[发明专利]金属及金属氧化物蚀刻油墨及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚀刻油墨，具体涉及一种应用于电子，半导体及精细 化工等领域的金属及金属氧化物蚀刻油墨及其制备方法和应用。

背景技术

现有的金属及金属化合物应用极为广泛，例如用于触摸屏面板和太阳 能电池的氧化铟锡化合物，用于半导体行业的镁、镍、铜板。在使用过程 中，往往需要蚀刻部分金属及金属氧化物，以形成电路或绝缘，传统的蚀 刻方法需要使用含酸的液体蚀刻槽，但在蚀刻之前，需要使用保护胶把不 需要蚀刻的部位保护，在完成蚀刻后再用强碱脱去保护胶。虽然此类工艺 已经非常成熟和大量应用，但存在的一个严重问题是由于需要上保护胶和 去保护胶、以及蚀刻过程中产生的大量废酸废碱液，带来非常严重的环境 污染问题，由于现行环保法规的落实，也给生产企业带来很大的困扰和经 济损失。

中国专利申请00136167.8(导电膜蚀刻剂及蚀刻办法)公开了一种以 盐酸作为蚀刻剂的氧化铟锡蚀刻油墨，在加热或室温使用，使用盐酸浓度 大概在10～15左右，这种油墨由于使用盐酸存在一个严重的缺陷，因为 盐酸是易挥发酸，众所周知，盐酸挥发性极强，而较低浓度的盐酸也存在 一定程度的挥发性，尤其在温度升高时，这样，当油墨在蚀刻过程中，挥 发出的盐酸会蚀刻未保护的氧化铟锡部分，从而使其实用性能得到大大限 制。另外该专利申请涉及的蚀刻油墨只是简单地将几种原料混合，此类简 单混合导致了油墨在使用时出现易收缩、干燥过快等现象。

发明内容

为解决上述传统工艺存在的问题，本发明的目的首先在于提供一种不 需再经强酸强碱处理且环境友好的金属及金属氧化物蚀刻油墨。

本发明的目的还在于提供上述金属及金属氧化物蚀刻油墨的制备方 法。

本发明的再一目的是提供上述金属及金属氧化物蚀刻油墨的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种金属及金属氧化物蚀刻油墨，主要由以下原料组分制备得到：非 挥发性酸、水溶性高分子聚合物、油墨助剂和水。

所述油墨助剂包括流平剂，消泡剂和润湿剂的至少一种。

所述的流平剂，消泡剂和润湿剂均可为市售的常用品种。

所述的金属及金属氧化物蚀刻油墨，优选由以下重量份的原料组分制 备得到：非挥发性酸10～40份，水溶性高分子聚合物10～50份，流平剂 0.1～1份，消泡剂0.1～1份，润湿剂0.1～1份和水10～50份。

所述的金属及金属氧化物蚀刻油墨，更优选由以下重量份的原料组分 制备得到：非挥发性酸25～38份，水溶性高分子聚合物20～35份，流平 剂0.2～0.5份，消泡剂0.2～0.5份，润湿剂0.2～0.5份和水20～40份。

上述原料组份中，优选地：所述非挥发性酸为无机非挥发性酸或有机 酸；所述水溶性高分子聚合物包括水溶性聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、 聚丙二醇、聚四氢呋喃、聚乙烯醇、糊精、明胶、阿拉伯胶和淀粉中的至 少两种；所述的消泡剂为德国毕克化学公司的BYK-323或BYK-052； 所述流平剂为德国毕克化学公司的BYK-333或BYK-300；所述润湿剂 为德国毕克化学公司的BYK-161或法国罗地亚公司的IGEPAL CA-630。

上述原料组分中，更优选地：所述非挥发性酸为硫酸、磷酸、草酸和 酒石酸中的至少一种；所述水溶性聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙 二醇、聚四氢呋喃或聚乙烯醇的分子量在1000～10000之间。

上述原料组分中，更优选地：所述非挥发性酸为磷酸、草酸或二者的 混合物；

上述原料组分中，更优选地：所述水溶性高分子聚合物为聚乙二醇、 聚乙烯醇、糊精、明胶、阿拉伯胶和淀粉中的至少两种。

一种所述的金属及金属氧化物蚀刻油墨的制备方法，包括以下步骤： 首先将所述水溶性高分子聚合物中的一种和水均匀混合，然后在50～100 度下(优选范围60～80度)加入所述非挥发性酸反应1～10小时(优选 范围2～4小时)，冷却到30～40度后，再加入其它水溶性高分子聚合物 (因所述水溶性高分子聚合物为两种以上物质的混合物)，保温1～5小时 (优选范围2～3小时)后，冷却加入所述油墨助剂。

上述制备方法的机理为在一定温度下，所加酸对水溶性高分子聚合物 起到一定的催化反应，从而使制备出的水性油墨具有好的使用性能。