一种微蚀剂和线路板的制造方法及线路板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微蚀剂和线路板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前LED市场上陶瓷基板的线路层都是铜层，通过电镀或印刷工艺在陶瓷基板表 面制造铜电路。由于银的电阻率与铜相比低很多，所以现在有用含有银的铜浆来进行印刷 电路，而现有陶瓷基板化学镀前处理方法只对铜进行轻微咬蚀，而不涉及到银的咬蚀，但氧 化银的存在使得在化学镀完成后铜线路层与镍层的结合力很差，PULL拉伸测试时都在铜线 路层与镍层之间发生断裂。CN102858093A虽然公开了依次对铜线路层上的铜和银都进行咬 蚀从而获得较高的铜镍结合力的方法，但是该方法需要分两步进行微蚀，这样既增加了槽 体，又延长了操作时间，使得成本居高不下。
[0003] 因此，亟需提供一种新的微蚀剂和线路板的制造方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中含有银的铜线路层与陶瓷基板之间结合力差 的问题，提供一种微蚀剂和线路板的制造方法。
[0005] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种微蚀剂，所述微蚀剂包括第一微蚀 剂组分和第二微蚀剂组分，所述第一微蚀剂组分含有硫酸和过氧化氢的水溶液，所述第二 微蚀剂组分为氨水，且所述第一微蚀剂组分和所述第二微蚀剂组分的混合体系的PH值为 2 _4〇
[0006] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种线路板的制造方法，所述方法包括 用微蚀剂对附着在陶瓷基板的至少一个表面的铜线路层进行微蚀刻，并在微蚀刻后的铜 线路层的表面上形成镍层以及任选的钯层和金层，所述铜线路层中含有银，其中，所述微蚀 剂为上述微蚀剂。
[0007] 本发明对陶瓷基板上铜线路层进行微蚀刻只需一步进行，因此，降低了线路板的 制造成本。本发明的陶瓷基板上铜线路层与镍层之间具有较高的粘接力。另外，本发明的 线路板还具有较高的热导率，可以应用于高功率LED、汽车大灯及高功率组件上。
[0008] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0009] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种微蚀剂，所述微蚀剂包括第一微蚀 剂组分和第二微蚀剂组分，所述第一微蚀剂组分含有硫酸和过氧化氢的水溶液，所述第二 微蚀剂组分为氨水，且所述第一微蚀剂组分和所述第二微蚀剂组分的混合体系的PH值为 2 _4〇
[0010] 所述微蚀剂可以除去含有银的铜线路层中由于金属氧化产生的氧化铜和氧化银。
[0011] 所述微蚀剂中各组分的含量可以根据铜线路层的氧化程度进行选择。一般地，在 所述第一微蚀剂组分中，硫酸的浓度可以为40-120g/L，过氧化氢的浓度可以为30-75g/ L ;在所述第二微蚀剂组分中，氨水的浓度可以为20-65g/L。优选情况下，硫酸的浓度为 60-110g/L，过氧化氢的浓度为45-70g/L，氨水的浓度为30-50g/L，这样可以进一步提高所 述微蚀剂的蚀刻速率，同时可以降低微蚀剂的用量。
[0012] 本发明中，为了满足微蚀刻的工艺要求，所述第一微蚀剂组分和所述第二微蚀剂 组分的混合体系的pH值为2-4。
[0013] 所述微蚀剂可以通过本领域常规的方法制得，例如，可以将过氧化氢溶液直接倒 入硫酸溶液中得到第一微蚀剂，然后在即将对铜线路层进行微蚀刻时，再加入含有氨水溶 液的第二微蚀剂，得到混合体系，最后可以用醋酸或碳酸钠调节混合体系的PH为2-3,从而 制得新鲜的微蚀剂。
[0014] 所述硫酸溶液可以为任意浓度的硫酸溶液。优选为浓度在70重量％以上的浓硫 酸，进一步优选为浓度为98重量％的浓硫酸。
[0015] 所述过氧化氢可以为各种浓度的过氧化氢溶液。一般地，所述过氧化氢溶液中，过 氧化氢的浓度可以为5-35重量％。本发明中，从原料易得的角度出发，所述过氧化氢优选为 浓度为30重量％的过氧化氢溶液。
[0016] 所述氨水可以为浓度为20-30重量％的氨水溶液，本发明中优选浓度为25重量％ 的氨水。
[0017] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种线路板的制造方法，所述方法包括 用微蚀剂对附着在陶瓷基板的至少一个表面的铜线路层进行微蚀刻，并在微蚀刻后的铜线 路层的表面上形成镍层以及任选的钯层和金层，所述铜线路层中含有银，其中，所述微蚀剂 为上述的微蚀剂。
[0018] 根据本发明，所述陶瓷基板可以为本领域常规的陶瓷基板，例如，可以为氮化铝陶 瓷基板、氧化铝陶瓷基板或碳化硅陶瓷基板。从提高所述线路板散热能力的角度出发，所述 陶瓷基板优选为氮化铝陶瓷基板。
[0019] 本发明陶瓷基板上的铜线路层可以根据本领域常规的方法制得。一般地，可以采 用厚膜技术，即利用印刷法将铜浆料涂布于基板表面，然后经热处理、铜浆烧结而获取铜线 路层；或者使用薄膜技术，即通过溅射、真空蒸镀等真空制膜成型，对陶瓷基板表面进行金 属化，经光刻、蚀刻工序形成所述的铜线路层。所述铜线路层中含有银，所述银的含量为本 领域常规的选择。例如，在用于形成所述铜线路层的铜浆中，金属银与铜浆的质量比可以为 1:3-6。本发明中以下实施例和对比例中，形成铜线路层的铜浆中，金属银与铜浆的质量比 为1:4。形成所述铜线路层的具体方法为本领域常规的方法，在此不再赘述。
[0020] 本发明中，所述微蚀刻的过程可以包括：将所述微蚀剂中的第一微蚀刻组分和第 二微蚀刻组分混合后，立即将所述铜线路层与所述第一微蚀刻组分和所述第二微蚀刻组分 的混合体系接触以进行微蚀刻。
[0021] 本发明中，所述微蚀刻的温度可以为15-35°C ;所述微蚀刻的时间可以为30-50S。
[0022] 本领域技术人员公知的是，将附着在陶瓷基板至少一个表面的铜线路层进行微蚀 刻之前，需要对所述铜线路层使用酸性脱脂剂进行脱脂，所述脱脂的具体方法为本领域常 规的方法，在此不再赘述。
[0023] 根据本发明，形成镍层的过程可以包括：通过化学镀镍液对铜线路层的表面进行 化学镀镍。一般地，可以将陶瓷基板置于温度为80-90°C (如83-86°C)的化学镀镍液中，从 而在基板的铜线路层的表面上形成镍层。化学镀镍的时间可以根据预期的镍层的厚度进行 选择，一般可以为20_40min。
[0024] 所述化学镀镍液中可以含有镍盐和还原剂。所述还原剂和所述镍盐的含量可以 为本领域的常规含量。例如，所述镍盐的含量可以为12_50g/L，所述还原剂的含量可以为 15-50g/L。优选情况下，所述镍盐的含量为20-40g/L，所述还原剂的含量为20-45g/L，这样 可以使所述化学镀镍液具有更高的稳定性，并进一步提高铜线路层与镍层之间的结合力。
[0025] 本发明对所述镍盐和还原剂的种类没有特别的限制，可以为常规选择。
[0026] 具体地，所述镍盐可以为硫酸镍、氯化镍和醋酸镍中的一种或两种以上，优选为硫 酸镍。
[0027] 所述还原剂可以为次磷酸钠、次磷酸钾、硼氢化钾、硼氢化钠、肼或二甲胺硼烷。从 降低所述化学镀镍液成本的角度出发，所述还原剂优选为次磷酸钠。
[0028] 根据本发明，所述化学镀镍液还可以含有稳定剂、络合剂和缓冲剂，以避免化学镀 镍液的分解和沉淀。本发明对所述稳定剂、络合剂和缓冲剂的种类及其含量没有特别地限 制。
[0029] 所述稳定剂可以为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲和黄原酸酯中的至少一种，优选 为硫脲。所述稳定剂的含量可以为〇. 5_5mg/L。
[0030] 所述络合剂可以为丁二酸、丁二酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸、苹果酸、甘氨酸中 的至少一种，优选为柠檬酸钠。所述络合剂的含量可以为25-45g/L。
[0031] 所述缓冲剂可以为醋酸钠、丁二酸钠和柠檬酸氢钠中的至少一种，优选为醋酸钠。 所述缓冲剂的含量可以为5_20g/L。
[0032] 根据本发明，为了满足化学镀工艺的要求，所述化学镀镍液的pH可以为3-5。
[0033] 在将陶瓷基板置于化学镀镍液中进行化学镀镍之前，可以采用本领域常用的方法 对所述铜线路层的表面进行活化。本发明对于将所述铜线路层的表面进行活化的方法没有 特别限定，可以采用本领域的常规方法进行。
[0034] 一般地，可以将陶瓷基板放入含有钯活化剂和酸的水溶液中，以将需要形成镀层 的铜线路层活化。所述钯活化剂可以为硫酸钯，所述酸优选为硫酸，进一步优选为浓度为98 重量％的硫酸。所述钯活化剂和酸的含量可以为常规选择。一般地，所述钯活化剂的含量 可以为0. 2-2. 5g/L，浓度为98重量％的硫酸的含量可以为55-90mL/L。含有钯活化剂和酸 的水溶液的pH值一般可以为3-5。
[0035] 进行活化时，含有钯活化剂和酸的水溶液的温度可以为25_35°C。所述钯活化的时 间一般可以为30-90秒。
[0036] 根据本发明，在所述铜线路层的表面形成镍层后，所述方法还可以包括在形成的 镍层表面先后形成钯层和金层，形成钯层和金层的方法为本领域常规的方法。
[0037] 具体地，可以将化学镀镍得到的基板置于化学镀钯液中进行化学镀钯，以在所述 镍层的表面上形成钯层。所述化学镀钯液可以含有钯盐、还原剂、络合剂和稳定剂。所述钯 盐可以为氯化钯、溴化钯和硫酸钯中的一种或两种以上，所述还原剂可以为次磷酸钠、肼或 二甲胺硼烷，所述络合剂可以为乙二胺四乙酸和/或乙二胺，所述稳定剂可以为氯化铵、硫 代硫酸钠和硫代乙二醇酸中的一种或两种以上。
[0038] 在所述化学钯镀液中，所述钯盐的含量可以为3-10g/L，所述还原剂的含量可以为 0. 5-15g/L，所述络合剂的含量可以为15-35g/L，所述稳定剂的含量可以为5-20mg/L。
[0039] 所述化学镀钯的条件可以包括：pH值为7-8,温度为40-60°C (如45-55°C )。所述 化学镀钯的处理时间可以为7-20min，优选为8-10min。
[0040] 可以将化学镀钯得到的基板置于化学镀金液中，以在钯层表面进一步形成金层。 所述化学镀金液可以含有金盐、还原剂和络合剂