一種微蝕劑和線路板的制造方法及線路板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微蝕劑和線路板的制造方法。
【背景技術】
[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，所以現在有用含有銀的銅漿來進行印刷 電路，而現有陶瓷基板化學鍍前處理方法只對銅進行輕微咬蝕，而不涉及到銀的咬蝕，但氧 化銀的存在使得在化學鍍完成后銅線路層與鎳層的結合力很差，PULL拉伸測試時都在銅線 路層與鎳層之間發生斷裂。CN102858093A雖然公開了依次對銅線路層上的銅和銀都進行咬 蝕從而獲得較高的銅鎳結合力的方法，但是該方法需要分兩步進行微蝕，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。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于解決現有技術中含有銀的銅線路層與陶瓷基板之間結合力差 的問題，提供一種微蝕劑和線路板的制造方法。
[0005] 根據本發明的第一個方面，本發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] 根據本發明的第二個方面，本發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] 本發明對陶瓷基板上銅線路層進行微蝕刻只需一步進行，因此，降低了線路板的 制造成本。本發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，本發明的 線路板還具有較高的熱導率，可以應用于高功率LED、汽車大燈及高功率組件上。
[0008] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0009] 根據本發明的第一個方面，本發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銅線路層的氧化程度進行選擇。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域常規的方法制得，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節混合體系的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。優選為濃度在70重量％以上的濃硫 酸，進一步優選為濃度為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％。本發明中，從原料易得的角度出發，所述過氧化氫優選為 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，本發明中優選濃度為25重量％ 的氨水。
[0017] 根據本發明的第二個方面，本發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] 根據本發明，所述陶瓷基板可以為本領域常規的陶瓷基板，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，所述 陶瓷基板優選為氮化鋁陶瓷基板。
[0019] 本發明陶瓷基板上的銅線路層可以根據本領域常規的方法制得。一般地，可以采 用厚膜技術，即利用印刷法將銅漿料涂布于基板表面，然后經熱處理、銅漿燒結而獲取銅線 路層；或者使用薄膜技術，即通過濺射、真空蒸鍍等真空制膜成型，對陶瓷基板表面進行金 屬化，經光刻、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 領域常規的選擇。例如，在用于形成所述銅線路層的銅漿中，金屬銀與銅漿的質量比可以為 1:3-6。本發明中以下實施例和對比例中，形成銅線路層的銅漿中，金屬銀與銅漿的質量比 為1:4。形成所述銅線路層的具體方法為本領域常規的方法，在此不再贅述。
[0020] 本發明中，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行微蝕刻。
[0021] 本發明中，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] 本領域技術人員公知的是，將附著在陶瓷基板至少一個表面的銅線路層進行微蝕 刻之前，需要對所述銅線路層使用酸性脫脂劑進行脫脂，所述脫脂的具體方法為本領域常 規的方法，在此不再贅述。
[0023] 根據本發明，形成鎳層的過程可以包括：通過化學鍍鎳液對銅線路層的表面進行 化學鍍鎳。一般地，可以將陶瓷基板置于溫度為80-90°C (如83-86°C)的化學鍍鎳液中，從 而在基板的銅線路層的表面上形成鎳層。化學鍍鎳的時間可以根據預期的鎳層的厚度進行 選擇，一般可以為20_40min。
[0024] 所述化學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 為本領域的常規含量。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 可以使所述化學鍍鎳液具有更高的穩定性，并進一步提高銅線路層與鎳層之間的結合力。
[0025] 本發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 降低所述化學鍍鎳液成本的角度出發，所述還原劑優選為次磷酸鈉。
[0028] 根據本發明，所述化學鍍鎳液還可以含有穩定劑、絡合劑和緩沖劑，以避免化學鍍 鎳液的分解和沉淀。本發明對所述穩定劑、絡合劑和緩沖劑的種類及其含量沒有特別地限 制。
[0029] 所述穩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，優選 為硫脲。所述穩定劑的含量可以為〇. 5_5mg/L。
[0030] 所述絡合劑可以為丁二酸、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，優選為檸檬酸鈉。所述絡合劑的含量可以為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，優選為醋酸鈉。 所述緩沖劑的含量可以為5_20g/L。
[0032] 根據本發明，為了滿足化學鍍工藝的要求，所述化學鍍鎳液的pH可以為3-5。
[0033] 在將陶瓷基板置于化學鍍鎳液中進行化學鍍鎳之前，可以采用本領域常用的方法 對所述銅線路層的表面進行活化。本發明對于將所述銅線路層的表面進行活化的方法沒有 特別限定，可以采用本領域的常規方法進行。
[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，所述酸優選為硫酸，進一步優選為濃度為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] 根據本發明，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域常規的方法。
[0037] 具體地，可以將化學鍍鎳得到的基板置于化學鍍鈀液中進行化學鍍鈀，以在所述 鎳層的表面上形成鈀層。所述化學鍍鈀液可以含有鈀鹽、還原劑、絡合劑和穩定劑。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，所述絡合劑可以為乙二胺四乙酸和/或乙二胺，所述穩定劑可以為氯化銨、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，所述絡合劑的含量可以為15-35g/L，所述穩定劑的含量可以為5-20mg/L。
[0039] 所述化學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 化學鍍鈀的處理時間可以為7-20min，優選為8-10min。
[0040] 可以將化學鍍鈀得到的基板置于化學鍍金液中，以在鈀層表面進一步形成金層。 所述化學鍍金液可以含有金鹽、還原劑和絡合劑