堿性氯化銅蝕刻液精

1、堿性氯化銅蝕刻液1. 特性1) 適用于圖形電鍍金屬抗蝕層，如鍍覆金、鎳、錫鉛合金，錫鎳 合金及錫的印制板的蝕刻。2) 蝕刻速率快，側(cè)蝕小，溶銅能力高，蝕刻速率容易控制。3) 蝕刻液可以連續(xù)再生循環(huán)使用，成本低。2. 蝕刻過程中的主要化學(xué)反應(yīng)在氯化銅溶液中加入氨水，發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)：CuCb + 4NH Cu(NH)4Cl2在蝕刻過程中， 板面上的銅被 Cu(NH3)4 2+絡(luò)離子氧化，其蝕刻反應(yīng)如 下：Cu(NH3)4Cl2+Cu 2Cu(NH3)2Cl 所生成的Cu(NH3)21+為CU+的絡(luò)離子，不具有蝕刻能力。在有過量NH 和Cl-的情況下，能很快地被空氣中的 Q所氧化，生成具有蝕刻能力 的

2、Cu(NH3)42+絡(luò)離子，其再生反應(yīng)如下：2Cu(NHhCI + 2NHCI + 2NH + 1/2 Q 2 2Cu(NH)4Cl2 + HQ從上述反應(yīng)可看出， 每蝕刻 1克分子銅需要消耗 2克分子氨和 2 克分 子氯化銨。因此，在蝕刻過程中，隨著銅的溶解，應(yīng)不斷補(bǔ)加氨水和 氯化銨。應(yīng)用堿性蝕刻液進(jìn)行蝕刻的典型工藝流程如下：鍍覆金屬抗蝕層的印制板 (金、鎳、錫鉛、錫、錫鎳等鍍層 ) 去膜水洗吹干檢查修板堿性蝕刻用不含Cf的補(bǔ)加液二次蝕刻水洗檢查浸亮 ( 可選擇 ) 水洗吹干3. 蝕刻液配方蝕刻液配方有多種， 1979 年版的印制電路手冊(cè) (Printed CircuitsHa ndbook)

3、中介紹的配方見表10 4。表 104 國(guó)外介紹的堿性蝕刻液配方組份123NHi H2O3.0克6.0克2- 6克分子/分子/分子/升NH4CI升升1-4.02+Cu5.01.5-00.1-0.6NaCIO22.0(僅NH4HCO3起始10.375(NH4)3PO4液）0- 1.5NH4NO30.050.50- 1.50.01國(guó)內(nèi)目前大多采用下列配方：CuCb 2H2O 100150g/l、NH4CI100g/l、NH3 HO 670700ml/1 2配制后溶液PH值在9.6左右。溶液中各組份的作用如下:NHI HO的作用是作為絡(luò)合劑，使銅保持在溶液里。NH4Cl 的作用是能提高蝕刻速率、溶銅能

4、力和溶液的穩(wěn)定性。(NH4)3PQ的作用是能保持抗蝕鍍層及孔內(nèi)清潔。4. 影響蝕刻速率的因素蝕刻液中的Cu+的濃度、PH值、氯化銨濃度以及蝕刻液的溫度對(duì)蝕刻速率均有影響。 掌握這些因素的影響才能控制溶液， 使之始終保持恒 定的最佳蝕刻狀態(tài)，從而得到好的蝕刻質(zhì)量。Cu2+濃度的影響因?yàn)閏u+是氧化劑，所以Cu2+的濃度是影響蝕刻速率的主要因素。研 究銅濃度與蝕刻速率的關(guān)系表明：在 011 盎司/加侖時(shí)，蝕刻時(shí)間 長(zhǎng)；在 1116 盎司/ 加侖時(shí)，蝕刻速率較低，且溶液控制困難；在 1822 盎司/加侖時(shí)，蝕刻速率高且溶液穩(wěn)定；在 2230盎司/加侖 時(shí)，溶液不穩(wěn)定，趨向于產(chǎn)生沉淀。在自動(dòng)控制蝕刻系

5、統(tǒng)中， 銅濃度是用比重控制的。 在印制板的蝕刻過 程中，隨著銅的不斷溶解，溶液的比重不斷升高，當(dāng)比重超過一定值 時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)加氯化銨和氨的水溶液，調(diào)整比重到合適的范圍。一般比 重控制在1824°Be'溶液PH值的影響蝕刻液的PH值應(yīng)保持在8.08.8之間。當(dāng)PH值降到8.0以下時(shí)， 一方面是對(duì)金屬抗蝕層不利。 另一方面，蝕刻液中的銅不能被完全絡(luò) 合成銅氨絡(luò)離子，溶液要出現(xiàn)沉淀，并在槽底形成泥狀沉淀。這些泥 狀沉淀能在加熱器上結(jié)成硬皮， 可能損壞加熱器， 還會(huì)堵塞泵和噴嘴， 給蝕刻造成困難，如果溶液 PH值過高，蝕刻液中氨過飽和，游離氨 釋放到大氣中，導(dǎo)致環(huán)境污染。另一方面，溶液

6、的PH值增大也會(huì)增大側(cè)蝕的程度，而影響蝕刻的精度。氯化銨含量的影響通過蝕刻再生的化學(xué)反應(yīng)可以看出：Cu(NH3)21+的再生需要有過量的 NH和NHCI存在。如果溶液中缺乏NHCI,而使大量的Cu(NHs)21+得不 到再生，蝕刻速率就會(huì)降低，以至失去蝕刻能力。所以，氯化銨的含 量對(duì)蝕刻速率影響很大。 隨著蝕刻的進(jìn)行， 要不斷補(bǔ)加氯化銨。 但是， 溶液中 CI -含量過高會(huì)引起抗蝕層被浸蝕。一般蝕刻液中NH4CI 含量在 150g/I 左右。溫度的影響 蝕刻液溫度低于40C，蝕刻速率很慢，而蝕刻速率過慢會(huì)增大側(cè)蝕 量，影響蝕刻質(zhì)量。溫度高于60C，蝕刻速率明顯增大。但 NH的揮 發(fā)量也大大增加

7、， 導(dǎo)致污染環(huán)境并使蝕刻液中化學(xué)組份比例失調(diào)。 故 一般應(yīng)控制在45 C55 C為宜。5. 蝕刻液的調(diào)整自動(dòng)控制調(diào)整隨著蝕刻的進(jìn)行，蝕刻液中銅含量不斷增加，比重逐漸升高，當(dāng)蝕刻 液中銅濃度達(dá)到一定高度時(shí)就要及時(shí)調(diào)整。在自動(dòng)控制補(bǔ)加裝置中， 是利用比重控制器控制蝕刻液的比重。 當(dāng)比重升高時(shí)， 自動(dòng)排放比重 過高的溶液，并添加新的補(bǔ)加液， 使蝕刻液的比重調(diào)整到允許的范圍。 補(bǔ)加液要事先配制好， 放入補(bǔ)加桶內(nèi)， 使補(bǔ)加桶的液面保持在一定的 高度。專賣的蝕刻鹽品種很多， 其補(bǔ)加液的配制方法大同小異。 下面僅介紹 一種：華美CP21蝕刻鹽補(bǔ)加液的配制方法 蝕刻鹽 255g/l PH 值 9.8 氨水(2

8、6%) 450ml/l 比重 1.03 水 450ml/l人工調(diào)整方法一：首先在蝕刻液冷卻、 靜置情況下， 取樣分析清液中的銅濃度， 然后根據(jù)分析結(jié)果，確定廢液的排放量。排放量可按下式計(jì)算： 排放量=(分析值-規(guī)定值)/分析值*總體積 式中：排放量從蝕刻槽中排出廢液的體積 (l) 分析值由化學(xué)分析得出的銅含量 (g/l) 規(guī)定值配方中規(guī)定的銅含量 (g/l) 總體積蝕刻槽中蝕刻液的體積 (l) 原則上是排放多少體積的廢液就補(bǔ)加多少體積的補(bǔ)加液。方法二：上述1升補(bǔ)加液可蝕銅約150165g銅?？山y(tǒng)計(jì)生產(chǎn)中蝕刻銅的量，當(dāng)達(dá)到這個(gè)范圍時(shí)，放去 20之工作液，補(bǔ)充新的補(bǔ)加液 到相同體積。6. 蝕刻過程中常出現(xiàn)的問題 蝕刻速率降低 這個(gè)問題與許多因素有關(guān)。 要檢查蝕刻條件， 例如：溫度，噴淋壓力， 溶液比重、 PH 值和氯