【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜微蚀液，尤其是一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液。
技术介绍
1、当前，电子行业飞速发展，印制电路板是电子元件的载体，随着电子器件的小型化，印制电路板也趋向于多层化、小型化、密集化，印制电路板上的导电线路也趋向于越来越细。印制电路板中的导电线路通常是用光刻工艺来转移到铜层的表面，通过贴膜、曝光、显影、蚀刻、褪膜等工艺步骤来完成。由于印制电路板上的导电线路越来越细，结合电子元件的难度也加大。为了提高铜层与电子元件的结合力，需要对铜面进行蚀刻粗化。在导电线路成形后，底层的铜层需要蚀刻去除，但蚀刻过程中容易出现侧蚀现象，使线路的导电能力减弱，影响印制电路板的使用效率。随着线路变细的趋势，对蚀刻的工艺的要求也逐渐提高，同时对环保的要求力度也在逐年增大。为了应对蚀刻工艺要求以及环保的双重压力，亟需研发出既有良好蚀刻效果又对环境污染少的蚀刻剂。
2、目前用于印制电路板蚀刻工艺的体系类型主要有：三氯化铁溶液体系、酸性氯化铜体系、碱性氯化铜体系、铬酸-硫酸体系、甲酸-氯化物体系、过硫酸盐体系、硝酸-无机盐体系。
3、其中，三氯化铁溶液体系虽然具有稳定的工艺，而且生产成本比较低，可是蚀刻后的废液会含有fe2+、ni+等杂质离子，导致该蚀刻废液没有直接循环利用的价值。该废液属于国家危险废弃物名录中，直接排放会产生严重的水土污染，而且回收废液难度也比较大，回收过程提高了生产成本。
4、酸性氯化铜体系具有蚀刻速度快、溶铜量大的优点，而且反应过程容易控制，但是随着盐酸浓度的增加而使蚀刻速率增加的同时，
5、碱性氯化铜体系容易控制蚀刻的速率，在溶液体系比较稳定的前提下，具有溶铜量大、蚀刻质量高的优点，而且安全性好；可是由于体系含有大量的氨水，氨水挥发性很强，会导致蚀刻溶液的稳定性比较差，而且挥发出来的氨气对人有强刺激性，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，若人体吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡，这对于车间工作人员来说是个较大的健康隐患。
6、铬酸-硫酸体系具有蚀刻能力强、溶液体系稳定的优点，可是蚀刻质量效果偏差，有些产品会产生疏孔现象，而且蚀刻后需要进行去渍处理，增多了生产工序，且废液处理成本高，容易产生重金属污染。
7、过硫酸盐体系虽然在行业中比较常见，蚀刻的效果也比较均匀，粗化后的铜板结合力也比较好，可是该体系通常加入了氯化汞作为辅助添加剂，汞元素的存在容易产生重金属污染，对水土以及人类健康危害极大，使得该工艺的进一步推广遭到限制。
8、新型的甲酸-氯化物体系虽然使用越来越广泛，蚀刻效果也比较好，但是容易对车间的不锈钢材等设备造成严重的腐蚀。若要使用这一种体系，则需要更换抗腐蚀能力更强的设备，这样会大大提高生产成本，不容易大面积推广。
9、硝酸-无机盐体系具有蚀刻速度快的优点，而且理论上可以做到侧蚀为零的优良效果。可是，体系中的硝酸浓度较大时会发烟，与硝酸蒸气接触到会对人体的皮肤和粘膜产生极大的危害。而且在蚀刻过程中，会发生氧化还原反应，会产生一定的氮氧化物，对环境危害较大。专利号cn201610140832公开了一种铜表面粗化微蚀液，该专利技术采用硝酸-无机盐体系，同时体系中加入了不饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸盐、脂肪胺等作为添加剂，具有蚀刻速率稳定、铜表面粗化效果良好的优点，可是该体系中硝酸的浓度约2.5～3mol/l，浓度较高，蚀刻过程容易产生二氧化氮等氮氧化物，对人体及空气环境都有害。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，本专利技术的铜微蚀液蚀刻速率快、受氯离子干扰少、过氧化氢稳定性强、侧蚀量少，且蚀刻后的铜板粗糙度均匀。
2、本专利技术的技术方案为：一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，包括过氧化氢、硫酸、硫酸铜、缓蚀剂、醇类和磷酸组成的过氧化氢稳定剂、去离子水；
3、其中，过氧化氢质量百分浓度为1％-20％；
4、硫酸质量百分浓度为2％-25％；
5、硫酸铜的浓度是0-250g/l；
6、缓蚀剂质量百分浓度为0.1％-10％；
7、醇类浓度为0-20g/l；
8、磷酸浓度为0-100g/l。
9、作为优选的，过氧化氢质量百分浓度为3％-15％；
10、硫酸浓度质量百分浓度为3％-12％；
11、硫酸铜的浓度是0-80g/l；
12、缓蚀剂质量百分浓度为0.1％-5％；
13、醇类浓度为5-10g/l；
14、磷酸浓度为10-40g/l。
15、作为优选的，所述的缓蚀剂为含氮原子有机物，包括环己胺、苯并咪唑、苯并咪唑衍生物、苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物、5-氨基四唑、咪唑、2-苯基咪唑、1,3-氢化间苯二甲胺、3-氨基-1,2,4-三氮唑、三嗪中的至少一种。
16、作为优选的，所述的过氧化氢稳定剂中的醇类包括乙醇、乙二醇、甲醇、正丁醇、正丙醇、苯甲醇1,4-丁二醇中的至少一种。
17、作为优选的，所述的过氧化氢在酸性环境下是一种强氧化剂，能够和铜反应，将铜原子氧化成铜离子，该反应的离子方程是为：
18、h2o2+2h++cu＝2h2o+cu2+
19、硫酸的作用主要是提供酸性环境，与过氧化氢共同作用，完成对铜原子的氧化过程。硫酸铜的作用是提供cu2+，与铜原子反应生成cu+，反应方程式为：
20、cu2++cu＝cu+
21、反应生成的cu+与含氮原子有机物反应起缓蚀作用。
22、含氮原子有机物和cu+反应，在铜表面生成一层吸附膜，一定程度上阻碍了过氧化氢在酸性环境下对铜原子的快速氧化，避免蚀刻速率过快，起到了减缓蚀刻的作用，并且溶液加入该类含氮原子有机物后，得到的蚀刻后的铜面粗糙度比较均匀，侧蚀也比较少。过氧化氢在溶液中会被cu2+催化，发生分解反应，产物为水和氧气，方程式为：
23、
24、醇类以及磷酸能共同和溶液中的cu2+离子发生络合，减缓cu2+对过氧化氢的催化。
25、本专利技术测试蚀刻速率的方法为:裁剪约3cm×7cm的铜板，称重m1，再用镊子夹住，完全浸入溶液中，蚀刻温度恒定在30℃。大约每秒钟摇晃一下，1分钟后拿出，用自来水冲洗干净，吹干。再称重m2，根据重量差值计算蚀刻速率，公式为：单位为μm/min。
26、本专利技术测试蚀刻效果的方法：测试样品包括线路板和铜板，设定线路板蚀刻厚度为7μm，用于测量侧蚀量。铜板蚀刻厚度为1μm，用于测量蚀刻后的表面粗糙度。配制好上述蚀刻液后，根据上述方法测量出蚀刻速率，再根据蚀刻的厚度来调整蚀刻时间，蚀刻操作与上述方法相同。洗净吹干后，将线路板样品制成切片，通过金相磨抛机抛光后，用金相显微镜观察侧蚀量。同时，观察蚀刻后的铜板外观是否均匀，并做表面粗糙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：包括过氧化氢、硫酸、硫酸铜、缓蚀剂、醇类和磷酸组成的过氧化氢稳定剂、去离子水；
2.根据权利要求1所述的一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：过氧化氢质量百分浓度为3％-15％；
3.根据权利要求1或2所述的一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：所述的缓蚀剂为含氮原子有机物，包括环己胺、苯并咪唑、苯并咪唑衍生物、苯并三氮唑、苯并三氮唑衍生物、5-氨基四唑、咪唑、2-苯基咪唑、1,3-氢化间苯二甲胺、3-氨基-1,2,4-三氮唑、三嗪中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：所述的过氧化氢稳定剂中的醇类包括乙醇、乙二醇、甲醇、正丁醇、正丙醇、苯甲醇1,4-丁二醇中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：包括过氧化氢、硫酸、硫酸铜、缓蚀剂、醇类和磷酸组成的过氧化氢稳定剂、去离子水；
2.根据权利要求1所述的一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：过氧化氢质量百分浓度为3％-15％；
3.根据权利要求1或2所述的一种基于硫酸-过氧化氢体系的铜微蚀液，其特征在于：所述的缓蚀剂为含氮原子有机...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥健，何念，连纯燕，孙宇曦，曾庆明，潘湛昌，胡光辉，
申请(专利权)人：广东利尔化学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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