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蝕刻機(jī)中堿性CuCl2腐蝕原理及組成

堿性蝕刻液一般適用于多層印制板的外層電路圖形制作,這種蝕刻方法在線路板制作中應(yīng)用非常廣泛,特別是圖形電鍍,這是較好的蝕刻方法之一。同時(shí)堿性蝕刻速度快,側(cè)蝕刻小,溶銅量大,蝕刻液可以再生連續(xù)使用。

堿性CuCl2蝕刻液主要是由CuCl2NH3-H2O組成,在CuCl2溶液中加入NH3-H2O會(huì)發(fā)生如下絡(luò)合反應(yīng):CuCl2+4NH3-H2O[Cu(NH3)4]Cl2+4H2O,在蝕刻機(jī)藥箱內(nèi),銅被[Cu(NH3)4]2+絡(luò)離子氧化成Cu+。其氧化反應(yīng)如下:[Cu(NH3)4]Cl2+Cu2[Cu(NH3)2]Cl。生成的[Cu(NH3)2]+Cu+的絡(luò)離子,不具有氧化能力,在有過(guò)量NH3-H2OCl-存在的前提下,能很快被空氣中的氧氣所氧化,生產(chǎn)具有蝕刻能力的[Cu(NH3)4]2+。其絡(luò)離子再生反應(yīng)如下:

2[Cu(NH3)2]Cl+2NH4Cl+2NH3-H2O+1/2O22[Cu(NH3)4]Cl2+2H2O。

從上面的化學(xué)方程式可以看出,在鑫恒力蝕刻機(jī)工作過(guò)程中,每腐蝕1mol銅需要消耗2mol NH3-H2O2mol NH4Cl。因此在腐蝕機(jī)蝕刻過(guò)程中,隨著銅的溶解,應(yīng)不斷補(bǔ)充NH3-H2ONH4Cl。

在鑫恒力堿性真空蝕刻機(jī)中,溶液Cu2+濃度、PH值、NH4Cl濃度、NH3-H2O濃度以及溫度都會(huì)影響到蝕刻效率。掌握這些因素的影響才能有效的控制溶液,使之保持恒定的最佳蝕刻狀態(tài),從而得到滿(mǎn)意的蝕刻質(zhì)量。通過(guò)鑫恒力多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),得出以下結(jié)論,僅供參考:

(1)Cu2+濃度對(duì)蝕刻速度的影響:在這種蝕刻液中,Cu2+是氧化劑,所以Cu2+的濃度對(duì)腐蝕機(jī)的蝕刻速度的影響占有重要因素。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)告訴我們,Cu2+濃度在0g/L~82.5g/L時(shí),蝕刻速度很慢;在82.5g/L~135g/L時(shí)蝕刻速度較低,且控制困難;在135g/L~165g/L時(shí),蝕刻速度高且溶液穩(wěn)定;在165g/L~225g/L時(shí),溶液不穩(wěn)定,趨向于產(chǎn)生沉淀。

(2)蝕刻液中PH值對(duì)蝕刻速度的影響:蝕刻液PH值應(yīng)保持在8~8.8之間,當(dāng)PH<8時(shí),一方面對(duì)金屬抗蝕層不利,另一方面,蝕刻液中的銅不能完全絡(luò)合成銅氨絡(luò)離子,藥液出現(xiàn)沉淀,造成蝕刻困難。如果藥液PH值過(guò)高,蝕刻液中氨過(guò)飽和,游離氨釋放到大氣中,導(dǎo)致對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)藥液PH值的過(guò)高也會(huì)增大側(cè)蝕量,從而影響到蝕刻精度。

(3)NH4Cl濃度對(duì)蝕刻的影響:從溶液再生的化學(xué)反應(yīng)式可以看出,[Cu(NH3)2]-的再生過(guò)程需要有大量的NH3-H2ONH4Cl的存在,如果蝕刻機(jī)藥液缺乏NH4Cl,將使[Cu(NH3)2]-得不到再生,蝕刻速度就會(huì)降低,以至于失去蝕刻能力。所以,NH4Cl的含量對(duì)蝕刻速度影響很大。但是,溶液中Cl-含量過(guò)高會(huì)引起抗蝕層侵蝕,一般濃度控制在150g/L左右為宜。

(4)溫度對(duì)蝕刻速度的影響:當(dāng)蝕刻溫度低于40℃時(shí),蝕刻速度很慢,而蝕刻速率過(guò)慢會(huì)增大側(cè)蝕量,影響蝕刻精度。溫度高于60℃,蝕刻速率明顯加快,但氨的揮發(fā)量也大大增加,導(dǎo)致環(huán)境污染的同時(shí)使溶液中化學(xué)成分比例失調(diào),故一般蝕刻機(jī)工作溫度控制在45~55℃為宜。

     下圖為鑫恒力生產(chǎn)的堿性真空蝕刻機(jī),更多蝕刻機(jī)資訊請(qǐng)致電:15800099961!

蝕刻機(jī)中堿性CuCl2腐蝕原理及組成


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