P., DIPL.-CHEM. DR., 8000 MUENCHEN GUDEL, D., DR.PHIL. SCHUBERT, S., DIPL.-ING., 6000 FRANKFURT BARZ, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee