[发明专利]铜材线路板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铜的油墨，具体涉及一种应用于电子，半导体及精细化工等领域的铜线路板蚀刻油墨及其制备方法和应用。

背景技术

信息产业的飞速发展极大地刺激了印制电路的大规模生产，铜材线路板(PCB)已经成为电子系统的一个重要产品，它几乎在所有的电子产品中得到使用。在铜材线路板的生产工艺中，化学蚀刻是其它蚀刻方法所不可代替的。传统线路板蚀刻工艺绝大多数采用酸性或碱性蚀刻液，在蚀刻之前，需要使用保护油墨(绝大多数为油性油墨)把不需要蚀刻的铜箔保护，在完成蚀刻后再用强碱脱去保护油墨。虽然此类工艺已经非常成熟和大量应用，但存在的严重问题是由于需要印刷保护油墨所带来的大量挥发性有机物，以及在蚀刻和除去保护油墨过程中产生的大量废酸废碱液对设备的腐蚀和环境的污染。这些问题给生产企业带来很大的环境法规制约和经济负担。因此，解决蚀刻液及挥发性有机物对人、环境、设备的危害是PCB生产企业面临的主要问题。除此之外，传统蚀刻工艺由于自身因素的影响，在蚀刻材料形状的限制、蚀刻精确度、PCB力学性能损害、侧蚀困扰等问题上亦有其固有的局限性。

传统铜表面蚀刻采用的蚀刻液有氯化铁溶液，双氧水-硫酸溶液、酸性氯化铜溶液以及碱性氯化铜溶液。氯化铁溶液容易有沉淀，对设备腐蚀较严重，且废液处理较为困难，环境污染严重，因此这种方法逐渐被其它蚀刻方法所取代；双氧水-硫酸组成简单、蚀刻速度快，但溶液不稳定，蚀刻速度变化大，蚀刻工艺尚不够成熟；酸性氯化铜溶液相对于氯化铁蚀刻方法，溶铜量较大，蚀刻速度易于控制蚀刻液容易再生与回收，对环境污染较少，是目前应用较广的蚀刻方法；碱性氯化铜溶液蚀刻速度快、侧蚀小、溶铜量大、蚀刻液可以再生连续使用，因而得到较大范围的应用。

总的来说，虽然蚀刻油墨可以减少环境污染、提高产品质量、节省成本已成为企业界的一个共识，国内外现有技术目前仍然专注于各种铜蚀刻液配方的改进以及铜蚀刻废液的合理利用和回收，由于蚀刻油墨所蕴含的技术难度，目前鲜有蚀刻油墨产品的报道。

发明内容

基于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可通过丝网印刷蚀刻铜材线路板的油墨，通过使用所发明的蚀刻油墨，蚀刻过程中不需使用保护胶对未蚀刻部分进行保护，同样也不存在脱保护胶问题，因而简化了蚀刻工艺，并减少了废液排放。

本发明的另一目的提供上述蚀刻油墨的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述蚀刻油墨在蚀刻铜材线路板上的具体应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种铜材线路板蚀刻油墨，主要由以下原料组分制备得到：氧化性无机盐、酸、粉体材料、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、消泡剂和润湿剂中的至少一种。

优选地，上述铜材线路板蚀刻油墨，由以下重量百分比的原料组分制备得到：氧化性无机盐5～15％，酸10～30％，粉体材料10～30％，水溶性高分子聚合物10～40％，流平剂0.1～1％，消泡剂0.1～1％，润湿剂0.1～1％，余量为水。

更优选地，上述铜材线路板蚀刻油墨，由以下重量百分比的原料组分制备得到：氧化性无机盐6～12％，酸12～25％，粉体材料15～25％，水溶性高分子聚合物20～35％，流平剂0.2～0.5％，消泡剂0.2～0.5％，润湿剂0.2～0.5％，余量为水。

上述原料组分中，所述氧化性无机盐优选包括氯化铜、氯化铁、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵和氯酸钠中的至少一种；更优选为氯化铜、氯化铁和氯酸钠中的至少一种。

所述酸优选包括硫酸、盐酸、乙酸、磷酸和硝酸中的至少一种；更优选盐酸、硫酸或两者的混合物。

所述粉体材料优选包括300～3000目的石英粉、高岭土、立德粉、碳酸钙、钛白粉和米粉中的至少一种；更优选500～2000目的高岭土、石英粉或两者的混合物。

所述水溶性高分子聚合物包括水溶性聚氨酯、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一种；更优选水溶性聚氨酯、聚乙二醇、糊精、明胶、阿拉伯胶和聚乙烯醇中的至少一种；上述水溶性聚氨酯、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优选在1000～10000之间。

所述的消泡剂优选德国毕克化学公司的BYK-066N或BYK-024，所述流平剂优选德国毕克化学公司的BYK-331或BYK-306，所述润湿剂优选德国毕克化学公司的BYK-161或BYK-163。