【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属表面化学处理，具体涉及一种酸性铜蚀刻液及其制备方法。
技术介绍
1、在液晶面板行业的制造过程中，金属层的精准蚀刻是确保电路性能与外观质量的关键步骤。当金属层包含铜、钼和铌多种金属组合时，选择合适的蚀刻体系变得尤为复杂且重要。首先，考虑到双氧水体系因其强氧化性而具有极高的刻蚀速率，在处理纯铜层时具有优势，但在涉及铜钼铌合金时，过快的刻蚀速率可能导致对钼和铌层的非选择性攻击，甚至引起过度蚀刻和金属层间的界面破坏的现象，因此，双氧水体系不适用于这种金属层；而碱性蚀刻体系可能会破坏光刻胶的化学结构，导致图案变形或完全失效，从而无法精确控制电路的布局。
2、酸性氯化铜体系以氯化铜为蚀刻剂，在酸性条件下能有效且选择性地蚀刻铜层，同时减少对钼铌层的损伤。但在刻蚀过程中会产生大量的铜离子，铜离子会与表面的铜单质反应形成亚铜离子，亚铜离子会进一步与溶液中的氯离子结合，生成氯化亚铜沉淀；氯化亚铜沉淀倾向于附着在金属层表面，特别是在复杂的沟道结构中，形成难以去除的蚀刻残留物；这些残留物不仅会影响液晶面板的清洁度和外观，还可能引入电阻变化、信号干扰等电性能问题，严重时甚至会导致电路失效。此外，沟道残留现象还会影响后续的镀铜、焊接等工艺步骤，进一步降低液晶面板的整体品质和可靠性。
3、目前，公开号为cn117858361a的专利申请公开了一种厚铜板的外层蚀刻方法，包括以下步骤：在35-60℃的喷淋温度下，以0.15-0.50mpa的喷淋压力对厚铜板喷淋蚀刻混合液，得到待清洗厚铜板，然后将待清洗厚铜板流动水洗2-3
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种酸性铜蚀刻液及其制备方法，以解决现有液晶面板用蚀刻液在复杂沟道结构中使用易产生蚀刻残留物的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种酸性铜蚀刻液，包括以下质量百分比的原料：氯化铜3～6%、盐酸5～10%、氯化镧0.5～1%、氯化钠1～3%、氯化铵2～3%、n,n-二(2-吡啶甲基)乙二胺0.01～0.5%、双硫脲改性壳聚糖2～5%、表面活性剂0.1～2%、氮杂冠醚0.5～1.5%、n,n-二甲基甲酰胺4～8%、余量为去离子水。
4、本专利技术的酸性铜蚀刻液包括氯化铜、盐酸、氯化镧、氯化钠、氯化铵、n,n-二(2-吡啶甲基)乙二胺、双硫脲改性壳聚糖、表面活性剂、氮杂冠醚、n,n-二甲基甲酰胺，其中，氯化铜和盐酸主要起到刻蚀作用，n,n-二(2-吡啶甲基)乙二胺、双硫脲改性壳聚糖、表面活性剂、氮杂冠醚以化学和物理作用阻碍了大量的亚铜离子与氯离子之间的相互作用，仍有少量的亚铜离子与氯离子结合形成不溶于水的cu2cl2固体，而cu2cl2固体会与氯化镧、氯化钠、氯化铵所提供氯离子进行进一步络合，形成可溶于水络合物，从而显著减少沟道残留。
5、优选的，所述双硫脲改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：
6、将壳聚糖、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐和去离子水混合均匀，得到壳聚糖溶液；向壳聚糖溶液中加入双硫脲，在40～60℃下搅拌0.5～1h，再加入肉桂醛，恒温继续搅拌反应4～6h，调节ph值为10～12，形成沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到双硫脲改性壳聚糖。
7、优选的，所述壳聚糖、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、去离子水、双硫脲、肉桂醛的质量比为（0.5～2）：（6～8）：（100～200）：（3～5）：（2～4）。
8、在壳聚糖的溶解过程中，1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐能够破坏壳聚糖分子内和分子间的氢键作用，对壳聚糖的溶解效果更好；随后壳聚糖与双硫脲在肉桂醛的交联作用下，形成双硫脲改性壳聚糖；双硫脲改性壳聚糖能够优先与亚铜离子进行络合，一方面有效减少氯离子与亚铜离子结合，避免形成不溶性固体颗粒，进而减少沟道残留，另一方面在铜的表面形成保护膜，以物理障碍的方式抑制金属铜的腐蚀，调控刻蚀速率，改善了侧蚀现象。
9、优选的，所述表面活性剂为分子量为400-6000的聚乙二醇，更优选地，表面活性剂为分子量为4000的聚乙二醇。
10、表面活性剂能够均匀地分散蚀刻液的各成分，维持蚀刻液的稳定性，同时在蚀刻初期，吸附在金属铜的表面，减缓蚀刻液中离子的扩散速度，降低了蚀刻液对金属层的攻击强度；在刻蚀后期，表面活性剂层通过吸附作用与双硫脲改性壳聚糖与亚铜离子形成的络合物形成双层膜结构，二者协同增效，进一步阻碍了氯离子与亚铜离子进行结合；蚀刻结束后，用去离子水进行清洗，由于膜两侧存在渗透压差，水分子进入双层膜内侧；在水压的作用下，双层膜顺利地脱离金属表面，显著减少金属表面的刻蚀残留。
11、优选不同分子量的聚乙二醇，不仅利于聚乙二醇更好地溶于蚀刻液，而且能够保证聚乙二醇的在蚀刻液中形成稳定的胶束结构，表现出更强的表面活性。
12、优选的，所述氮杂冠醚为1-氮杂-15-冠-5和/或1,7-二氮杂-15-冠-5，更优选地，所述氮杂冠醚由1-氮杂-15-冠-5和1,7-二氮杂-15-冠-5按照质量比为（2～6）：3组成。
13、氮杂冠醚与稀土镧离子配位形成一个较大的能够吸收大量能量的共轭环，在蚀刻过程中，该共轭环能够隔离亚铜离子和氯离子之间的相互作用，从而通过抑制氯化亚铜沉淀的生成，减少蚀刻残留物。进一步，优选以特定的质量比的1-氮杂-15-冠-5与1,7-二氮杂-15-冠-5的混合物为氮杂冠醚，二者协同增效，使得共轭环能够更好地阻止亚铜离子和氯离子之间的结合。
14、优选的，所述盐酸为37wt%盐酸溶液。
15、一种酸性铜蚀刻液的制备方法，包括以下步骤：
16、按配方取各原料，先将n,n-二(2-吡啶甲基)乙二胺、氮杂冠醚、n,n-二甲基甲酰胺与去离子水混合均匀，升温至35-45℃，搅拌1-2h后，加入氯化铜、盐酸、氯化镧、氯化钠、氯化铵、双硫脲改性壳聚糖、表面活性剂，保持相同的温度继续搅拌1-2h，得到酸性铜蚀刻液。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术提供的酸性铜蚀刻液对液晶面板蚀刻时，避免了复杂沟道蚀刻后有残渣的问题，并且保证蚀刻速率适中，刻蚀角度适宜，降低侧蚀量，提高蚀刻精度，此外，本专利技术制备酸性铜蚀刻液的方法简单易行，原料易得，对环境污染小。
19、本专利技术将各组分的质量分数控制一定的范围内，既能明显改善沟道残留现象，又能保持优异的刻蚀效果。
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1.一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，包括以下原料：氯化铜、盐酸、氯化镧、氯化钠、氯化铵、N,N-二(2-吡啶甲基)乙二胺、双硫脲改性壳聚糖、表面活性剂、氮杂冠醚、N,N-二甲基甲酰胺、去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，酸性铜蚀刻液包括以下质量百分比的原料：氯化铜3～6%、盐酸5～10%、氯化镧0.5～1%、氯化钠1～3%、氯化铵2～3%、N,N-二(2-吡啶甲基)乙二胺0.01～0.5%、双硫脲改性壳聚糖2～5%、表面活性剂0.1～2%、氮杂冠醚0.5～1.5%、N,N-二甲基甲酰胺4～8%、余量为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述双硫脲改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述壳聚糖、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、去离子水、双硫脲、肉桂醛的质量比为（0.5～2）：（6～8）：（100～200）：（3～5）：（2～4）。
5.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述表面活性剂为分子量为400-6000
6.根据权利要求5所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述表面活性剂为分子量为4000的聚乙二醇。
7.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述氮杂冠醚为1-氮杂-15-冠-5和/或1,7-二氮杂-15-冠-5。
8.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述氮杂冠醚由1-氮杂-15-冠-5和1,7-二氮杂-15-冠-5按照质量比为（2～6）：3组成。
9.一种酸性铜蚀刻液的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-8任一项所述的酸性铜蚀刻液，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，包括以下原料：氯化铜、盐酸、氯化镧、氯化钠、氯化铵、n,n-二(2-吡啶甲基)乙二胺、双硫脲改性壳聚糖、表面活性剂、氮杂冠醚、n,n-二甲基甲酰胺、去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，酸性铜蚀刻液包括以下质量百分比的原料：氯化铜3～6%、盐酸5～10%、氯化镧0.5～1%、氯化钠1～3%、氯化铵2～3%、n,n-二(2-吡啶甲基)乙二胺0.01～0.5%、双硫脲改性壳聚糖2～5%、表面活性剂0.1～2%、氮杂冠醚0.5～1.5%、n,n-二甲基甲酰胺4～8%、余量为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述双硫脲改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种酸性铜蚀刻液，其特征在于，所述壳聚糖、1-乙基-3-甲基咪唑醋...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴际峰，王锁，王维康，何烨谦，黄德新，龚升，
申请(专利权)人：合肥中聚和成电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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