本發明涉及濕法蝕刻，尤其涉及一種銅蝕刻液組合物及其制備方法。

背景技術：

1、金屬銅因其良好的導電性及延展性，被廣泛用于印刷電路板(pcb)或印制布線板(pwb)的制造中。在該應用中，對金屬層進行蝕刻是關鍵步驟之一，而蝕刻方法主要分為干法蝕刻和濕法蝕刻兩種。相對于干法蝕刻，濕法蝕刻由于其低成本，高可靠性，高產能及優越的選擇比等優點，成為行業內的首選方式，并促使銅蝕刻液的開發成為近些年研究的熱點。

2、為了提高金屬銅在玻璃基材上的附著能力，通常會在其底層鍍上一層鉬或者鉬鈮合金增強其附著力。在pcb/pwb生產工藝中，一款優良的銅蝕刻液需要滿足合適的蝕刻角度和臨界尺寸損失(cd?loss)，同時確保無金屬殘留和避免形成拖尾現象(tail)等，以保障后續工藝的平穩進行。目前市場上常見的雙氧水系銅蝕刻液，其在蝕刻過程中會隨著藥液中銅離子含量的增加而催化雙氧水分解，從而縮短藥液的蝕刻壽命。這種催化作用的反應機理可能是：銅離子與過氧化氫發生了配位作用，形成一個銅-過氧化氫配合物，這個配合物作為中間體，可以與銅離子發生氧化還原反應，形成一個氧化銅離子和羥基自由基，后者會進一步促進雙氧水的分解，形成水和另一個羥基自由基，這個過程可以不斷重復，形成自由基鏈反應，最終產生氧氣和水。此外，專利cn?116970952?a中在銅蝕刻液增加可電離出氟離子的化合物幫助蝕刻，但氟離子的加入會對玻璃基材產生腐蝕，從而引發后期基材漏電等安全問題。

3、因此，亟需開發一種新的銅蝕刻液，在保證雙氧水系銅蝕刻液穩定的蝕刻性能以及較長使用壽命的前提下，不對玻璃基材產生腐蝕。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提出了一種銅蝕刻液組合物及其制備方法。該組合物通過加入羥基自由基清除劑和絡合劑來保證其蝕刻性能，一方面通過清除劑清除羥基自由基減緩對過氧化氫的消耗，另一方面通過絡合劑絡合銅離子，降低藥液中銅離子的含量，減緩對過氧化氫的催化作用，從而達到延長蝕刻液的使用壽命的目的。

2、第一方面，本發明提供了一種銅蝕刻液組合物，按質量百分比計，包括以下原料：過氧化氫(質量濃度為30％，又稱“雙氧水”)8～20％，無機物0.5～2.5％，緩蝕劑0.05～2％，清除劑0.5～5％和絡合劑0.5～5％，余量為去離子水；所述無機物選自無機酸和/或無機鹽。

3、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述無機酸為強酸；所述無機鹽為可以電離出氫離子的鹽；所述緩蝕劑為氮雜環有機物；所述清除劑為羥基自由基清除劑。

4、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述緩蝕劑選自5-甲基四唑、5-氨基四唑、苯并三氮唑、咪唑類化合物中的一種或多種。

5、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述清除劑選自脂肪醇類化合物、羧酸類化合物、脂肪族羥基酸類化合物或酯類化合物中的一種或多種。

6、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述脂肪醇類化合物選自丙三醇、異丙醇、正丁醇或環己醇中的一種或多種；所述羧酸類化合物選自乙酸、己酸、丁二酸，戊二酸或苯乙酸中的一種或多種；所述脂肪族羥基酸類化合物選自結構簡式為ho-ch2-[-ch2-]n-cooh的化合物；所述酯類化合物選自結構簡式為r-ch2-coo-ch2-r'的化合物；其中，所述n為任意自然數。

7、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述清除劑選自脂肪醇類化合物和羧酸類化合物任意質量比的混合物、脂肪族羥基酸類化合物或酯類化合物。

8、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述清除劑選自脂肪族羥基酸類化合物和/或酯類化合物。

9、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述絡合劑選自羥乙基乙烯二胺三乙酸、二巰基丁二酸或乙二胺四乙酸中的一種或多種。

10、第二方面，本發明提供制備上述銅蝕刻液組合物的方法，包括以下步驟：

11、s1、按所述質量百分比，配制原料；

12、s2、在去離子水中依次加入無機物，緩蝕劑，清除劑和絡合劑，混合攪拌后，加入雙氧水，攪拌即得銅蝕刻液組合物。

13、本發明提供的銅蝕刻液組合物及其制備方法，相對于現有技術具有以下有益效果：

14、(1)本發明提供的銅蝕刻液組合物在刻蝕過程中能夠顯著減緩過氧化氫的分解，從而保持優異的蝕刻性能。通過精確調控，本發明的銅蝕刻液組合物不僅確保了理想的蝕刻錐角和cd?loss變化量，而且避免了tail的產生，確保基板表面干凈無殘留。

15、(2)本發明的銅蝕刻液組合物可以使蝕刻過程更加高效、可靠，并延長了藥液的有效使用期限，為pcb/pwb生產工藝帶來了顯著的優勢。

16、(3)本發明的銅蝕刻液組合物通過在其中加入羥基自由基清除劑和絡合劑來保證其蝕刻性能，一方面通過清除劑清除羥基自由基減緩對過氧化氫的消耗，另一方面通過絡合劑絡合銅離子，降低藥液中銅離子的含量，減緩對過氧化氫的催化作用。這兩者協同作用，不僅提升了蝕刻液的整體性能，還確保了不對玻璃基材造成腐蝕，維持了基材的完整性和安全性，實現了蝕刻工藝的長期穩定運行。

技術特征：

1.一種銅蝕刻液組合物，其特征在于，按質量百分比計，包括以下原料：雙氧水8～20％，無機物0.5～2.5％，緩蝕劑0.05～2％，清除劑0.5～5％和絡合劑0.5～5％，余量為去離子水；所述無機物選自無機酸和/或無機鹽。

2.如權利要求1所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述無機酸為強酸；所述無機鹽為可以電離出氫離子的鹽；所述緩蝕劑為氮雜環有機物；所述清除劑為羥基自由基清除劑。

3.如權利要求2所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述緩蝕劑選自5-甲基四唑、5-氨基四唑、苯并三氮唑、咪唑類化合物中的一種或多種。

4.如權利要求2所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述清除劑選自脂肪醇類化合物、羧酸類化合物、脂肪族羥基酸類化合物或酯類化合物中的一種或多種。

5.如權利要求4所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述脂肪醇類化合物選自丙三醇、異丙醇、正丁醇或環己醇中的一種或多種；所述羧酸類化合物選自乙酸、己酸、丁二酸，戊二酸或苯乙酸中的一種或多種；所述脂肪族羥基酸類化合物選自結構簡式為ho-ch2-[-ch2-]n-cooh的化合物；所述酯類化合物選自結構簡式為r-ch2-coo-ch2-r'的化合物；

6.如權利要求5所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述清除劑選自脂肪醇類化合物和羧酸類化合物任意質量比的混合物、脂肪族羥基酸類化合物或酯類化合物。

7.如權利要求6所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述清除劑選自脂肪族羥基酸類化合物和/或酯類化合物。

8.如權利要求1所述的銅蝕刻液組合物，其特征在于，所述絡合劑選自羥乙基乙烯二胺三乙酸、二巰基丁二酸或乙二胺四乙酸中的一種或多種。

9.一種制備如權利要求1～8任一項所述的銅蝕刻液組合物的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發明提出了一種銅蝕刻液組合物及其制備方法，涉及濕法蝕刻技術領域。該銅蝕刻液按質量百分比計，包括以下原料：雙氧水8～20％，無機物0.5～2.5％，緩蝕劑0.05～2％，清除劑0.5～5％和絡合劑0.5～5％，余量為去離子水；所述無機物選自無機酸和/或無機鹽。本發明提供的銅蝕刻液組合物在刻蝕過程中能夠顯著減緩過氧化氫的分解，從而保持優異的蝕刻性能。通過精確調控，本發明的銅蝕刻液組合物不僅確保了理想的蝕刻錐角和CD?loss變化量，而且避免了tail的產生，確保基板表面干凈無殘留。

技術研發人員：趙方方,申陽,李泰亨,王丹宇,王澤
受保護的技術使用者：易安愛富（武漢）科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24