电路板蚀刻

电路板蚀刻液 一、 三氯化铁蚀刻液 在印制电路、电子和金属精饰等工业中广泛采用三氯化铁蚀刻铜、铜合金及铁、锌、铝等。这 是由于它的工艺稳定，操作方便，价格便宜。但是，近些年来，由于它再生困难，污染严重，废液 处理困难等而正在被淘汰。因此，这里只简单地介绍。 三氯化铁蚀刻液适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜、金等抗蚀层的印制板的蚀刻。但不 适用于镍、锡、锡—铅合金等抗蚀层。 1.蚀刻时的主要化学反应 三氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻是一个氧化－还原过程。在铜 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面Fe3+使铜氧化成氯化亚铜。同 时Fe3+被还原成Fe2+。 FeCl3＋Cu →FeCl2＋CuCl CuCl具有还原性，可以和FeCl3进一步发生反应生成氯化铜。 FeCl3＋CuCl →FeCl2＋CuCl2 Cu2+具有氧化性，与铜发生氧化反应： CuCl2＋Cu →2CuCl 所以，FeCl3蚀刻液对Cu的蚀刻时靠Fe3+和Cu2+共同完成的。其中Fe3+的蚀刻速率快，蚀刻质量 好；而Cu2+的蚀刻速率慢，蚀刻质量差。新配制的蚀刻液中只有Fe3+，所以蚀刻速率较快。但是随着 蚀刻反应的进行，Fe3+不断消耗，而Cu2+不断增加。当Fe3+消耗掉 35％时，Cu2+已增加到相当大的浓 度，这时Fe3+和Cu2+对Cu的蚀刻量几乎相等；当Fe3+消耗掉 50％时，Cu2+的蚀刻作用由次要地位而跃 居主要地位，此时蚀刻速率慢，即应考虑蚀刻液的更新。 在实际生产中，表示蚀刻液的活度不是用Fe3+的消耗量来度量，而是用蚀刻液中的含铜量(g/l) 来度量。因为在蚀刻铜的过程中，最初蚀刻时间是相对恒定的。然而，随着Fe3+的消耗，溶液中含 铜量不断增长。当溶铜量达到 60g/l时，蚀刻时间就会延长，当蚀刻液中的Fe3+消耗 40％时，溶铜量 达到 82.40g/1 时，蚀刻时间便急剧上升，表明此时的蚀刻液不能再继续使用，应考虑蚀刻液的再生 或更新。 一般工厂很少分析和测定蚀刻液中的含铜量，多以蚀刻时间和蚀刻质量来确定蚀刻液的再生与 更新。经验数据为，采用动态蚀刻，温度为 50℃左右，铜箔厚度为 50μm，蚀刻时间 5 分钟左右最 理想，8 分钟左右仍可使用，若超过 10 分钟，侧蚀严重，蚀刻质量变差，应考虑蚀刻液的再生或更 新。 蚀刻铜箔的同时，还伴有一些副反应，就是CuCl2和FeCl3的水解反应： FeCl3＋3H2O →Fe(OH)3↓＋3HCl CuCl2＋2H2O →Cu(OH)2↓＋2HCl 生成的氢氧化物很不稳定，受热后易分解： 2Fe(OH)3 →Fe2O3↓＋3H2O Cu(OH)2 →CuO↓＋H2O 结果生成了红色的氧化铁和黑色的氧化铜微粒，悬浮于蚀刻液中，对抗蚀层有一定的破坏作用。 2. 影响蚀刻速率的因素 >Fe3+的浓度和蚀刻液的温度 蚀刻液温度越高，蚀刻速率越快，温度的选择应以不损坏抗蚀层为原则，一般以 40～50℃为宜。 Fe3+的浓度对蚀刻速率有很大的影响。蚀刻液中Fe3+浓度逐渐增加，对铜的蚀刻速率相应加快。 当所含Fe3+超过某一浓度时，由于溶液粘度增加，蚀刻速率反而有所降低。一般蚀刻涂覆网印抗蚀 印料、干膜的印制板，浓度可控制在350Be ' 左右；蚀刻涂覆液体光致抗蚀剂（如骨胶、聚乙烯醇等） 的印制板，浓度则要控制在420Be ' 以上。其重量百分比浓度和比重的关系见表10－5： 表 10－5 三氯化铁溶液的组成 浓度（g/l） 重量百分比浓度 比 重 波美度 低浓度 365 28 1.275 31.5 最佳浓度 452、530 34、38 1.353、1.402 38、42 高浓度 608 42 1.450 45 >盐酸的添加量 在蚀刻液中加入盐酸，可以抑制FeCl3的水解，并可提高蚀刻速率。尤其是当溶铜量达到 37.4g/l 后，盐酸的作用更明显。但是盐酸的添加量要适当，酸度太高，会导致液体光致抗蚀剂（如骨胶、 聚乙烯醇等）涂层的印制板只能用低酸度溶液。 >蚀刻液的搅拌 静止蚀刻的效率和质量都是很差的。原因是在蚀刻过程中在板面和溶液里会有沉淀生成，而使 溶液呈暗绿色，这些沉淀会影响进一步的蚀刻。 采用空气搅拌，喷淋或泼溅操作都可以加快蚀刻反应。蚀刻速率的提高是由于部分Fe2+和Cu1+重 新氧化成Fe3+和Cu2+。 4Fe2+＋O2＋4H+ →4Fe3+＋2H2O 4Cu1+＋O2＋4H+ →4Cu2+＋2H2O 二、 其他蚀刻液 >硫酸—铬酸蚀刻液 对电镀锡铅合金抗蚀层的印制板有良好的蚀刻效果。但铬酸是属于“三废”中国家排标的第一 类有害物质，对人和动植物均有害。因此，现在几乎不用它来蚀刻印制板。 >过硫酸铵蚀刻液 适用于用网印抗蚀印料、干膜、金等作抗蚀层的印制板。但是它的蚀刻速度和溶铜能力都不如 氯化物蚀刻液高，易分解，加之成本高，一般用于图形电镀前铜箔表面的微蚀刻处理。 >硫酸—双氧水蚀刻液 可用于图形电镀前的微蚀刻处理。近年来开始用于印制板蚀刻。它的特点是不浸蚀锡铅合金， 溶液组分非常简单，蚀刻后的产物只有硫酸铜。蚀刻液可以经过再生与回收，得到纯度高的硫酸铜 晶体。因此大大减少废液排放和环境污染，是目前有发展前途的蚀刻液。 硫酸/过氧化氢（双氧水）蚀刻液的例 H2SO４（98wt%）：18～20vol%；H2O2（50wt%）：10～ 12vol%；Cu：22～45g/L >盐酸—双氧水（过氧化氢）蚀刻液（此法经试用效果很好） 具有操作简便、速度快、成本低等特点，特别适宜制作大面积印刷电路板。 配方： 双氧水（31%浓度） 1 份； 盐酸 （37%浓度） 3 份； 水 4 份。 配制方法： 先把 4 份水倒入盘中，然后倒入 3 份盐酸，用玻璃棒搅拌再缓缓地加入 1 份双氧水，继续用玻 璃棒搅匀后即可。 常温下腐蚀，一般五分钟左右便可腐蚀完毕，取出铜箔板，用清水冲洗，擦干后就可以使用了。 其原理是利用双氧水在酸性介质中为强氧化剂，可以把Cu氧化为Cu2+离子。而H2O2本身则被还 原为H2O。 2H2O2+Cu+4HCl=CuCl2+Cl2↑+4H2O 此腐蚀液反应速度极快，应按比例 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 掌握，如比例过于不当会引起沸腾以至液水溢出盘外。 另外在反应时还有少量的氯气放出，所以最好在通风处进行操作。 HP_Administrator 附注 “HP_Administrator”设置的“Marked” HP_Administrator 附注 “HP_Administrator”设置的“Marked” HP_Administrator 附注 “HP_Administrator”设置的“Marked” >氯化铵—氯酸钠—盐酸蚀刻液 此蚀刻液组合物，可以在不改变现有生产系统下使用，具有稳定性高，对基板侧蚀少，蚀速快， 能够降低生产成本，避免环境污染。 配方（重量百分比）： 氯化铵（NH4Cl） 6％～8％ 氯酸钠（NaClO3） 0.7％～0.9％ 盐酸（HCl ） 35％～37％ 水（H2O） 56.2％ 上述铜蚀刻液组合物中，盐酸为主要功能成份，在反应中起蚀刻铜作用，氯酸钠在反应中能够 使反应速度加快，氯化铵在反应中起络合作用。 配制方法： 常温常压下 1. 在生产槽中按照比例依次加入原材料氯化铵、氯酸钠、盐酸和水； 2. 经搅拌至完全溶解。 >酸性氯化铜蚀刻液配方 酸性氯化铜蚀刻液配方见下表。 表 酸性氯化铜蚀刻蚀液配方 成分 配方 l 配方 2 配方 3 氯化铜／(g／L) 130～l90 200 150～400 氯化钠／(g／L) 100～200 氯化铵／(g／L) 加至饱和状态 盐酸／(mL／L) 150～180 100 水 加至 lL 加至 lL 加至 lL 蚀刻液中影响蚀刻速率的主要因素有溶液中Cl-、Cu+的含量以及蚀刻液的温度和Cu2+的浓度。 >酸性氯化铜蚀刻液配方