碱性氯化铜蚀刻液

1、碱性氯化铜蚀刻液1. 特性1) 适用于图形电镀金属抗蚀层，如镀覆金、镍、锡铅合金，锡镍 合金及锡的印制板的蚀刻。2) 蚀刻速率快，侧蚀小，溶铜能力高，蚀刻速率容易控制。3) 蚀刻液可以连续再生循环使用，成本低。2. 蚀刻过程中的主要化学反应在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应：CuCb + 4NH Cu(NH)4Cl2在蚀刻过程中， 板面上的铜被 Cu(NH3)4 2+络离子氧化，其蚀刻反应如 下：Cu(NH3)4Cl2+Cu 2Cu(NH3)2Cl 所生成的Cu(NH3)21+为CU+的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量NH 和Cl-的情况下，能很快地被空气中的 Q所氧化，生成具有蚀刻能力 的

2、Cu(NH3)42+络离子，其再生反应如下：2Cu(NHhCI + 2NHCI + 2NH + 1/2 Q 2 2Cu(NH)4Cl2 + HQ从上述反应可看出， 每蚀刻 1克分子铜需要消耗 2克分子氨和 2 克分 子氯化铵。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补加氨水和 氯化铵。应用碱性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程如下：镀覆金属抗蚀层的印制板 (金、镍、锡铅、锡、锡镍等镀层 ) 去膜水洗吹干检查修板碱性蚀刻用不含Cf的补加液二次蚀刻水洗检查浸亮 ( 可选择 ) 水洗吹干3. 蚀刻液配方蚀刻液配方有多种， 1979 年版的印制电路手册 (Printed CircuitsHa ndbook)

3、中介绍的配方见表10 4。表 104 国外介绍的碱性蚀刻液配方组份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(仅NH4HCO3起始10.375(NH4)3PO4液）0- 1.5NH4NO30.050.50- 1.50.01国内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。溶液中各组份的作用如下:NHI HO的作用是作为络合剂，使铜保持在溶液里。NH4Cl 的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能

4、力和溶液的稳定性。(NH4)3PQ的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁。4. 影响蚀刻速率的因素蚀刻液中的Cu+的浓度、PH值、氯化铵浓度以及蚀刻液的温度对蚀刻 速率均有影响。 掌握这些因素的影响才能控制溶液， 使之始终保持恒 定的最佳蚀刻状态，从而得到好的蚀刻质量。Cu2+浓度的影响因为cu+是氧化剂，所以Cu2+的浓度是影响蚀刻速率的主要因素。研 究铜浓度与蚀刻速率的关系表明：在 011 盎司/ 加仑时，蚀刻时间 长；在 1116 盎司/ 加仑时，蚀刻速率较低，且溶液控制困难；在 1822 盎司/ 加仑时，蚀刻速率高且溶液稳定；在 2230 盎司/ 加仑 时，溶液不稳定，趋向于产生沉淀。在自动

5、控制蚀刻系统中， 铜浓度是用比重控制的。 在印制板的蚀刻过 程中，随着铜的不断溶解，溶液的比重不断升高，当比重超过一定值 时，自动补加氯化铵和氨的水溶液，调整比重到合适的范围。一般比 重控制在1824°Be'溶液PH值的影响蚀刻液的PH值应保持在8.08.8之间。当PH值降到8.0以下时， 一方面是对金属抗蚀层不利。 另一方面，蚀刻液中的铜不能被完全络 合成铜氨络离子，溶液要出现沉淀，并在槽底形成泥状沉淀。这些泥 状沉淀能在加热器上结成硬皮， 可能损坏加热器， 还会堵塞泵和喷嘴， 给蚀刻造成困难，如果溶液 PH值过高，蚀刻液中氨过饱和，游离氨 释放到大气中，导致环境污染。另一

6、方面，溶液的PH值增大也会增大侧蚀的程度，而影响蚀刻的精度。氯化铵含量的影响通过蚀刻再生的化学反应可以看出 :Cu(NH 3)2 1+的再生需要有过量的NH和NHCI存在。如果溶液中缺乏NHCI,而使大量的Cu(Nf)21+得不 到再生，蚀刻速率就会降低，以至失去蚀刻能力。所以，氯化铵的含 量对蚀刻速率影响很大。 随着蚀刻的进行， 要不断补加氯化铵。 但是， 溶液中 CI -含量过高会引起抗蚀层被浸蚀。一般蚀刻液中NH4CI 含量在 150g/I 左右。温度的影响 蚀刻液温度低于40C，蚀刻速率很慢，而蚀刻速率过慢会增大侧蚀 量，影响蚀刻质量。温度高于60C，蚀刻速率明显增大。但 NH的挥 发

7、量也大大增加， 导致污染环境并使蚀刻液中化学组份比例失调。 故 一般应控制在45 C55 C为宜。5. 蚀刻液的调整自动控制调整随着蚀刻的进行，蚀刻液中铜含量不断增加，比重逐渐升高，当蚀刻 液中铜浓度达到一定高度时就要及时调整。在自动控制补加装置中， 是利用比重控制器控制蚀刻液的比重。 当比重升高时， 自动排放比重 过高的溶液，并添加新的补加液， 使蚀刻液的比重调整到允许的范围。 补加液要事先配制好， 放入补加桶内， 使补加桶的液面保持在一定的 高度。专卖的蚀刻盐品种很多， 其补加液的配制方法大同小异。 下面仅介绍 一种：华美CP21蚀刻盐补加液的配制方法 蚀刻盐 255g/l PH 值 9.

8、8 氨水(26%) 450ml/l 比重 1.03 水 450ml/l人工调整方法一：首先在蚀刻液冷却、 静置情况下， 取样分析清液中的铜浓度， 然后根据分析结果，确定废液的排放量。排放量可按下式计算： 排放量=(分析值-规定值)/分析值*总体积 式中：排放量从蚀刻槽中排出废液的体积 (l) 分析值由化学分析得出的铜含量 (g/l) 规定值配方中规定的铜含量 (g/l) 总体积蚀刻槽中蚀刻液的体积 (l) 原则上是排放多少体积的废液就补加多少体积的补加液。方法二：上述1升补加液可蚀铜约150165g铜。可统计生产中蚀刻铜的量，当达到这个范围时，放去 20之工作液，补充新的补加液 到相同体积。6. 蚀刻过程中常出现的问题 蚀刻速率降低 这个问题与许多因素有关。 要检查蚀刻条件， 例如：温度，喷淋压力， 溶液比重、 PH 值和氯