一种铜表面处理液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种铜表面处理液及其制备方法和应用，所述处理液中以质量百分含量计包括：铜离子0.1‑5％，锡离子0.1‑5％，合金离子0.1‑5％，络合剂5‑30％，卤素离子1‑20％，表面活性剂0.1‑1％，余量为水。所述应用包括如下步骤：(1)将待处理铜样品依次进行除油和洗涤，之后采用所述处理液进行第一处理，然后采用所述处理液进行第二处理，得到处理后铜样品；(2)将步骤(1)得到的处理后铜样品依次进行洗涤和烘干，得合金铜样品。该表面处理液使铜面形成特殊“内凹形”形貌的合金层，增加了树脂和铜箔的结合力，同时铜箔的粗糙度降低，高频电信号损失小，并且合金层厚度薄，应用成本低，工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种铜表面处理液及其制备方法和应用
本专利技术涉及表面处理领域，具体涉及一种铜表面处理液及其制备方法和应用。
技术介绍
随着电子科技产品正朝着微型化、高性能和多功能方向发展，对集成电路行业提出了越来越高的要求，高密度内互联板成为发展的主流。特别在5G通讯行业，由于线路做的越来越精细，而高速高频板铜表面的粗糙度对信号传输影响比较大。因此，低粗糙铜面处理起到至关重要的作用。在内层压合工艺中，传统工艺药水是棕化液或黑氧化液。主流棕化工艺即在铜面形成金属有机层，使铜面形成均匀的棕黑色和均匀的蜂窝状或绒毛状的微观结构，增大比表面积，提高结合力，但电信号损失大，无法满足5G行业应用。如CN110049637A公开了一种PCB基板的棕化处理工艺，1)酸液洗涤；2)溢流水洗；3)碱液洗涤；4)纯水预浸；5)棕化剂棕化；6)烘干和7)冷却；其中，所述酸液是含有酸化添加剂的硫酸；所述碱液包括以下重量份的材料：磷酸盐5-8份、异构醇聚氧乙烯醚硫酸钠5-8份、十二烷基苯磺酸盐3-4份、氢氟酸和水90-100份；所述棕化剂包括以下原料(按质量浓度计)：硝酸30-50mg/L、高锰酸钾5-8mg/L、聚乙二醇单甲醚10-30mg/L、卤素离子10-30mg/L、唑类物10-20mg/L，添加水至1L。通过改进酸液、碱液和棕化剂的配方，来提高PCB基板棕化处理的均匀度，进而提供PCB基板与PP的结合力，利于企业制造多层线路板。CN107190254A公开了一种印制电路板的新型棕化处理液，每升所述棕化处理液中包括如下按体积份或质量份计算的组分：3565mLH2SO4，3560mLH2O2，100200mgCuSO4·5H2O，36g聚乙二醇单甲醚，510g甲基三乙氧基硅烷，1319g苯并三氮唑，0.510g缓蚀剂，1.21.5gEDTA；其中，所述缓蚀剂包括为2巯基5苯并咪唑磺酸钠二水合物和含N、O杂原子的氨基酸。所述棕化处理液所用化学品成本低廉，反应条件温和，处理时间短且稳定，棕化后板面耐酸性强，棕化效果好，具有较高的剥离强度和优异的耐冷热冲击性能，能够有效解决普通棕化处理液存在的粉红圈、抗撕强度差、耐酸性差等问题，且无刺激性气味。但棕化表面微蚀量大(1.5-2μm)，粗糙度高，特别在5G通讯领域应用会有明显信号损失。因此，行业内开发新型铜面处理剂降低铜面粗糙度，如在铜面连接硅烷偶联剂或铜面镀合金层，一般硅烷偶联剂处理后的铜面进行压合，再经过高温回流焊之后结合力下降较大，导致爆板，很难满足工艺要求。低粗糙度的铜面镀合金工艺被寄予厚望，根据报道合金包括锡、镍、银、金、钯、钌、钴等，但合金表面形成的比表面积较低，导致结合力不够，无法满足高频高速板内层压合工艺要求。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种铜表面处理液及其制备方法和应用，使得铜面形成特殊“内凹形”形貌的合金层，增加树脂和铜箔的结合力，同时铜箔的粗糙度降低，高频电信号损失小，并且合金层厚度薄，应用成本低，工艺简单。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种铜表面处理液，所述处理液中以质量百分含量计包括：铜离子0.1-5％，锡离子0.1-5％，合金离子0.1-5％，络合剂5-30％，卤素离子1-20％，表面活性剂0.1-1％，余量为水。本专利技术提供的铜表面处理液，通过对配方的合理配置，使得铜面形成特殊“内凹形”形貌的合金层，增加树脂和铜箔的结合力，同时铜箔的粗糙度降低，高频电信号损失小，并且合金层厚度薄，应用成本低，工艺简单。本专利技术中，所述处理液中铜离子以质量百分含量计为0.1-5％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述处理液中锡离子以质量百分含量计为0.1-5％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述处理液中合金离子以质量百分含量计为0.1-5％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述处理液中络合剂以质量百分含量计为5-30％，例如可以是5％、10％、15％、20％、25％或30％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述处理液中卤素离子以质量百分含量计为1-20％，例如可以是1％、5％、10％、15％或20％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述处理液中表面活性剂以质量百分含量计为0.1-1％，例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，所述处理液中以质量百分含量计包括：铜离子2-4％，锡离子1-3％，合金离子2-3％，络合剂10-20％，卤素离子8-15％，表面活性剂0.5-0.7％，余量为水。作为本专利技术优选的技术方案，所述合金离子包括镍、钯、金、钴、钌或铑中的1种或至少2种的组合，优选为镍。所述组合可以是镍和钯的组合，金和钴的组合或钌和铑的组合等，但不限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。优选地，所述络合剂包括柠檬酸钠、葡萄糖酸钠或硫脲中的1种或至少2种的组合。本专利技术中，所述组合可以是柠檬酸钠和葡萄糖酸钠的组合或葡萄糖酸钠和硫脲的组合，但不限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。优选地，所述卤素离子包括氯离子、溴离子或碘离子中的1种或至少2种的组合。本专利技术中，所述组合可以是氯离子和溴离子的组合或溴离子和碘离子的组合等，但不限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。第二方面，本专利技术提供如第一方面所述处理液的制备方法，所述制备方法为按配方将原料溶于水中经搅拌得到所述处理液。第三方面，本专利技术提供如第一方面所述处理液的应用，所述应用包括如下步骤：(1)将待处理铜样品依次进行除油和清洗，之后采用所述处理液进行第一处理，然后采用所述处理液进行第二处理，得到处理后铜样品；(2)将步骤(1)得到的处理后铜样品依次进行洗涤和烘干，得合金铜样品。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述除油的温度为50-60℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述除油的时间为10-60s，例如可以是10s、20s、30s、40s、50s或60s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述清洗的介质为水。优选地，步骤(1)所述清洗的时间为30-90s，例如可以是30s、40s、50s、60s、70s、80s或90s本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜表面处理液，其特征在于，所述处理液中以质量百分含量计包括：铜离子0.1-5％，锡离子0.1-5％，合金离子0.1-5％，络合剂5-30％，卤素离子1-20％，表面活性剂0.1-1％，余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜表面处理液，其特征在于，所述处理液中以质量百分含量计包括：铜离子0.1-5％，锡离子0.1-5％，合金离子0.1-5％，络合剂5-30％，卤素离子1-20％，表面活性剂0.1-1％，余量为水。


2.如权利要求1所述的处理液，其特征在于，所述处理液中以质量百分含量计包括：铜离子2-4％，锡离子1-3％，合金离子2-3％，络合剂10-20％，卤素离子8-15％，表面活性剂0.5-0.7％，余量为水。


3.如权利要求1或2所述的处理液，其特征在于，所述合金离子包括镍、钯、金、钴、钌或铑中的1种或至少2种的组合，优选为镍；
优选地，所述络合剂包括柠檬酸钠、葡萄糖酸钠或硫脲中的1种或至少2种的组合；
优选地，所述卤素离子包括氯离子、溴离子或碘离子中的1种或至少2中的组合。


4.如权利要求1-3任一项所述的处理液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为按配方将原料溶于水中经搅拌得到所述处理液。


5.如权利要求1-3任一项所述的处理液的应用，其特征在于，所述应用包括如下步骤：
(1)将待处理铜样品依次进行除油和清洗，之后采用所述处理液进行第一处理，然后采用所述处理液进行第二处理，得到处理后铜样品；
(2)将步骤(1)得到的处理后铜样品依次进行洗涤和烘干，得合金铜样品。


6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤(1)所述待处理铜样品包括铜箔、覆铜板或内层图形线路板中的1种或至少2种的组合；
优选地，步骤(1)所述除油的温度为50-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林章清，黄建东，章晓冬，刘江波，童茂军，
申请(专利权)人：苏州天承化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32