改进的微蚀刻溶液制造技术

本发明专利技术涉及一种改进的微蚀刻溶液和使用该改进的组合物粗糙化金属表面并提高金属层与随后涂敷的层之间粘附强度的方法。该微蚀刻组合物是包含二价铜离子源、吡啶衍生物、多亚乙基多胺以及酸的水溶液。在优选实施方案中，本发明专利技术的微蚀刻溶液还包含卤素离子源，如氯化钠或盐酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术致力于一种改进的微蚀刻溶液，其为阻焊剂的涂敷提供了良好的粘附力，本专利技术还致力于一种在铜表面上进行微蚀刻用于随后在其上镀敷的改进方法。
技术介绍
在印制电路板的制造中，铜表面涂有各种有机膜，包括抗蚀剂、抗电镀剂、阻焊剂和其它介电材料。这些膜可作为液体或干膜抗蚀剂涂敷在板面上。在任何情况下，膜对表面的良好粘附力都是必需的，以防止该膜从表面上被蚀刻掉或剥落。在一些情况下，例如使用阻焊剂时，膜在涂敷到表面上后就永久留在其上。在此情况下，需要紧密地粘合在铜表面上，因为在焊接过程中接触熔融焊料前，或在沉积金属层前用与未涂区域接触的腐蚀性化学药品进行处理前，阻焊剂保护铜表面的特定区域。在其它情况下，例如当使用抗蚀剂时，膜仅是暂时留在铜表面上。因为该抗蚀剂保护铜表面的特定区域免受用于通过蚀刻移除曝露的铜区域的腐蚀性化学药品的攻击，所以良好的粘附力是必需的。在该抗蚀剂已经被蚀刻后，再将其移除。改进有机膜在光滑铜表面上的粘附力通常通过粗糙化该表面来完成。这可以通过机械方法如研磨或用水中的浮石浆液处理该表面来实施。或者，表面可以通过化学方法(如微蚀刻)来粗糙化，-->例如使用基于过硫酸盐或过氧化氢和硫酸的溶液(这只是其中的一种方法)。在印制线路板的制造中，铜表面被粗糙化以提高待涂覆在铜表面的抗蚀剂或阻焊剂的粘附力。微蚀刻还被用来提高可焊性，例如用作为焊料涂覆步骤或在焊接电子部件前从铜表面上移除氧化物的预处理。这些粗糙化方法已被证实是有问题的，因为有机膜沉积到极窄导线的铜表面以及到极细的焊垫或连接垫时，对铜表面没有足够的粘附力。需要改进的蚀刻组合物，其在铜表面上提供良好的粒状构造，并在涂敷阻焊剂期间提供良好的粘附力。本专利技术的一个目的是提供用于铜和铜合金的表面处理组合物，其可表现出对阻焊剂等的优异的粘附性，并提供具有适合表面结构以及较高可焊性的铜或铜合金的粗糙表面。
技术实现思路
本专利技术致力于一种含水微蚀刻溶液，其包含：二价铜离子源；吡啶衍生物；多亚乙基多胺(multiethyleneamine)；以及酸。本专利技术还致力于一种改进的粗糙化铜或铜合金表面的方法，其为随后涂敷在其上的层提供了改进的粘附力，该方法包括使铜或铜合金表面与一定量的微蚀刻组合物接触一段时间以粗糙化该表面，该组合物包含二价铜离子源、吡啶衍生物、多亚乙基多胺以及酸。-->附图说明图1A～图1C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的铜底层的扫描电子显微镜(SEM)图像。图2A～图2C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中甲基吡啶的浓度改变了。图3A～图3C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中甲基吡啶的浓度改变了。图4A～图4C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中甲基吡啶的浓度改变了。图5A～图5C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中甲基吡啶的浓度改变了。图6A～图6C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中甲基吡啶的浓度改变了。图7A～图7C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中多亚乙基多胺的浓度改变了。图8A～图8C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中多亚乙基多胺的浓度改变了。图9A～图9C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中多亚乙基多胺的浓度改变了。图10A～图10C描绘了用本专利技术的微蚀刻组合物处理的另一铜底层的SEM图像，其中多亚乙基多胺的浓度改变了。图11A～图11F描绘了根据本专利技术制备的各种组合物处理的铜表面的SEM图像。图12A～图12C描绘了被机械地微蚀刻的铜底层的SEM图像。图13A～图13C描绘了基于标准过氧化物/硫酸化学反应的微蚀刻组合物处理的铜底层的SEM图像。-->图14A～图14C描绘了基于甲酸/甲酸钠化学反应的微蚀刻组合物处理的铜底层的SEM图像。图15A～图15C描绘了基于附加了多亚乙基多胺的甲酸/甲酸钠化学反应的微蚀刻组合物处理的铜底层的SEM图像。具体实施方式本专利技术的专利技术人已惊奇地发现，与现有技术的方法相比，包含吡啶衍生物及多亚乙基多胺的微蚀刻组合物提供了较高程度的微粗糙化的表面。本专利技术致力于一种含水微蚀刻溶液，其包含：二价铜离子源；吡啶衍生物；多亚乙基多胺；以及酸。二价铜离子源起氧化剂的作用以氧化金属表面，该金属典型地为铜、铜合金等。使用二价铜离子源作为氧化剂确保了微蚀刻组合物表现出适宜的蚀刻速度和蚀刻深度。二价铜离子源适合的实例包括二价铜的有机酸盐，如氯化铜、溴化铜和氢氧化铜。优选地，二价铜离子源是氯化铜。用于微蚀刻溶液中的二价铜离子源的典型浓度为约10～50g/l，更优选为约20～30g/l。在一个优选实施方案中，吡啶衍生物是甲基吡啶。在本专利技术中有用的其它吡啶衍生物包括2-甲基吡啶、2-氨基吡啶、2-氨甲基吡啶、2-羧基吡啶、4-甲基吡啶、4-氨基吡啶、4-氨甲基吡啶等。给出2，4-二氨基-6-甲基三嗪、2，4-二氨基-6-乙基三嗪等作为三嗪衍生物的实例。用于微蚀刻溶液中的吡啶衍生物的典型浓度为约25～125ml/l，更优选为约50～100ml/l。-->选择多亚乙基多胺以便为粗糙化铜表面给出最优性能。多亚乙基多胺是低分子量聚亚胺，它更像是一种低聚物。本专利技术中可用的一种合适的多亚乙基多胺是聚乙烯亚胺，Mn＝423或Mn＝600，产自Aldrich Chemical公司。用于微蚀刻溶液中的多亚乙基多胺的典型浓度为约100～1000ppm，更优选的浓度为约100～600ppm。在蚀刻溶液中加入无机酸的目的是为了稳定蚀刻速度并确保均一的蚀刻而不会不均匀。无机酸的特定实例包括硫酸、盐酸等。考虑到容易操作性而优选硫酸。使用的酸的量足以维持溶液pH值在约0.3～3.5。在一个优选实施方案中，本专利技术的微蚀刻溶液还包括卤素离子源，如氯化钠或盐酸。本专利技术还致力于一种粗糙化铜或铜合金表面的改进的方法，其为随后涂敷在其上的层提供了改进的粘附力，该方法包括使铜或铜合金表面与一定量的微蚀刻组合物接触一段时间以粗糙化该表面，该组合物包含二价铜离子源、吡啶衍生物、多亚乙基多胺以及酸。对涂敷本专利技术微蚀刻组合物的方法没有特殊限制。实例包括将组合物溶液喷涂到要处理的铜或铜合金表面上，使用浸渍输送机将铜或铜合金浸入到溶液中，等等。然而，有利的是控制铜表面上的微蚀刻深度到约50～70微英寸，更优选约55～65微英寸。在一个实施方案中，微蚀刻溶液通过喷涂到铜或铜合金底层上来涂敷，其停留时间为约25～45秒。更优选的，停留时间为约30至约40秒。该表面处理组合物可以这样制备：将以上提到的组分以上述比例加入到水中并混合该混合物。添加方法没有特别限制。组分既可以一次全部加入也可以按任意顺序分别加入。优选用去离子-->水作为所述水。本专利技术的蚀刻溶液可广泛用于铜或铜合金的化学清洗等。例如，在多层印制线路板的制造中，它可以用于在铜表面氧化处理前的氧化物移除并粗糙化，用于为了提高抗蚀剂和阻焊剂的粘附性而进行的粗糙化，以及用于为了提高可焊性而进行的氧化物移除并粗糙化。本专利技术的蚀刻溶液可用于由铜或铜合金制成的各种材料的粗糙化和防锈。本专利技术的其它特征将在以下实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水微蚀刻溶液，包含：　　　　二价铜离子源；　　　　吡啶衍生物；　　　　多亚乙基多胺；以及　　　　酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-23 11/209,4711.一种含水微蚀刻溶液，包含：二价铜离子源；吡啶衍生物；多亚乙基多胺；以及酸。2.根据权利要求1的微蚀刻溶液，其中存在于所述微蚀刻溶液中的所述二价铜离子源的浓度为约10～50g/l。3.根据权利要求2的微蚀刻溶液，其中存在于所述微蚀刻溶液中的所述二价铜离子源的浓度为约20～30g/l。4.根据权利要求1的微蚀刻溶液，其中所述吡啶衍生物是甲基吡啶。5.根据权利要求1的微蚀刻溶液，其中存在于所述微蚀刻溶液中的所述吡啶衍生物的浓度为约25～125ml/l。6.根据权利要求5的微蚀刻溶液，其中存在于所述微蚀刻溶液中的所述吡啶衍生物的浓度为约50～100ml/l。7.根据权利要求1的微蚀刻溶液，其中存在于所述微蚀刻溶液中的所述多亚乙基多胺的浓度为约100～1000ppm。8.根据权利要求7的微蚀刻溶液，其中存在于所述微蚀刻溶液中的所述多亚乙基多胺的浓度为约100～600ppm。9.根据权利要求1的微蚀刻溶液，其中所述酸为硫酸。10.根据权利要求1的微蚀刻溶液，进一步包含氯化钠或盐酸。11.根据权利要求1的微蚀刻溶液，其中存在于所述溶液中的所述酸的量足以控制pH值在约0.3～3.5之间。12.一种粗糙化铜或铜合金表面的方法，以为随后涂敷在其上的层提供改进的粘附力，该方法包括使铜或铜合金表面与一定量的微蚀刻组合物接触一段时间以粗糙化该表面，该组合物包含二价铜离子源、吡啶...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯可盛，奈尔什卡帕迪亚，史蒂夫卡斯塔尔迪，
申请(专利权)人：麦克德米德有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]