本發(fā)明屬于金屬表面化學(xué)處理領(lǐng)域，具體涉及一種銅蝕刻液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

印制電路板(pcb)是電子工業(yè)中不可或缺的電子元器件，它是利用化學(xué)蝕刻液對(duì)基板上覆蓋的銅箔進(jìn)行蝕刻處理而形成印制電路。隨著電子工業(yè)生產(chǎn)工藝的精細(xì)化和環(huán)境保護(hù)要求的逐步提高，化學(xué)蝕刻液的組成配方也逐步從粗放型向精細(xì)化方向發(fā)展。

目前用于印制電路板中的蝕刻液主要有6種類(lèi)型：酸性氯化銅、堿性氯化銅、三氯化鐵、過(guò)硫酸銨、硫酸/鉻酸和硫酸/雙氧水蝕刻液，它們均有一定的優(yōu)點(diǎn)和特殊用途，但也存在各種各樣的問(wèn)題。酸性氯化銅和堿性氯化銅這種含氯離子的蝕刻體系具有蝕刻速率高、蝕刻均勻、易再生、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在“水池”效應(yīng)易生成含亞銅的銅絡(luò)離子而無(wú)法避免側(cè)蝕，蝕刻速率與側(cè)蝕問(wèn)題之間難以平衡)；三氯化鐵與銅反應(yīng)生產(chǎn)氯化亞鐵和氯化銅，蝕刻后廢水產(chǎn)泥量高、處理難度大；硫酸/鉻酸和硫酸/雙氧水蝕刻液成本高且效果不穩(wěn)定。此外，常規(guī)的蝕刻液在精細(xì)加工過(guò)程中易產(chǎn)生蝕刻延遲或蝕刻殘?jiān)葐?wèn)題。因此，市面上急需一種蝕刻速率較高且穩(wěn)定、蝕刻均勻、無(wú)蝕刻殘?jiān)噎h(huán)境友好的蝕刻液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種銅蝕刻液，具有較高的蝕刻速率、無(wú)殘?jiān)o(wú)側(cè)蝕。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種銅蝕刻液，含有氯化銅、過(guò)氧化氫及水，還含有1-15wt％的3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺。

本發(fā)明的蝕刻液體系中含有的3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺可能與cucl2形成二價(jià)銅的絡(luò)合物，該二價(jià)銅的絡(luò)合物進(jìn)一步與金屬銅反應(yīng)形成一價(jià)銅的絡(luò)合物，而一價(jià)銅的絡(luò)合物可被氧化為二價(jià)銅離子，能夠循環(huán)參與蝕刻反應(yīng)。本發(fā)明的堿性體系中形成的一價(jià)銅的絡(luò)合物易發(fā)生氧化，蝕刻速率更快、更穩(wěn)定。3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺的濃度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致對(duì)銅的蝕刻不均勻，且耗時(shí)長(zhǎng)；3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺的濃度過(guò)高，易產(chǎn)生沉淀，造成蝕刻殘?jiān)?/p>

進(jìn)一步地，所述蝕刻液還含有1-15wt％乙基四氫糠醚和1-15wt％異丙醇。乙基四氫糠醚和異丙醇既有利于3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺在體系中充分溶解，還有利于蝕刻液與銅之間接觸更充分，可以有效避免蝕刻殘?jiān)漠a(chǎn)生

再進(jìn)一步地，所述乙基四氫糠醚和異丙醇含量的總和大于3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺的含量，否則，3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺在體系中的溶解度下降，不能形成均一的溶液，蝕刻效力也隨之下降。

進(jìn)一步地，所述蝕刻液還含有1-5wt％堿性無(wú)機(jī)鹽，所述堿性無(wú)機(jī)鹽選自由(nh4)2so4、k2hpo4和na2hpo4組成的組中的一種或多種，這些化合物可以使溶液具有穩(wěn)定的堿性，ph控制在8-11的范圍內(nèi)，能夠得到適當(dāng)?shù)奈g刻速度。

進(jìn)一步地，所述蝕刻液中還含有0.01-0.1wt％苯基脲，可以抑制過(guò)氧化氫的分解，維持蝕刻液體系的效力。

進(jìn)一步地，所述蝕刻液中還含有0.1-5wt％絡(luò)合劑，所述絡(luò)合劑選自由edta鈉鹽、酒石酸鈉、檸檬酸鈉和葡萄糖酸鈉組成的組中的一種或多種，可以控制蝕刻速率，使蝕刻趨于平穩(wěn)。

一種銅蝕刻液在印制電路板中的應(yīng)用，蝕刻溫度在0℃以上，無(wú)需加熱，蝕刻時(shí)間0.5-5分鐘。

有益效果：

本發(fā)明提供的銅蝕刻液整體在具有較高的蝕刻速率的情況下，僅出現(xiàn)較少的側(cè)蝕，較好地實(shí)現(xiàn)了提高蝕刻速率和減少側(cè)蝕之間的平衡，并且配方合理，不易產(chǎn)生殘?jiān)?，具有較好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，下面的實(shí)施例為本發(fā)明的示例，僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而不用來(lái)限制本發(fā)明。在不偏離本發(fā)明主旨或范圍的情況下，可進(jìn)行本發(fā)明構(gòu)思內(nèi)的其他組合和各種改良。

本發(fā)明的銅蝕刻液的蝕刻對(duì)象不限于純銅，也可以是銅合金。作為銅合金，銅含量為50wt％以上是合適的，對(duì)銅合金中的合金化金屬?zèng)]有特別限制，可以舉出例如錫、鉛、鋅、鎳、錳等中的一種或兩種以上。

按照以下實(shí)施例規(guī)定的各蝕刻液的配比，制備各蝕刻液。所述蝕刻液的制備是按照本領(lǐng)域的常規(guī)方法混合制得。

對(duì)比例1

一種銅蝕刻液，其含有5wt％cucl2、3wt％過(guò)氧化氫、1wt％乙基四氫糠醚、15wt％異丙醇、2wt％(nh4)2so4，其余為水。

對(duì)比例2

一種銅蝕刻液，其含有5wt％cucl2、3wt％3-(乙氧基)吡啶-2-胺、3wt％過(guò)氧化氫、1wt％乙基四氫糠醚、15wt％異丙醇、2wt％(nh4)2so4，其余為水。

對(duì)比例3

一種銅蝕刻液，其含有5wt％cucl2、0.5wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、3wt％過(guò)氧化氫、1wt％乙基四氫糠醚、15wt％異丙醇、2wt％(nh4)2so4，其余為水。

實(shí)施例1

一種銅蝕刻液，其含有5wt％cucl2、3wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、3wt％過(guò)氧化氫、1wt％乙基四氫糠醚、15wt％異丙醇、2wt％(nh4)2so4，其余為水。

實(shí)施例2

一種銅蝕刻液，其含有6wt％cucl2、4wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、6wt％過(guò)氧化氫、4wt％乙基四氫糠醚、12wt％異丙醇、2wt％k2hpo4，其余為水。

實(shí)施例3

一種銅蝕刻液，其含有8wt％cucl2、5wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、8wt％過(guò)氧化氫、5wt％乙基四氫糠醚、8wt％異丙醇、3wt％k2hpo4、0.01wt％苯基脲，其余為水。

實(shí)施例4

一種銅蝕刻液，其含有10wt％cucl2、7wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、10wt％過(guò)氧化氫、7wt％乙基四氫糠醚、7wt％異丙醇、3wt％na2hpo4、0.03wt％苯基脲，其余為水。

實(shí)施例5

一種銅蝕刻液，其含有10wt％cucl2、8wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、10wt％過(guò)氧化氫、8wt％乙基四氫糠醚、5wt％異丙醇、3wt％na2hpo4、0.03wt％苯基脲，其余為水。

實(shí)施例6

一種銅蝕刻液，其含有12wt％cucl2、10wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、14wt％過(guò)氧化氫、12wt％乙基四氫糠醚、4wt％異丙醇、4wt％na2hpo4、0.06wt％苯基脲、0.2wt％edta鈉鹽，其余為水。

實(shí)施例7

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、12wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、15wt％乙基四氫糠醚、1wt％異丙醇、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

實(shí)施例8

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、15wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、15wt％乙基四氫糠醚、1wt％異丙醇、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

對(duì)比例4

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、16wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、15wt％乙基四氫糠醚、1wt％異丙醇、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

對(duì)比例5

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、20wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、15wt％乙基四氫糠醚、1wt％異丙醇、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

對(duì)比例6

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、12wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

對(duì)比例7

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、12wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、7wt％乙基四氫糠醚、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

對(duì)比例8

一種銅蝕刻液，其含有15wt％cucl2、12wt％3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-胺、15wt％過(guò)氧化氫、3wt％異丙醇、4wt％(nh4)2so4、0.08wt％苯基脲、0.3wt％edta鈉鹽，其余為水。

性能測(cè)試：

將上述實(shí)施例1-8和對(duì)比例1-8的蝕刻液采用靜態(tài)懸掛試驗(yàn)法對(duì)40cm×40cm×0.5cm的線路板銅箔(ρ＝8.93g/cm³)在25℃下進(jìn)行蝕刻，蝕刻時(shí)間為3min，測(cè)試線路板銅箔的蝕刻速率采用失重法計(jì)算蝕刻速率，計(jì)算公式如下：

u＝δm/(s·8.93g/cm³·t)×10^-3，

其中，u為蝕刻速率，即單位時(shí)間內(nèi)蝕刻液蝕刻銅的厚度，μm/min；

δm為蝕刻質(zhì)量，mg；

s為蝕刻面積，mm²；

t為蝕刻時(shí)間，min。

側(cè)蝕的程度以側(cè)向蝕刻的寬度來(lái)表示，并且用電子顯微鏡(sem)觀察蝕刻殘?jiān)?，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1性能測(cè)試結(jié)果

由上表1可知，本發(fā)明提供的蝕刻液整體具有較高的蝕刻速率，側(cè)蝕少，無(wú)殘?jiān)Ｆ渲?，由?duì)比例1-3與實(shí)施例1對(duì)比可知，本發(fā)明提供的蝕刻液明顯的具有較高的蝕刻速率和較少的側(cè)蝕，且無(wú)殘?jiān)挥蓪?shí)施例8和對(duì)比例4-5對(duì)比可知，本發(fā)明的蝕刻液組分含量控制合理，不易產(chǎn)生殘?jiān)?；由?duì)比例6-8和實(shí)施例7對(duì)比可知，本發(fā)明提供的蝕刻液與銅箔接觸更充分，側(cè)蝕少。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。