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、银、锡铅合金，锡银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+4NHCu(NH)4CI2在蚀刻过程中，板面上的铜被Cu(NH3)42+络离子氧化，其蚀刻反应如下：Cu(NH3)4CI2+Cu2Cu(NH3)2CI所生成的Cu(NH3)短+为CU+的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量NH和Cr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Cu(NH3)4户络离子，其再生反应

2、如下：2Cu(NHhCI+2NHCI+2NH+1/2Q22Cu(NH)4cI2+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克分子氯化镂。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补加氨水和氯化镂。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、银、锡铅、锡、锡银等镀层)一去膜一水洗一吹干一检查修板一碱性蚀刻一用不含Cf的补加液二次蚀刻一水洗一检查一浸亮(可选择)一水洗一吹干3 .蚀刻液配方蚀刻液配方有多种，1979年版的印制电路手册(PrintedCircuitsHandbook)中介绍的配方见表104。表104国外介绍的碱性蚀刻液配方组份123NHiH2

3、O3.0克6.0克2-6克分子/分子/分子/升NH4CI升升1-4.0，一Cu1.5-05.00.1-0.6NaCIO22.0(仅NH4HCO310.375起始(NH4)3PO40-1.5液）NH4NO30.050.50-1.50.01国内目前大多采用下列配方：CuCb2H2O100150g/l、NH4cl100g/LNH3HO670700ml/12配制后溶液PH值在9.6左右。溶液中各组份的作用如下:NH-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

4、+的浓度、PH值、氯化钱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ii-ig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，自动补加氯化钱和氨的水溶

5、液，调整比重到合适的范围。一般比重控制在18s24Be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。氯化镂含量的影响通过蚀刻再生的化学反应可以看出：Cu(NH3)才+的再生需要有过量的NH和NHCI存在。如果溶液中缺乏NHCI,而

6、使大量的Cu(NHs)+得不到再生，蚀刻速率就会降低，以至失去蚀刻能力。所以，氯化钱的含量对蚀刻速率影响很大。随着蚀刻的进行，要不断补加氯化镂。但是，溶液中C含量过高会引起抗蚀层被浸蚀。一般蚀刻液中NH4cl含量在150g/l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45c55c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

7、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/lPH值9.8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：排放量二(分析值-规定值)/分析值/总体积式中：排放量一从蚀刻槽中排出废液的体积(I)分析值一由化学分析得出的铜含量(g/l)规定值一配方中规定的铜含量(g/l)总体积一蚀刻槽中蚀刻液的体积(I)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