氯化銅再生控制器

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                堿性氯化銅蝕刻液配方及常見問題解決

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                堿性氯化銅蝕刻液配方及常見問題解決

                發布日期:2018-09-04 00:00 來源:http://www.baihedh.com 點擊:

                堿性氯化銅蝕刻液配方及常見問題解決? 

                 

                1)適用于圖形電鍍金屬抗蝕層,如鍍覆金、鎳、錫鉛合金,錫鎳合金及錫的印制板的蝕刻。
                2)蝕刻速率快,側蝕小,溶銅能力高,蝕刻速率容易控制。


                3)蝕刻液可以連續再生循環使用,成本低。


                2.蝕刻過程中的主要化學反應。在氯化銅溶液中加入氨水,發生絡合反應:

                CuCl24NH3Cu(NH3)4Cl2

                在蝕刻過程中,板面上的銅被[Cu(NH3)4]2+絡離子氧化,其蝕刻反應如下:Cu(NH3)4Cl2Cu2Cu(NH3)2Cl

                所生成的[Cu(NH3)2]1+Cu1+的絡離子,不具有蝕刻能力。在有過量NH3Cl-的情況下,能很快地被空氣中的O2所氧化,生成具有蝕刻能力的[Cu(NH3)4]2+絡離子,其再生反應如下:

                2Cu(NH3)2Cl2NH4Cl2NH31/2O2 2Cu(NH3)4Cl2H2O

                從上述反應可看出,每蝕刻1克分子銅需要消耗2克分子氨和2克分子氯化銨。

                因此,在蝕刻過程中,隨著銅的溶解,應不斷補加氨水和氯化銨。 應用堿性蝕刻液進行蝕刻的典型工藝流程如下:鍍覆金屬抗蝕層的印制板(金、鎳、錫鉛、錫、錫鎳等鍍層)→去膜→水洗→吹干→檢查修板→堿性蝕刻→用不含Cu2+的補加液二次蝕刻→水洗→檢查→浸亮(可選擇)→水洗→吹干

                堿性氯化銅蝕刻

                影響蝕刻速率的因素

                蝕刻液中的Cu2+的濃度、PH值、氯化銨濃度以及蝕刻液的溫度對蝕刻速率均有影響。掌握這些因素的影響才能控制溶液,使之始終保持恒定的最佳蝕刻狀態,從而得到好的蝕刻質量。

                Cu2+濃度的影響

                因為Cu2+是氧化劑,所以Cu2+的濃度是影響蝕刻速率的主要因素。研究銅濃度與蝕刻速率的關系表明:在011盎司/加侖時,蝕刻時間長;在1116盎司/加侖時,蝕刻速率較低,且溶液控制困難;在1822盎司/加侖時,蝕刻速率高且溶液穩定;在2230盎司/加侖時,溶液不穩定,趨向于產生沉淀。

                注:1加侖(美制)=3.7851盎司=28.351盎司/加侖 =28.35/3.785=7.5G/1

                在自動控制蝕刻系統中,銅濃度是用比重控制的,使用比重控制器添加。在印制板的蝕刻過程中,隨著銅的不斷溶解,溶液的比重不斷升高,當比重超過一定值時,自動補加氯化銨和氨的水溶液,調整比重到合適的范圍。一般比重控制在18240Be’。

                溶液PH值的影響

                蝕刻液的PH值應保持在8.08.8之間。當PH值降到8.0以下時,一方面是對金屬抗蝕層不利。另一方面,蝕刻液中的銅不能被完全絡合成銅氨絡離子,溶液要出現沉淀,并在槽底形成泥狀沉淀。這些泥狀沉淀能在加熱器上結成硬皮,可能損壞加熱器,還會堵塞泵和噴嘴,給蝕刻造成困難,如果溶液PH值過高,蝕刻液中氨過飽和,游離氨釋放到大氣中,導致環境污染。另一方面,溶液的PH值增大也會增大側蝕的程度,而影響蝕刻的精度。

                氯化銨含量的影響

                通過蝕刻再生的化學反應可以看出:[Cu(NH3)2]1+的再生需要有過量的NH3NH4Cl存在。如果溶液中缺乏NH4Cl,而使大量的[Cu(NH3)2]1+得不到再生,蝕刻速率就會降低,以至失去蝕刻能力。所以,氯化銨的含量對蝕刻速率影響很大。隨著蝕刻的進行,要不斷補加氯化銨。但是,溶液中Cl-含量過高會引起抗蝕層被浸蝕。一般蝕刻液中NH4Cl含量在150g/l左右。

                溫度的影響

                蝕刻速率與溫度有很大關系,蝕刻速率隨著溫度的升高而加快。見圖

                蝕刻液溫度低于40℃,蝕刻速率很慢,而蝕刻速率過慢會增大側蝕量,影響蝕刻質量。溫度高于60℃,蝕刻速率明顯增大。但NH3的揮發量也大大增加,導致污染環境并使蝕刻液中化學組份比例失調。故一般應控制在45℃~55℃為宜。

                蝕刻液的調整 

                自動控制調整

                隨著蝕刻的進行,蝕刻液中銅含量不斷增加,比重逐漸升高,當蝕刻液中銅濃度達到一定高度時就要及時調整。在自動控制補加裝置中,是利用比重控制器控制蝕刻液的比重。當比重升高時,自動排放比重過高的溶液,并添加新的補加液,使蝕刻液的比重調整到允許的范圍。補加液要事先配制好,放入補加桶內,使補加桶的液面保持在一定的高度。

                專賣的蝕刻鹽品種很多,其補加液的配制方法大同小異。下面僅介紹一種: 蝕刻鹽補加液的配制方法: 

                蝕刻鹽255g/lPH9.8氨水(26%)450ml/l比重1.03 450ml/l人工調整

                方法一:首先在蝕刻液冷卻、靜置情況下,取樣分析清液中的銅濃度,然后根據分析結果,確定廢液的排放量排放量可按下式計算: 排放量=(分析值-規定值)/分析值*總體積

                式中:排放量-從蝕刻槽中排出廢液的體積(l)

                分析值-由化學分析得出的銅含量(g/l)

                規定值-配方中規定的銅含量(g/l)

                總體積-蝕刻槽中蝕刻液的體積(l)

                原則上是排放多少體積的廢液就補加多少體積的補加液。

                方法二:上述1升補加液可蝕銅約150165g銅??山y計生產中蝕刻銅的量,當達到這個范圍時,放去20%之工作液,補充新的補加液到相同體積。 圖10-13堿性蝕刻機及控制,補加系統 

                現在印制板生產廠家一般采用帶有蝕刻液控制、補加系統的堿性蝕刻機10-13進行印制板的堿性蝕刻。

                蝕刻過程中常出現的問題 

                蝕刻速率降低 這問題與許多因素有關。要檢查蝕刻條件,例如:溫度,噴淋壓力,溶液比重、PH值和氯化銨的含量等,使之達到適宜的范圍。

                蝕刻溶液中出現沉淀 

                由于氨的含量過低(PH值降低),或用水稀釋等原因造成的溶液比重過大也會造成沉淀。 抗蝕鍍層被浸蝕 蝕刻液PH值過低或Cl-含量過高造成的。銅表面發黑,蝕刻不動 蝕刻液中NH4Cl的含量過低造成的。

                相關標簽:堿性氯化銅蝕刻,比重控制器,化學銅控制器,欣捷宇科技

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