技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種印刷線(xiàn)路板銅面微蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含有高分子化合物緩蝕劑的銅面有機(jī)酸型超粗化劑。

背景技術(shù)：

隨著印刷電路板領(lǐng)域的不斷發(fā)展，更細(xì)的線(xiàn)寬、更小的孔徑，更密的焊盤(pán)密度是目前的發(fā)展趨勢(shì)，為此對(duì)前處理工藝提出了的新的挑戰(zhàn)。目前前處理工藝中主要有機(jī)械刷磨和噴砂，電解脫脂，化學(xué)微蝕等方法，用以銅面清潔和粗化，提高界面結(jié)合力。其中化學(xué)微蝕法在精細(xì)線(xiàn)路圖形轉(zhuǎn)移和阻焊前處理工藝上表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，避免了機(jī)械刷磨造成的覆銅板和精密線(xiàn)路的損壞以及噴砂法導(dǎo)致小孔堵塞和污染等問(wèn)題的出現(xiàn)。

就高端線(xiàn)路板而言，普通的化學(xué)微蝕方法存在生產(chǎn)良率不足的問(wèn)題。其中傳統(tǒng)的有機(jī)酸超粗化微蝕雖然能在一定程度上提升銅面界面結(jié)合力，但對(duì)于HDI等高密集線(xiàn)路處理工藝上，往往還存在板面不均，粗糙度不夠，易產(chǎn)生氧化層，微蝕速率不夠穩(wěn)定等問(wèn)題。如專(zhuān)利CN200310121411.8中公開(kāi)了一種含有非離子型高分子化合物的有機(jī)酸粗化劑，可使銅面獲得一定的粗糙度和較高的表面落差值。專(zhuān)利CN201380003526.9中公開(kāi)了一種含有非離子型表面活性劑的有機(jī)酸超粗化劑，使金屬表面產(chǎn)生凹凸而獲得較佳的粘結(jié)性。

然而使用上述有機(jī)酸型超粗化劑處理之后的粗糙銅面極易氧化，導(dǎo)致銅面表觀(guān)不均勻、產(chǎn)生氧化層，不利于銅面與抗蝕劑、阻焊油墨的粘合，容易產(chǎn)生剝離或起泡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)有機(jī)酸型超粗化液存在的板面不均、銅面易氧化，粗糙度不夠等現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，提出一種新型有機(jī)酸型超粗化劑。本發(fā)明所提出的新型有機(jī)酸型超粗化劑能夠顯著提高銅面粗糙度，且十分均勻，并且使用本發(fā)明提供的有機(jī)酸型超粗化劑，處理后的銅面在烘干后不易氧化，與抗蝕劑和阻焊油墨的粘結(jié)性極佳。

本發(fā)明的銅面有機(jī)酸型超粗化劑，其包括有機(jī)酸、鹵素離子和二價(jià)銅離子，還包括咪唑啉類(lèi)緩蝕劑。

本發(fā)明優(yōu)選的銅面有機(jī)酸型超粗化劑中，鹵素離子的含量為50-80g/l，二價(jià)銅離子含量為15-50g/l，咪唑啉類(lèi)緩蝕劑含量為0.1-10g/l。

本發(fā)明優(yōu)選的銅面有機(jī)酸型超粗化劑中，其pH值為2.0~5.0，且還包括與所述有機(jī)酸形成緩沖體系的有機(jī)酸鹽。

本發(fā)明優(yōu)選的銅面有機(jī)酸型超粗化劑中，咪唑啉類(lèi)緩蝕劑含量為0.5-8g/l。

本發(fā)明優(yōu)選的銅面有機(jī)酸型超粗化劑中，其中咪唑啉類(lèi)緩蝕劑選自咪唑啉及咪唑啉衍生物，更優(yōu)選地，選自：咪唑啉、季銨鹽咪唑啉、酰胺基咪唑啉、硫脲基咪唑啉、苯并咪唑啉、磷酰胺咪唑啉、2-甲基咪唑啉、烷基咪唑啉及其組合。

本發(fā)明優(yōu)選的銅面有機(jī)酸型超粗化劑，其包括：C1~C6飽和脂肪酸及C1~C6飽和脂肪酸鹽作為所述緩沖體系；且所述鹵素離子為氯離子或溴離子。

本發(fā)明優(yōu)選的銅面有機(jī)酸型超粗化劑，包括：C1~C6飽和脂肪酸：60-90g/l；C1~C6飽和脂肪酸鹽：50-80g/l；鹵素離子源：以控制鹵素離子含量為50-80g/l；二價(jià)銅化合物，其控制銅離子含量為15-50g/l；堿性物質(zhì)，其控制氫氧根離子含量為10-40g/l；咪唑啉類(lèi)緩蝕劑：0.1-10g/l；及余量的水。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：本發(fā)明采用有機(jī)酸/有機(jī)酸鹽體系，引入咪唑啉類(lèi)緩蝕劑，其微蝕速率穩(wěn)定，銅面粗化效果極佳，且蝕刻后表面均勻，十分耐氧化，可以有效提高銅表面與干、濕膜及阻焊層等界面結(jié)合力，滿(mǎn)足精細(xì)線(xiàn)路使用要求，極大的提升生產(chǎn)良率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1超粗化后銅面表觀(guān)。

圖2為實(shí)施例2超粗化后銅面表觀(guān)。

圖3為實(shí)施例3超粗化后銅面表觀(guān)。

圖4為比較例1超粗化后銅面表觀(guān)。

圖5為比較例2超粗化后銅面表觀(guān)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的銅面有機(jī)酸型超粗化劑，其包括有機(jī)酸、鹵素離子和二價(jià)銅離子，還包括咪唑啉類(lèi)緩蝕劑。在具體實(shí)施例中，其主要成分包含：飽和脂肪酸：60-90g/l；飽和脂肪酸鹽：50-80g/l；鹵素離子：50-80g/l；二價(jià)銅化合物，其中控制銅離子含量15-50g/l；堿類(lèi)物質(zhì)，其中控制氫氧根離子含量為10-40g/l；咪唑啉類(lèi)緩蝕劑：0.1-10g/l；去離子水余量。

本發(fā)明所用飽和脂肪酸可為以下一種或幾種混合物，包含但不限于：甲酸，乙酸，丙酸等。主要提供蝕刻金屬所需氫離子和形成緩沖體系，同時(shí)用于穩(wěn)定微蝕刻劑工作環(huán)境。

本發(fā)明所用飽和脂肪酸鹽類(lèi)物質(zhì)包含但不限于：甲酸鈉，醋酸鈉，丙酸鈉等一種或幾種混合物。用于與上述有機(jī)酸形成緩沖體系，穩(wěn)定超粗化劑的pH值在2.0-5.0之間。

本發(fā)明所用的鹵素離子源優(yōu)選為氯化物，包含但不限于：氯化鈉，氯化鉀，氯化銅，氯化鋁等其中一種或幾種混合物，主要目的在于提供氯離子，用于輔助銅的溶解，避免形成銅泥。同時(shí)，也能初步穩(wěn)定微蝕刻速率。鹵素離子及其鹵素離子源也可以為溴離子及其溴化物。

本發(fā)明所用的二價(jià)銅離子源，包含但不限于：二水合氯化銅，硫酸銅，氫氧化銅，氧化銅等其中一種或幾種混合物，作為氧化劑與金屬銅反應(yīng)。

本發(fā)明所用的堿類(lèi)物質(zhì)可以為：氫氧化鈉，氫氧化鉀等一種和兩種混合物。

本發(fā)明所用的咪唑啉類(lèi)緩蝕劑為咪唑啉及其衍生物的一種或幾種混合物，包含但不限于：咪唑啉，季銨鹽咪唑啉，酰胺基咪唑啉，硫脲基咪唑啉，苯并咪唑啉，磷酰胺咪唑啉，2-甲基咪唑啉，烷基咪唑啉等。本發(fā)明所用的咪唑啉類(lèi)緩蝕劑在酸性介質(zhì)中，能夠在金屬表面形成單分子吸附膜，絡(luò)合銅離子，形成銅面微蝕刻后的粗化表面。本發(fā)明所選用的咪唑啉類(lèi)緩蝕劑的使用量為0.1g/l-10g/l，其優(yōu)選范圍視具體咪唑啉種類(lèi)、液體的pH值而異。

引入上述咪唑啉類(lèi)緩蝕劑的有機(jī)酸超粗化劑，在實(shí)際使用時(shí)，通常控制溫度T在20℃-40℃之間，pH值介于2.0-5.0范圍內(nèi)。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。這些實(shí)例是用于說(shuō)明本發(fā)明而非對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制。同時(shí)也對(duì)比其他有機(jī)酸超粗化劑，進(jìn)行比較。

實(shí)施例1-3和比較例1-2。

實(shí)施例1

第一組有機(jī)酸型超粗化劑，主要成分為：

甲酸： 80g/l

甲酸鈉： 60g/l

氯化鈉： 110g/l

二水合氯化銅： 60g/l

氫氧化鈉： 85g/l

2-甲基咪唑啉： 2g/l

余量去離子水。

按上述比例配制好超粗化劑，于溫度30℃下，選用1OZ銅箔作為測(cè)試板，在銅面超粗化微蝕處理前，需利用機(jī)械磨刷或清洗除油用以清潔銅面，去除銅面氧化層或油污。然后通過(guò)浸泡方式將本實(shí)施例1的有機(jī)酸型超粗化液用以粗化微蝕銅面60秒。粗化微蝕后，使用稀鹽酸水溶液清洗銅面。

經(jīng)水洗烘干后，在潮濕環(huán)境（濕度：80%）放置24小時(shí)后，使用型號(hào)為JSM-6700/Japan的掃描電子顯微鏡（SEM）與表面粗糙度儀（型號(hào)：WYKO）對(duì)粗化后的銅面粗糙度和微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，其SEM見(jiàn)圖1，粗糙度和微蝕速率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

實(shí)施例2

第二組有機(jī)酸型超粗化劑，主要成分為：

丙酸： 80g/l

丙酸鈉： 80g/l

氯化鉀： 90g/l

氫氧化銅： 35g/l

氫氧化鈉： 10g/l

季銨鹽咪唑啉： 5g/l

余量去離子水。

具體操作方法同實(shí)施例1一致，在潮濕環(huán)境（濕度：80%）放置24小時(shí)后，對(duì)粗化后銅面的粗糙度和微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，其掃描電子顯微鏡圖（SEM）見(jiàn)圖2，粗糙度和微蝕速率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

實(shí)施例3

第三組有機(jī)酸型超粗化劑，主要成分為：

乙酸： 70g/l

丙酸： 30g/l

乙酸鈉： 60g/l

氯化鈉： 110g/l

氧化銅： 30g/l

氫氧化鉀： 35g/l

硫脲基咪唑啉： 0.5g/l

余量去離子水。

具體操作方法同實(shí)施例1一致，在潮濕環(huán)境（濕度：80%）放置24小時(shí)后，對(duì)粗化后銅面的粗糙度和微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，其掃描電子顯微鏡圖（SEM）見(jiàn)圖3，粗糙度和微蝕速率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

比較例1

主要成分為：

氯化銅： 30g/l

乙酸： 80g/l

氯化鈣： 80g/l

鉬酸鈉： 40g/l

Tween： 0.5g/l

余量去離子水。

具體操作方法同實(shí)施例1一致，在潮濕環(huán)境（濕度：80%）放置24小時(shí)后，對(duì)粗化后銅面的粗糙度和微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，其掃描電子顯微鏡圖（SEM）見(jiàn)圖4，粗糙度和微蝕速率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

比較例2

主要成分為：

乙酸銅： 50g/l

甲酸： 50g/l

氯化鈣： 80g/l

氯化鈉： 70g/l

Span80： 0.5g/l

余量去離子水。

具體操作方法同實(shí)施例1一致，在潮濕環(huán)境（濕度：80%）放置24小時(shí)后，對(duì)粗化后銅面的粗糙度和微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，其掃描電子顯微鏡圖（SEM）見(jiàn)圖5，粗糙度和微蝕速率數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1各實(shí)施例與比較例超粗化后銅面粗糙度

由上述實(shí)施例和比較例的銅箔顯微鏡圖1至圖5可以看出，利用本發(fā)明的超粗化劑處理的銅箔在潮濕環(huán)境條件下放置24小時(shí)候后，表面仍然具有十分均勻的粗糙度，耐氧化能力強(qiáng)，而比較例1和比較2則表面均勻度不佳，有氧化層。同時(shí)結(jié)合表面粗糙度儀檢測(cè)結(jié)果，如表1所示對(duì)比實(shí)施例和比較例的數(shù)據(jù)，可以明顯得出利用本發(fā)明超粗化劑能夠賦予銅面極佳的粗糙度，能顯著提升銅面的界面結(jié)合力，且十分耐氧化。