一種微蝕劑和線路板的制造方法及線路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微蝕劑和線路板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前LED市場上陶瓷基板的線路層都是銅層，通過電鍍或印刷工藝在陶瓷基板表 面制造銅電路。由于銀的電阻率與銅相比低很多，所以現(xiàn)在有用含有銀的銅漿來進(jìn)行印刷 電路，而現(xiàn)有陶瓷基板化學(xué)鍍前處理方法只對銅進(jìn)行輕微咬蝕，而不涉及到銀的咬蝕，但氧 化銀的存在使得在化學(xué)鍍完成后銅線路層與鎳層的結(jié)合力很差，PULL拉伸測試時都在銅線 路層與鎳層之間發(fā)生斷裂。CN102858093A雖然公開了依次對銅線路層上的銅和銀都進(jìn)行咬 蝕從而獲得較高的銅鎳結(jié)合力的方法，但是該方法需要分兩步進(jìn)行微蝕，這樣既增加了槽 體，又延長了操作時間，使得成本居高不下。
[0003] 因此，亟需提供一種新的微蝕劑和線路板的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中含有銀的銅線路層與陶瓷基板之間結(jié)合力差 的問題，提供一種微蝕劑和線路板的制造方法。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種微蝕劑，所述微蝕劑包括第一微蝕 劑組分和第二微蝕劑組分，所述第一微蝕劑組分含有硫酸和過氧化氫的水溶液，所述第二 微蝕劑組分為氨水，且所述第一微蝕劑組分和所述第二微蝕劑組分的混合體系的PH值為 2 _4〇
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種線路板的制造方法，所述方法包括 用微蝕劑對附著在陶瓷基板的至少一個表面的銅線路層進(jìn)行微蝕刻，并在微蝕刻后的銅 線路層的表面上形成鎳層以及任選的鈀層和金層，所述銅線路層中含有銀，其中，所述微蝕 劑為上述微蝕劑。
[0007] 本發(fā)明對陶瓷基板上銅線路層進(jìn)行微蝕刻只需一步進(jìn)行，因此，降低了線路板的 制造成本。本發(fā)明的陶瓷基板上銅線路層與鎳層之間具有較高的粘接力。另外，本發(fā)明的 線路板還具有較高的熱導(dǎo)率，可以應(yīng)用于高功率LED、汽車大燈及高功率組件上。
[0008] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種微蝕劑，所述微蝕劑包括第一微蝕 劑組分和第二微蝕劑組分，所述第一微蝕劑組分含有硫酸和過氧化氫的水溶液，所述第二 微蝕劑組分為氨水，且所述第一微蝕劑組分和所述第二微蝕劑組分的混合體系的PH值為 2 _4〇
[0010] 所述微蝕劑可以除去含有銀的銅線路層中由于金屬氧化產(chǎn)生的氧化銅和氧化銀。
[0011] 所述微蝕劑中各組分的含量可以根據(jù)銅線路層的氧化程度進(jìn)行選擇。一般地，在 所述第一微蝕劑組分中，硫酸的濃度可以為40-120g/L，過氧化氫的濃度可以為30-75g/ L ;在所述第二微蝕劑組分中，氨水的濃度可以為20-65g/L。優(yōu)選情況下，硫酸的濃度為 60-110g/L，過氧化氫的濃度為45-70g/L，氨水的濃度為30-50g/L，這樣可以進(jìn)一步提高所 述微蝕劑的蝕刻速率，同時可以降低微蝕劑的用量。
[0012] 本發(fā)明中，為了滿足微蝕刻的工藝要求，所述第一微蝕劑組分和所述第二微蝕劑 組分的混合體系的pH值為2-4。
[0013] 所述微蝕劑可以通過本領(lǐng)域常規(guī)的方法制得，例如，可以將過氧化氫溶液直接倒 入硫酸溶液中得到第一微蝕劑，然后在即將對銅線路層進(jìn)行微蝕刻時，再加入含有氨水溶 液的第二微蝕劑，得到混合體系，最后可以用醋酸或碳酸鈉調(diào)節(jié)混合體系的PH為2-3,從而 制得新鮮的微蝕劑。
[0014] 所述硫酸溶液可以為任意濃度的硫酸溶液。優(yōu)選為濃度在70重量％以上的濃硫 酸，進(jìn)一步優(yōu)選為濃度為98重量％的濃硫酸。
[0015] 所述過氧化氫可以為各種濃度的過氧化氫溶液。一般地，所述過氧化氫溶液中，過 氧化氫的濃度可以為5-35重量％。本發(fā)明中，從原料易得的角度出發(fā)，所述過氧化氫優(yōu)選為 濃度為30重量％的過氧化氫溶液。
[0016] 所述氨水可以為濃度為20-30重量％的氨水溶液，本發(fā)明中優(yōu)選濃度為25重量％ 的氨水。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種線路板的制造方法，所述方法包括 用微蝕劑對附著在陶瓷基板的至少一個表面的銅線路層進(jìn)行微蝕刻，并在微蝕刻后的銅線 路層的表面上形成鎳層以及任選的鈀層和金層，所述銅線路層中含有銀，其中，所述微蝕劑 為上述的微蝕劑。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，所述陶瓷基板可以為本領(lǐng)域常規(guī)的陶瓷基板，例如，可以為氮化鋁陶 瓷基板、氧化鋁陶瓷基板或碳化硅陶瓷基板。從提高所述線路板散熱能力的角度出發(fā)，所述 陶瓷基板優(yōu)選為氮化鋁陶瓷基板。
[0019] 本發(fā)明陶瓷基板上的銅線路層可以根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)的方法制得。一般地，可以采 用厚膜技術(shù)，即利用印刷法將銅漿料涂布于基板表面，然后經(jīng)熱處理、銅漿燒結(jié)而獲取銅線 路層；或者使用薄膜技術(shù)，即通過濺射、真空蒸鍍等真空制膜成型，對陶瓷基板表面進(jìn)行金 屬化，經(jīng)光刻、蝕刻工序形成所述的銅線路層。所述銅線路層中含有銀，所述銀的含量為本 領(lǐng)域常規(guī)的選擇。例如，在用于形成所述銅線路層的銅漿中，金屬銀與銅漿的質(zhì)量比可以為 1:3-6。本發(fā)明中以下實施例和對比例中，形成銅線路層的銅漿中，金屬銀與銅漿的質(zhì)量比 為1:4。形成所述銅線路層的具體方法為本領(lǐng)域常規(guī)的方法，在此不再贅述。
[0020] 本發(fā)明中，所述微蝕刻的過程可以包括：將所述微蝕劑中的第一微蝕刻組分和第 二微蝕刻組分混合后，立即將所述銅線路層與所述第一微蝕刻組分和所述第二微蝕刻組分 的混合體系接觸以進(jìn)行微蝕刻。
[0021] 本發(fā)明中，所述微蝕刻的溫度可以為15-35°C ;所述微蝕刻的時間可以為30-50S。
[0022] 本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，將附著在陶瓷基板至少一個表面的銅線路層進(jìn)行微蝕 刻之前，需要對所述銅線路層使用酸性脫脂劑進(jìn)行脫脂，所述脫脂的具體方法為本領(lǐng)域常 規(guī)的方法，在此不再贅述。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，形成鎳層的過程可以包括：通過化學(xué)鍍鎳液對銅線路層的表面進(jìn)行 化學(xué)鍍鎳。一般地，可以將陶瓷基板置于溫度為80-90°C (如83-86°C)的化學(xué)鍍鎳液中，從 而在基板的銅線路層的表面上形成鎳層。化學(xué)鍍鎳的時間可以根據(jù)預(yù)期的鎳層的厚度進(jìn)行 選擇，一般可以為20_40min。
[0024] 所述化學(xué)鍍鎳液中可以含有鎳鹽和還原劑。所述還原劑和所述鎳鹽的含量可以 為本領(lǐng)域的常規(guī)含量。例如，所述鎳鹽的含量可以為12_50g/L，所述還原劑的含量可以為 15-50g/L。優(yōu)選情況下，所述鎳鹽的含量為20-40g/L，所述還原劑的含量為20-45g/L，這樣 可以使所述化學(xué)鍍鎳液具有更高的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步提高銅線路層與鎳層之間的結(jié)合力。
[0025] 本發(fā)明對所述鎳鹽和還原劑的種類沒有特別的限制，可以為常規(guī)選擇。
[0026] 具體地，所述鎳鹽可以為硫酸鎳、氯化鎳和醋酸鎳中的一種或兩種以上，優(yōu)選為硫 酸鎳。
[0027] 所述還原劑可以為次磷酸鈉、次磷酸鉀、硼氫化鉀、硼氫化鈉、肼或二甲胺硼烷。從 降低所述化學(xué)鍍鎳液成本的角度出發(fā)，所述還原劑優(yōu)選為次磷酸鈉。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，所述化學(xué)鍍鎳液還可以含有穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑和緩沖劑，以避免化學(xué)鍍 鎳液的分解和沉淀。本發(fā)明對所述穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑和緩沖劑的種類及其含量沒有特別地限 制。
[0029] 所述穩(wěn)定劑可以為硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫脲和黃原酸酯中的至少一種，優(yōu)選 為硫脲。所述穩(wěn)定劑的含量可以為〇. 5_5mg/L。
[0030] 所述絡(luò)合劑可以為丁二酸、丁二酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸、甘氨酸中 的至少一種，優(yōu)選為檸檬酸鈉。所述絡(luò)合劑的含量可以為25-45g/L。
[0031] 所述緩沖劑可以為醋酸鈉、丁二酸鈉和檸檬酸氫鈉中的至少一種，優(yōu)選為醋酸鈉。 所述緩沖劑的含量可以為5_20g/L。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，為了滿足化學(xué)鍍工藝的要求，所述化學(xué)鍍鎳液的pH可以為3-5。
[0033] 在將陶瓷基板置于化學(xué)鍍鎳液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳之前，可以采用本領(lǐng)域常用的方法 對所述銅線路層的表面進(jìn)行活化。本發(fā)明對于將所述銅線路層的表面進(jìn)行活化的方法沒有 特別限定，可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)方法進(jìn)行。
[0034] 一般地，可以將陶瓷基板放入含有鈀活化劑和酸的水溶液中，以將需要形成鍍層 的銅線路層活化。所述鈀活化劑可以為硫酸鈀，所述酸優(yōu)選為硫酸，進(jìn)一步優(yōu)選為濃度為98 重量％的硫酸。所述鈀活化劑和酸的含量可以為常規(guī)選擇。一般地，所述鈀活化劑的含量 可以為0. 2-2. 5g/L，濃度為98重量％的硫酸的含量可以為55-90mL/L。含有鈀活化劑和酸 的水溶液的pH值一般可以為3-5。
[0035] 進(jìn)行活化時，含有鈀活化劑和酸的水溶液的溫度可以為25_35°C。所述鈀活化的時 間一般可以為30-90秒。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明，在所述銅線路層的表面形成鎳層后，所述方法還可以包括在形成的 鎳層表面先后形成鈀層和金層，形成鈀層和金層的方法為本領(lǐng)域常規(guī)的方法。
[0037] 具體地，可以將化學(xué)鍍鎳得到的基板置于化學(xué)鍍鈀液中進(jìn)行化學(xué)鍍鈀，以在所述 鎳層的表面上形成鈀層。所述化學(xué)鍍鈀液可以含有鈀鹽、還原劑、絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑。所述鈀 鹽可以為氯化鈀、溴化鈀和硫酸鈀中的一種或兩種以上，所述還原劑可以為次磷酸鈉、肼或 二甲胺硼烷，所述絡(luò)合劑可以為乙二胺四乙酸和/或乙二胺，所述穩(wěn)定劑可以為氯化銨、硫 代硫酸鈉和硫代乙二醇酸中的一種或兩種以上。
[0038] 在所述化學(xué)鈀鍍液中，所述鈀鹽的含量可以為3-10g/L，所述還原劑的含量可以為 0. 5-15g/L，所述絡(luò)合劑的含量可以為15-35g/L，所述穩(wěn)定劑的含量可以為5-20mg/L。
[0039] 所述化學(xué)鍍鈀的條件可以包括：pH值為7-8,溫度為40-60°C (如45-55°C )。所述 化學(xué)鍍鈀的處理時間可以為7-20min，優(yōu)選為8-10min。
[0040] 可以將化學(xué)鍍鈀得到的基板置于化學(xué)鍍金液中，以在鈀層表面進(jìn)一步形成金層。 所述化學(xué)鍍金液可以含有金鹽、還原劑和絡(luò)合劑