[发明专利]铜及铜合金的微蚀刻剂

说明书

本发明涉及一种可用于铜表面及铜合金表面处理的微蚀刻剂。

已有技术

在印刷线路板的制作中，在对铜表面进行耐蚀刻剂和耐焊锡膜的表面覆层时，为了提高粘结性能，需对铜表面进行研磨。在该研磨方法中，有如抛光研磨、擦洗研磨等的机械研磨和微蚀刻(化学研磨)等，但对具有细线条图案的基片的表面处理来说，微蚀刻(研磨)更为合适。通常，在施以微蚀刻时，可在铜表面上蚀刻约1-5μm深度。

另外，在匀焊工序之前及电子元件封装之前，为了去除铜表面的氧化膜，提高锡焊性能，也常进行微蚀刻。在上述微蚀刻中，使用通常使用以硫酸和过氧化氢为主要成分的水溶液及以过硫酸盐为主要成分的水溶液。

发明课题

可是，随着形成于印刷电路板上的电路图案的高密度化发展，所用的耐焊锡膜也正在从已往的热固化型转而使用可形成优异的细线条图案的紫外线固化型的耐焊锡涂膜。不过，由于所述的紫外线固化型耐焊锡膜比起以往的耐焊锡涂膜来，其与铜表面的粘结性能较差，在以往的微蚀刻法所得的铜表面上的粘结性能不够，在其后的电镀工序、匀焊工序、电子元件的封装过程中，会产生耐蚀(耐焊锡)覆膜的剥离和气泡等不良现象。

另一方面，在匀焊工序中，在印刷线路板上表面安装元件用的垫片增加，在以以往的微蚀刻法所得的表面上的焊接性能不理想，会产生锡焊不良现象。

本发明的目的是，提供一种微蚀刻剂，所述微蚀刻剂可使铜合金表面及铜表面形成具有较深的凹凸形状的粗糙面，使其具有与耐焊锡膜层等的优异的粘结性能，也可使该表面状态更适于焊锡性。

为达到上述目的，本发明者们经多次刻意研究，结果找到了一种由含有二价铜离子源、酸解离常数pKa为5以下的有机酸及卤离子源的水溶液组成的微蚀刻剂，从而完成了本发明。

发明的实施形态

本发明中所用的二价铜离子源是用作用于氧化金属铜等的氧化剂的铜离子源。在本发明中，由于将二价铜离子源用作氧化剂，在用于微蚀刻剂时，可使其具有合适的蚀刻速度，且可在铜表面稳定地形成具有较深的凹凸形状。作为上述二价铜离子源，可举出如有机酸的铜盐和氯化铜(二价)、溴化铜(二价)、氢氧化铜(二价)等。形成所述铜盐的有机酸并无什么特别限制，但最好是如下所述的、pKa在5以下的有机酸。也可合并使用二种以上的上述二价铜离子源。

上述二价铜离子源的含量，换算为金属铜较理想的是0.01-20％(重量，以下同)，更好地是0.1-10％。如所述含量过少，则蚀刻速度变慢；另一方面，如所述含量过多，则溶解困难，会产生粉状物。

本发明中所用的pKa在5以下的有机酸，可掺用于因其二价铜离子源而氧化的铜的溶解，或掺用于pH的调节。但是，如上述有机酸的pKa超过5，则不能充分溶解氧化铜。作为pKa小于5的有机酸，可具体举例出，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸等的饱和脂肪酸；如丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸等的不饱和脂肪酸；如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸等的脂肪族饱和二羧酸；如马来酸等的脂肪族不饱和二羧酸；如苯甲酸、邻苯二甲酸、肉佳酸等的芳香族羧酸；如乙醇酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸等的羟基羧酸；如氨基磺酸、β-氯丙酸、烟酸、抗坏血酸、羟基三甲基乙酸、乙酰丙酸等的带有取代基的羧酸；及其衍生物等。上述有机酸也可二种以上合并使用。

上述有机酸的含量以0.1-30％左右为理想。如该含量过少，则不能充分溶解氧化铜，残留有粉状物，不能得到稳定的蚀刻速度；而另一方面，如该含量过多，则铜的溶解稳定性降低，或在铜表面上发生再次氧化。

本发明中所用的卤离子源的掺用，是为了辅助铜的溶解，以形成具优异的粘结性能和钎焊性能的铜表面。作为所述的卤离子源，可举出氯离子、溴离子等的离子源，例如，盐酸、氢溴酸、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化铵、溴化钾、氯化铜、溴化铜、氯化锌、氯化铁、溴化锡等，及其它可在溶液中解离卤离子的化合物。上述卤离子源可合并使用二种以上。另外，如氯化铜(二价)可作为即具有卤离子源，又具有二价离子源的离子源使用。

上述卤离子源最好含有0.01-20％左右的卤离子。上述含量过少及过多时，就不能得到具有优异的与树脂的粘结性及优异焊接性能的铜表面。

再者，在本发明的微蚀刻剂中，另减少在作微蚀刻处理时的pH值的变动，可添加有机酸的钠盐、钾盐及铵盐等；为了提高铜的溶解稳定性，也可添加如乙二胺、吡啶、苯胺、氨、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等的配位剂；也可按需要，添加其它各种添加剂。