FeCl3蝕刻是最早使用的一種用于銅及合金腐蝕的加工方法,這種方法,原料容易獲得,價格便宜,配制簡單,易于操作,因此這一方法曾被廣泛采用,即便是現(xiàn)在也被較多的蝕刻廠所采用。
FeCl3對銅的蝕刻是一個氧化還原過程,在銅表面Fe3+使銅氧化成CuCl,同時Fe3+被還原成Fe2+。Cu+FeCl3=CuCl+FeCl2,CuCl離子具有還原性,和鑫恒力蝕刻機中的Fe3+進一步反應生成CuCl2。生成的CuCl2具有氧化性,同時會與銅發(fā)生氧化還原反應:Cu+CuCl2=2CuCl。
所以FeCl3蝕刻液是依靠FeCl3和CuCl2同時完成的。其中Fe3+的氧化能力強,蝕刻速度快,蝕刻質(zhì)量好。相對而言,CuCl2在腐蝕機里蝕刻速度較慢,蝕刻質(zhì)量差,隨著蝕刻液中Fe3+的消耗和CuCl2的增加而使蝕刻速度逐漸減慢,并使蝕刻質(zhì)量惡化。當Fe3+消耗量達50%時,蝕刻機中的腐蝕速度和蝕刻質(zhì)量都將不利于繼續(xù)進行蝕刻過程,而應更換蝕刻液。
在實際生產(chǎn)中,表示蝕刻液的蝕刻效能不是用Fe3+的消耗量來衡量,而是采用蝕刻機中銅的溶解量(單位為g/L)來衡量。銅在FeCl3蝕刻溶液中,最初蝕刻速度是恒定的。然而隨著腐蝕機中Fe3+的消耗,蝕刻液中銅含量不斷升高,當融銅量達到60g/L時,蝕刻速度會變慢,當蝕刻液中Fe3+消耗達到40%時或融銅量達到83g/L時,蝕刻速度會急劇下降,此時蝕刻機中的腐蝕液不能再繼續(xù)使用,而應考慮蝕刻液的再生或更新。
通常使用的FeCl3蝕刻液酸度都不高,所以FeCl3蝕刻液在腐蝕銅時,也伴有FeCl3和CuCl2的水解副反應:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3↓+3HCL,CuCl2+2H2O=Cu(OH)2↓+2HCL。生成的氫氧化物不穩(wěn)定,受熱易分解生成相對應的氧化物和水,這些氧化物一部分沉淀在蝕刻機水槽底部形成黃土樣沉積物,一部分懸浮于蝕刻液中,對抗蝕層產(chǎn)生一定的破壞作用:2Fe(OH)3=Fe2O3↓+3H2O,Cu(OH)2=CuO↓+H2O。
以下為鑫恒力客戶現(xiàn)場裝機圖: