CN113265660B - 蚀刻液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蚀刻液及其应用,该蚀刻液包括水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂;氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化铵和氯化氢中的至少一种;无机酸选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种;有机酸选自亚氨基二乙酸、甲酸、乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、草酸和丙二酸中的至少一种;氧化剂选自双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵、硝酸铈钠、硝酸铈钾、次氯酸钠和次氯酸钾中的至少一种;氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比为(55~70):(30~50):1。该蚀刻液能快速蚀刻镍、铬或镍铬合金,对铜的蚀刻作用小,满足目前柔性印制电路板和集成电路中制作精细线路的制程要求,且安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及金属蚀刻领域,特别是涉及一种蚀刻液及其应用。
背景技术
随着电子产品的不断发展,尤其是可穿戴便携式电子产品快速发展,对其所使用的线路板也提出了更高的要求,线路板需具备轻便、体积小、可弯折的特点。柔性电路板(FPC,Flexible Printed Circuit)具有体积小、重量轻以及可弯折等优点,使其快速成为线路板技术的一个重要发展方向,在市场中所占的份额也越来越大。
目前,柔性电路板较多地使用聚酰亚胺(Polyimide)基材。在制作电路板的工艺中,为了增强金属线路与聚酰亚胺基膜之间的附着力,同时作为铜线路的种子层,通常会在聚酰亚胺基膜与铜箔之间形成一层中间层如镍层、铬层或镍铬合金层。与此同时,由于镍铬合金在线路和底材中的扩散极少,保证了稳定性,因此集成电路(IC)封装领域也常用到镍铬合金层作为线路的阻挡层。然而,在如今采用的线路蚀刻技术中,通常使用铜蚀刻液同时对铜和镍铬合金层进行蚀刻,由于铜蚀刻液对镍、铬金属的蚀刻速率较慢,并且在铜线路的底部两侧,蚀刻液的置换效率较低,因此铜线路底部两侧的种子层难以蚀刻干净,造成线路底部扩大。当制作高密度线路时,线路边缘残留的镍、铬金属种子层增加了铜线路短路的风险,影响柔性电路板的良率。若通过增加蚀刻时间来去除线路底部露出的种子层,则会造成铜线路严重的侧蚀。
现有的镍铬金属蚀刻液主要有氯化铜体系和氯化铁体系的蚀刻液,其中氯化铜体系的镍铬合金蚀刻液蚀刻系数小,效率低;氯化铁体系的镍铬合金蚀刻液蚀刻系数大,但是对铜的侧蚀比较严重。
另外,目前现有的蚀刻液体系均存在蚀刻速率可调性不强、蚀刻形貌质量不可控、蚀刻可重复性较差等问题;且现有配方的蚀刻液对某些厚度较大,或者某些镍铬合金(含有特定质量百分比范围的镍或铬)蚀刻不良,镍铬合金的残余过多。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种对镍、铬(或镍铬合金)蚀刻效果好,而对铜的蚀刻作用很小,蚀刻时间短、蚀刻形貌可控、重复性强的蚀刻液。
技术方案如下:
一种蚀刻液,包括:水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂;
所述氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化铵和氯化氢中的至少一种;
所述无机酸选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种;
所述有机酸选自亚氨基二乙酸、甲酸、乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、草酸和丙二酸中的至少一种;
所述氧化剂选自双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵、硝酸铈钠、硝酸铈钾、次氯酸钠和次氯酸钾中的至少一种;
所述氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比为(55~70):(30~50):1。
在其中一个实施例中,所述有机酸:氧化剂的摩尔比为(10~35):1。
在其中一个实施例中,所述的蚀刻液还包括表面活性剂。
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个实施例中,所述表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、十二烷基三甲基氯化铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
本发明还提供如上所述的蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
将所述的水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂混合。
本发明还提供如上所述的蚀刻液在蚀刻金属中的应用。技术方案如下:
一种金属的蚀刻方法,包括如下步骤:
将所述的金属与如上所述的蚀刻液接触。
在其中一个实施例中,所述金属选自镍、铬或镍铬合金。
在其中一个实施例中,以质量百分比计,镍占所述镍铬合金的70%~85%,铬占所述镍铬合金的15%~30%。
在其中一个实施例中,待蚀刻的金属层的厚度≤0.6μm。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明的蚀刻液包括水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂。其中氯化物的作用是提供氯离子,利用氯离子的极强的配位作用促进蚀刻液对金属的蚀刻反应;无机酸的作用提供质子酸,降低pH,加快金属的蚀刻速率,特别是对镍或铬的蚀刻速率;有机酸可和无机酸发挥协同作用,控制整个蚀刻体系的pH,进而控制对各种含镍或铬金属材料的蚀刻速率;此外,有机酸还能发挥控制金属表面形貌的作用,以解决目前现有的蚀刻液体系均存在蚀刻速率可调性不强、蚀刻形貌质量不可控、蚀刻可重复性较差等问题。氧化剂的作用是把金属单质氧化成氧化物,相较于金属单质,金属氧化物更容易和酸进行反应,成为金属离子,达到加快蚀刻速率和改善蚀刻效果的目的;同时,相较于镍和铬,铜的腐蚀更加复杂,本发明通过调整蚀刻液成分中的氯化物、无机酸和氧化剂的摩尔比,以及在有机酸的存在下,发挥上述组分的协同作用,能快速蚀刻镍、铬或镍铬合金,而对铜的蚀刻作用很小,使其满足目前柔性印制电路板和集成电路(IC)中制作精细线路的制程要求,并且安全可靠,克服了现有蚀刻液的安全风险。
本发明的蚀刻液制备方法简单,操作简便,生产效率高,可节约时间和能耗,降低生产成本,适合工业化生产。且本发明的蚀刻液使用方法简单,在应用过程中,仅需将含镍、铬或镍铬合金的材料浸入在所述蚀刻液中即可,蚀刻时间短,作用效果好,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
图1是使用实施例3的蚀刻液处理柔性电路板100秒后的图片;
图2是使用对比例5的蚀刻液处理柔性电路板100秒后的图片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,意图在于覆盖不排他的包含,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由……组成”等,否则还可以添加另一部件。
除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
本发明提供了一种对镍、铬(或镍铬合金)蚀刻效果好,而对铜的蚀刻作用很小,蚀刻时间短,对人体温和的蚀刻液。
技术方案如下:
一种蚀刻液,包括:水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂;
所述氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化铵和氯化氢中的至少一种;
所述无机酸选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种;
所述有机酸选自亚氨基二乙酸、甲酸、乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、草酸和丙二酸中的至少一种;
所述氧化剂选自双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵、硝酸铈钠、硝酸铈钾、次氯酸钠和次氯酸钾中的至少一种;
所述氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比为(55~70):(30~50):1。
氯化物的作用是提供氯离子,利用氯离子的极强的配位作用促进蚀刻液对金属的蚀刻反应;无机酸的作用提供质子酸,降低pH,加快金属的蚀刻速率,特别是对镍或铬的蚀刻速率;有机酸可和无机酸发挥协同作用,控制整个蚀刻体系的pH,进而控制对各种含镍或铬金属材料的蚀刻速率;此外,有机酸还能发挥控制金属表面形貌的作用,以解决目前现有的蚀刻液体系均存在蚀刻速率可调性不强、蚀刻形貌质量不可控、蚀刻可重复性较差等问题。氧化剂的作用是把金属单质氧化成氧化物,相较于金属单质,金属氧化物更容易和酸进行反应,成为金属离子,达到加快蚀刻速率和改善蚀刻效果的目的;同时,相较于镍和铬,铜的腐蚀更加复杂,本发明通过调整蚀刻液成分中的氯化物、无机酸、氧化剂的摩尔比,以及在有机酸的存在下,发挥上述组分的协同效果,能快速蚀刻镍、铬或镍铬合金,而对铜的蚀刻作用很小,使其满足目前柔性印制电路板和集成电路(IC)中制作精细线路的制程要求,并且安全可靠,克服了现有蚀刻液的安全风险。
在其中一个实施例中,所述有机酸:氧化剂的摩尔比为(10~35):1。
在其中一个实施例中,所述的蚀刻液还包括表面活性剂。
本发明所述的“表面活性剂”可以是阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性表面活性剂,作用主要是降低表面张力,增强蚀刻液对金属表面的浸润性。
在其中一些实施例中,所述表面活性剂选自:
(a)阳离子表面活性剂选自:烷基三甲基氯化铵(十二烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵)、烷基三甲基溴化铵、烷基三甲基硫酸甲酯、烷基二甲基乙基硫酸乙酯铵、脂肪酰胺丙基三甲基氯化铵、脂肪酰胺丙基三甲基溴化铵、脂肪酰胺丙基三甲基硫酸甲酯铵、脂肪酰胺丙基二甲基乙基硫酸乙酯铵、烷基二羟乙基甲基氯化铵、烷基二羟乙基甲基溴化铵、烷基二羟乙基甲基硫酸甲酯铵、烷基二羟乙基乙基硫酸乙酯铵、脂肪酰胺丙基二羟乙基甲基氯化铵、脂肪酰胺丙基二羟乙基甲基溴化铵、脂肪酰胺丙基二羟乙基甲基硫酸甲酯铵、脂肪酰胺丙基二羟乙基乙基硫酸乙酯铵、脂肪酰胺乙基三甲基氯化铵、脂肪酰胺乙基三甲基溴化铵、脂肪酰胺乙基三甲基硫酸甲酯铵、脂肪酰胺乙基二甲基乙基硫酸乙酯铵、脂肪酰胺乙基二羟乙基甲基氯化铵、脂肪酰胺乙基二羟乙基甲基溴化铵、脂肪酰胺乙基二羟乙基甲基硫酸甲酯铵、脂肪酰胺乙基二羟乙基乙基硫酸乙酯铵中的一种或几种。
(b)阴离子表面活性剂选自:月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、脂肪基甲基牛磺酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸甘油单酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪酸、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、肌氨酸月桂酯、脂肪醇甘油醚磺酸盐、椰油基肌氨酸、椰油基硫酸钠、脂肪醇醚羧酸盐、月桂酰硫酸钠、椰油基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺中的一种或几种。
(c)非离子表面活性剂选自:椰油酰胺、椰油酰胺甲基MEA、椰油酰胺DEA、椰油酰胺MEA、椰油酰胺MIPA、月桂酰胺DEA、月桂酰胺MEA、月桂酰胺MIPA、十四酰胺DEA、十四酰胺MEA、PEG-20椰油酰胺MEA、PEG-2椰油酰胺、PEG-3椰油酰胺、PEG-4椰油酰胺、PEG-5椰油酰胺、PEG-6椰油酰胺、PEG-7椰油酰胺、PEG-3月桂酰胺、PEG-5月桂酰胺、PEG-3油酰胺、PPG-2椰油酰胺、PPG-2羟乙基椰油酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇、烷基糖苷中的一种或几种。
(d)两性表面活性剂选自:椰油基氨基丙酸钠、椰油基氨基二丙酸钠、椰油酰两性基乙酸钠、椰油酰两性基羟丙基磺酸钠、椰油酰两性基丙酸钠、玉米油酰两性基丙酸钠、月桂氨基丙酸钠、月桂酰两性基乙酸钠、月桂酰两性基羟丙基磺酸钠、月桂酰两性基丙酸钠、玉米油酰两性基丙酸钠、月桂亚氨基二丙酸钠、椰油基氨基丙酸铵、椰油基氨基二丙酸铵、椰油酰两性基乙酸铵、椰油酰两性基羟丙基磺酸铵、椰油酰两性基丙酸铵、玉米油酰两性基丙酸铵、月桂氨基丙酸铵、月桂酰两性基乙酸铵、月桂酰两性基羟丙基磺酸铵、月桂酰两性基丙酸铵、玉米油酰两性基丙酸铵、月桂亚氨基二丙酸铵、椰油基氨基丙酸三乙醇胺、椰油基氨基二丙酸三乙醇胺、椰油酰两性基乙酸三乙醇胺、椰油酰两性基羟丙基磺酸三乙醇胺、椰油酰两性基丙酸三乙醇胺、玉米油酰两性基丙酸三乙醇胺、月桂氨基丙酸三乙醇胺、月桂酰两性基乙酸三乙醇胺、月桂酰两性基羟丙基磺酸三乙醇胺、月桂酰两性基丙酸三乙醇胺、玉米油酰两性基丙酸三乙醇胺、月桂亚氨基二丙酸三乙醇胺、椰油酰两性基二丙酸、癸酰两性基二乙酸二钠、癸酰两性基二丙酸二钠、辛酰两性基二乙酸二钠、辛酰两性基二丙酸二钠、椰油酰两性基羧乙基羟丙基磺酸二钠、椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油酰两性基二丙酸二钠、二羧乙基椰油基丙二胺二钠、月桂基聚氧乙烯醚-5羧基两性基二乙酸二钠、月桂亚氨基二丙酸二钠、月桂酰两性基二乙酸二钠、月桂酰两性基二丙酸二钠、油基两性基二丙酸二钠、PPG-2-异癸醇聚醚-7羧基两性基二乙酸二钠、月桂基氨基丙酸、月桂酰两性基二丙酸、月桂基氨丙基甘氨酸、月桂基二亚乙二氨基甘氨酸、椰油酰两性基二乙酸钠、月桂酰两性基二乙酸钠、椰油酰胺基乙基甜菜碱、椰油酰胺基丙基氧化胺、椰油酰胺基丙基甜菜碱、椰油酰胺基丙基二甲基氨基羟丙基水解胶原、椰油酰胺基丙基二甲基铵羟丙基水解胶原、椰油酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱、椰油甜菜碱酰胺基两性基丙酸盐、椰油基甜菜碱、椰油基羟基磺基甜菜碱、椰油基/油基酰胺丙基甜菜碱、椰油基磺基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱、月桂基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、月桂基磺基甜菜碱、椰油基磺基甜菜碱中的一种或几种。
在其中一个较为优选的实施例中,所述表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、十二烷基三甲基氯化铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
在其中一个实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个较为优选的实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个较为优选的实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个较为优选的实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个较为优选的实施例中,每升蚀刻液包括:
在其中一个较为优选的实施例中,每升蚀刻液包括:
本发明还提供如上所述的蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
将所述的水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂混合。
具体地,本发明所述的蚀刻液的制备方法,包括如下步骤:
在反应容器中加入水(优选去离子水),再加入无机酸,冷却至室温,有机酸,氯化物,氧化剂(有表面活性剂的话再加入表面活性剂),搅拌至固体完全溶解后,静置备用。
本发明还提供如上所述的蚀刻液在蚀刻金属中的应用。
技术方案如下:
一种金属的蚀刻方法,包括如下步骤:
将所述的金属与如上所述的蚀刻液接触。
本发明所述蚀刻液对金属,尤其对镍、铬或镍铬合金有优良的蚀刻效果,即使在金属层厚达1μm的情况下,蚀刻效果仍能满足要求,优选地,金属层的厚度≤0.6μm。
在其中一个实施例中,所述金属选自镍、铬或镍铬合金。
在其中一个实施例中,以质量百分比计,镍占所述镍铬合金的70%~85%,铬占所述镍铬合金的15%~30%。
本发明的金属蚀刻工艺一般在常温下进行,优选操作温度范围为25℃~40℃。
对于蚀刻液蚀刻效果的判定,产业上要求蚀刻液能尽可能快地对多余的镍、铬或镍铬合金蚀刻干净,而不会对铜有腐蚀。因为过长的蚀刻时间对于设备和场地的要求更为严苛,成本过高,管控难度大,不利于产业应用。
以下结合具体的实施例来对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本实施例中蚀刻液的组成为:
(2)本实施例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入硫酸,冷却至室温后,再依次加入甲酸,氯化钠和过硫酸钠,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
实施例2
本实施例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本实施例中蚀刻液的组成为:
(2)本实施例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入硝酸,冷却至室温后,再依次加入柠檬酸,氯化铵,双氧水和十二烷基三甲基氯化铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
实施例3
本实施例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本实施例中蚀刻液的组成为:
(2)本实施例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入高氯酸,冷却至室温后,再依次加入乙酸,氯化氢,硝酸铈铵和月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
实施例4
本实施例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本实施例中蚀刻液的组成为:
(2)本实施例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入磷酸,冷却至室温后,再依次加入亚氨基二乙酸,氯化钾,硝酸铈钾和十二烷基三甲基氯化铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
实施例5
本实施例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本实施例中蚀刻液的组成为:
(2)本实施例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入磷酸,冷却至室温后,再依次加入异柠檬酸,氯化铜,硝酸铈钠和脂肪醇聚氧乙烯醚,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例1
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。与实施例3相比,改变了氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入高氯酸,冷却至室温后,再依次加入乙酸,氯化氢,硝酸铈铵和月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例2
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。与实施例3相比,改变了氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入高氯酸,冷却至室温后,再依次加入乙酸,氯化氢,硝酸铈铵和月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例3
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。与实施例2相比,改变了氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入硝酸,冷却至室温后,再依次加入柠檬酸,氯化铵,双氧水和十二烷基三甲基氯化铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例4
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。与实施例2相比,改变了氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入硝酸,冷却至室温后,再依次加入柠檬酸,氯化铵,双氧水和十二烷基三甲基氯化铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例5
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。与实施例3相比,省略添加氧化剂。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入高氯酸,冷却至室温后,再依次加入乙酸,氯化氢和月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例6
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。与实施例3相比,省略添加氯化物,无机酸,有机酸和表面活性剂。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
硝酸铈铵 0.02mol,
水 约2L。
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水和硝酸铈铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例7
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
双氧水 0.02mol,
硝酸铈铵 0.02mol,
水 约2L。
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入双氧水和硝酸铈铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例8
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入硫酸,冷却至室温后,再加入硝酸,冷却至室温后,再依次加入盐酸,硝酸铜和酰胺基丙基甜菜碱,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例9
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入硫酸,冷却至室温后,再依次加入硫代乙酸和盐酸,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例10
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入氢氟酸,冷却至室温后,再依次加入2-氧乙酸基丁导酸,硝酸铈铵和十八烷基三甲基氯化铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
对比例11
本对比例提供一种蚀刻液及其制备方法。
(1)以物质的量计,本对比例中蚀刻液的组成为:
(2)本对比例中蚀刻液的制备方法为:
在反应容器中加入1L去离子水,缓慢加入高氯酸,冷却至室温后,再依次加入氯化氢和月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵,然后搅拌至固体完全溶解后,加去离子水至2L,静置备用。
蚀刻效果检测:
所使用的柔性电路板材料如下:20cm﹡25cm的聚酰亚胺柔性电路板,其上的铜线路厚度为15μm,线宽线距为80μm,铜线路下方的镍铬合金种子层有五种类型,即表(1)中有厚度为0.6μm的合金1、0.3μm的合金2、0.05μm的合金3、0.05μm的合金4和0.05μm的合金5,上述镍铬合金在铜线路边缘露出的宽度为5μm。
在室温下,分别将上述柔性电路材料浸入到相应的蚀刻液中,通过金相显微镜观察镍铬合金和铜的蚀刻情况,记录镍铬合金溶解完全的时间,并记录此时铜的溶解量,结果记录见表1。
表1
由表1可知,实施例1~5的蚀刻液均能在较短时间(200秒内)完全蚀刻不同厚度和不同合金组成的镍铬合金层,并且不会攻击铜线路而产生腐蚀,满足产业上要求。
而对比例1至对比例4中,氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比不在本发明范围内,要么蚀刻液的蚀刻速度过慢,要么会产生一定程度的铜腐蚀,难以协同。对比例5则是缺少了氧化剂,蚀刻液蚀刻速度非常慢,如图2所示,在实施例3镍铬合金蚀刻完全的时间里(100秒),因缺少了氧化剂,导致对比例5中的蚀刻液蚀刻能力严重下降。对比例6和对比例7只有氧化剂,结果显示并不能对镍铬合金产生蚀刻效果,相反会产生严重腐蚀铜。对比例8和对比例9是目前现有的蚀刻液配方,同样存在蚀刻速度过慢和腐蚀铜的问题。对比例10和对比例11也是目前现有的蚀刻液配方,该蚀刻液对于镍铬合金的蚀刻速度过慢或者没有蚀刻效果,而且对铜的腐蚀非常严重。可见,对比例1至对比例11的蚀刻液均不符合柔性电路板产业中同时对铜和镍铬合金层进行蚀刻,对镍、铬(或镍铬合金)蚀刻效果好,而对铜的蚀刻作用很小的要求。
图1是使用实施例3的蚀刻液处理柔性电路板100秒后的图片;从图1可知,采用蚀刻液处理柔性电路板100秒后,镍-铬合金层几乎消失,说明实施例3的蚀刻液对于镍-铬合金具有良好的蚀刻作用。
图2是使用对比例5的蚀刻液处理柔性电路板100秒后的图片,从图2可知,采用蚀刻液处理柔性电路板100秒后,镍-铬合金层依然存在,说明对比例5的蚀刻液对于镍-铬合金的蚀刻作用较弱。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种镍铬金属蚀刻液,其特征在于,包括:水、氯化物、无机酸、有机酸和氧化剂;
所述氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化铵和氯化氢中的至少一种;
所述无机酸选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种;
所述有机酸选自亚氨基二乙酸、甲酸、乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、草酸和丙二酸中的至少一种;
所述氧化剂选自双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵、硝酸铈钠、硝酸铈钾、次氯酸钠和次氯酸钾中的至少一种;
所述氯化物:无机酸:氧化剂的摩尔比为(55~70):(30~50):1;所述有机酸:氧化剂的摩尔比为(10~35):1。
2.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于,其还包括表面活性剂。
4.根据权利要求2所述的蚀刻液,其特征在于,所述表面活性剂选自月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、十二烷基三甲基氯化铵和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
6.一种金属的蚀刻方法,其特征在于,将所述的金属与权利要求1至5任一项所述的蚀刻液接触。
7.根据权利要求6所述的金属的蚀刻方法,其特征在于,所述金属为镍、铬或镍铬合金。
8.根据权利要求7所述的金属的蚀刻方法,其特征在于,以质量百分比计,镍占所述镍铬合金的70%~85%,铬占所述镍铬合金的15%~30%。
9.根据权利要求6至8任一项所述的金属的蚀刻方法,其特征在于,待蚀刻的金属层的厚度≤0.6μm。
10.根据权利要求6至8任一项所述的金属的蚀刻方法,其特征在于,所述金属的蚀刻的操作温度为25℃~40℃。
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