酸性氯化铜蚀刻液

1、 特性
适用于生产多层板内层,掩蔽法印制板和单面印制板,采用的抗蚀剂是网印抗蚀印料、干膜、液体感光抗蚀剂,也适用于图形电镀金抗蚀印制电路板的蚀刻。
  电镀金抗蚀层印制电路板的蚀刻:
A, 蚀刻速率易控制,B, 蚀刻液在稳定的状态下,C, 能达到高的蚀刻质量。
D, 溶铜量大。
E, 蚀刻液容易再生与回收,F, 减少污染。
2、 化学组成:
化学组分              1         2          3           4            5
Cucl2.2H2O     130-190g/l      200g/l     150-450g/l   140-160g/l    145-180g/l
HCL           150-180ml/l     100ml/l                7-8g/l        120-160g/l
NaCL                         100g/l   
NH4CL                                  饱和平共处  160g/l     
H2O          添加到1升    添加到1升  添加到1升   添加到1升  添加到1升
3、 蚀刻原理
在蚀刻过程中,氯化铜中的二价铜具有氧化性,能将印制电路板面上的铜氧化成一价铜,其化学反应如下:
              蚀刻反应:CU+CUCL2→CU2CL2
所形成氯化亚铜是不易溶于水的,在有过量的氯离子存在的情况下,能形成可溶性的络离子,其化学反应如下:
络合反应:CU2CL2+4CL-→2「CUCL3」2-
随着铜的蚀刻,溶液中的一价铜墙铁壁越来越多,蚀刻能力很快就会下降,以至最后失去效果,为保证连续的蚀刻能力,可以通过各种方法进行再生,使一价铜重新转变成二价铜,达到下常工艺标准。
4、 影响蚀刻速率的影响。
A、 氯离子含量的影响。
蚀刻液的配制和再生都需要氯离子参加,但必须控制盐酸的用量,在蚀刻反应中,生产CU2CL2不易溶于水,而在铜表面生成一层氯化亚铜膜,阻止了反应进行,但过量的氯离子能与CU2CL2络合形成可溶性络离子「CUCL3」2-从铜表面溶解下来,从而提高了蚀刻速率。
B、 一价铜的影响
微量的一价铜存在蚀刻液中,会显著的隆低蚀刻速率。
C、 二价铜含量的影响,D、 通常二价铜离子浓度低于2克离子时,E、 蚀刻速率低,F、 在2克离子时,G、 蚀刻速率就高,H、 当铜含量达到一定浓度时,I、 蚀刻速率就会下降,J、 要保持恒定的蚀刻速率就必须控制蚀刻液内的含铜量,K、 一般都采用比重方法来控制溶液内的含铜量,L、 通常控制比重在1.28-1.295之间(波美度31--330BE’),此时的含铜量为120-150克/升。
M、 温度对蚀刻速率的影响。
最好控制温度在45--55℃,当温度升高,蚀刻速率增加,但温度过高会引起盐酸过多的挥发,导致溶液组分比例失调。
5、 蚀刻液再生
a. 原理:主要利用氯化剂将溶液中一价铜离子氧化成二价铜离子。
b. 方法:能氧气或压缩空气法、氯气法、电解法、次氯酸钠法、双氧水法。
1、 通氧气或压缩空气再生法:此法再反应速率较慢,2、 其化学反应式如下:
2CU2CL2+4HCL+02→4CUCL2+2H2O
3、 氯气再生法:直接通氯气是再生的最好方法,4、 因这氯气是强氧化剂,而5、 且它的成本低,6、 再生速率快,7、 其反应式如下:
                CU2CL2+CL2→2CUCL2
8、 电解再生法:在下流电的作用下,9、 通过电解其再生反应如下:
在阳极:CU1+→CU2++e
在阴极:CU1++e→CU0
                它可直接回收多余的铜,同时又使一价铜氧化成二价铜,使蚀刻液获得再生,但成本费用较高。
10、 次氯酸钠再生法:通过次氯酸钠放出初生态氧,11、 使它具有很强的氧化性,12、 因而13、 再生速率快,14、 实际上很少采用,15、 这是因为氧化剂成本高,16、 还因为它本身的危险性,17、 其化学反应如下:
                 CU2CL2+2HCL+NAOCL→2CUCL2+NACL+H2O
18、 双氧水再生法:因为双氧水可提供初生态氧,19、 具有很强的氧化性,20、 再生速率很快,21、 只需40-70S即可再生,22、 其反应式如下:
                 CU2CL2+2HCL+H202→2CUCL2+2H2O
6、 工艺参数的控制
                                不同铜箔厚度的侧蚀总量
     铜箔厚度(T)微米                 70       35      18       9       5
     侧蚀总量(2*T/3)微米             47       23      12       6       3
0.1毫米导线截面最窄处毫米       0.053    0.077   0.088    0.094    0.097
    
   要严格控制侧蚀量,就必须严格地控制蚀刻的工艺参数.