酸性氯化铜蚀刻液与碱性氯化铜蚀刻液比较

    本文针对酸性氯化铜蚀刻液与碱性氯化铜蚀刻液的组成﹑本性﹑计算方面作一简单的对比,为业界同仁提供一个参考方向,对新手或行外人士以启迪,有事半功倍之受用。
　　目前,业界采用的蚀刻液,主要分为酸性氯化铜蚀刻液与碱性氯化铜蚀刻液,一些同行对此了解不是很全面,现对此作一简单的介绍,希望广大同仁能够从中获益,使初入此行者能够更快地对蚀刻有一个充分的了解和认识.
　　一.组成与特点项目酸性蚀刻液碱性蚀刻液主要成分氯化铜﹑盐酸﹑氯化钠或氯化铵氯化铜﹑氨水﹑氯化铵,补助成分为氯化钴﹑.氯化钠 氯化铵或其它含硫化合物以改善特性适用领域一般适用于多层印制板的内层电路图形的制作或微波印制板阴板法直接蚀刻图形的制作一般适用于多层印制板的外层电路图形的制作及纯锡印制板的蚀刻抗蚀剂干膜﹑液态光致抗蚀剂等图形电镀之金属抗蚀层如镀覆金﹑镍﹑锡铅合金主要特点1.蚀刻速率易控制,蚀刻液在稳定状态下能达到高的蚀刻质量2.溶铜量大3. 蚀刻液容易再生与回收,从而减少污染1. 蚀刻速率快(可达70μm/min以上),侧蚀小2. 溶铜能力高, 蚀刻容易控制3. 蚀刻液能连续再生循环使用,成本低二. 特性对比项目碱性蚀刻液酸性蚀刻液控制温度﹑比重及PH值温度﹑比重﹑HCl及ORP(氧化/还原电位)蚀刻速度约1mil/分钟约0.5mil/分钟补充药液氨水H2O2﹑HCl自动控制成本低高毒性低高废液处理供货商回收PCB SHOP自行处理水洗水处理因有金属铵错合物,较不易处理PH调整即可分离铜渣技术来源供货商使用者或控制器供货商二. 操作条件比较项目氨水蚀刻液氯化铜蚀刻液铜含量140—170g/l130--180g/l温度50--55℃50--55℃蚀刻进度约1mil/分钟约0.5mil/分钟化性条件Baume=21±1°(S.G.=1.170)ORP=450±150mvBaume=22±2°(S.G.=1.215)三. 蚀刻之计算A.酸性蚀刻1.a.蚀铜反应(理论值)Cu+CuCl2             2CuCl………………………………(1)b.再生反应2CuCl+2HCl+H2O2              CuCl2 +2 H2O……………(2)由上述(1)﹑(2)式中CuCl2的再生循环,来说明再生及添加用量2.铜厚35.56um(1OZ)之单面基板上平均铜重约316.2g/㎡,若假设蚀铜率是60%,则生成的CuCl为:
　　(316.2×60%÷63.5) ×2×98.8=590g由(1)知CuCl2应有[(590÷2)+(590÷2-316.2×60%)]=400g由(2)知HCl : [590÷(2×98.8)]×2×36.5=218gH2O2 : [590÷(2×98.8)] ×1×34 =102gH2O: [590÷(2×98.8)] ×2×18.2=109gCuCl2: [590÷(2×98.8)] ×2×134=800g218g纯HCl为31%,S.G.=1.152g/ml的工业盐酸610ml102g纯H2O2 为32%,S.G.=1.129g/ml的工业级双氧水282mlB.碱性蚀刻1.      a.配制蚀刻液时CuCl2溶液中加入氨水发生络合反应:
　　CuCl2+4NH4                                              Cu(NH3)4Cl2… …………………………………(1)b.蚀刻过程中 基板上的铜被Cu(NH3)42+络离子氧化发生蚀刻反应:
　　…Cu(NH3)4Cl2+Cu                  2Cu(NH3)4Cl………………………………(2)2Cu(NH3)4Cl+2NH4Cl+2 NH3+1/2O2                                           2Cu(NH3)4Cl2+ H2O…(3)由上述(2)﹑(3)式中CuCl2的再生循环,来说明再生及添加用量2. 铜厚35.56um(1OZ)之单面基板上平均铜重约316.2g/㎡,若假设蚀铜率是60%,则生成的Cu(NH3)Cl为:
　　(316.2×60﹪÷63.5)×2×166.8=997g由(1)知Cu(NH3)4Cl2应有[(997÷2)+(997÷2-316.2×60%)]=807g由(2)知NH4Cl:【997÷（2×166.8）】×2×53.3=319gNH3: 【997÷（2×166.8）】×2×17=102gO2: 【997÷（2×166.8）】×1/2×32=48gH2O: 【997÷（2×166.8）】×1×18.2=54gCu(NH3)4Cl2: 【997÷（2×166.8）】×2×202=1207g