碱性氯化铜蚀刻液.doc
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1、碱性氯化铜蚀刻液1.特性 1)适用于图形电镀金属抗蚀层,如镀覆金、镍、锡铅合金,锡镍合金及锡的印制板的蚀刻。 2)蚀刻速率快,侧蚀小,溶铜能力高,蚀刻速率容易控制。 3)蚀刻液可以连续再生循环使用,成本低。 2.蚀刻过程中的主要化学反应 在氯化铜溶液中加入氨水,发生络合反应:CuCl24NH3 Cu(NH3)4Cl2在蚀刻过程中,板面上的铜被Cu(NH3)42+络离子氧化,其蚀刻反应如下:Cu(NH3)4Cl2Cu 2Cu(NH3)2Cl所生成的Cu(NH3)21+为Cu1+的络离子,不具有蚀刻能力。在有过量NH3和Cl-的情况下,能很快地被空气中的O2所氧化,生成具有蚀刻能力的Cu(NH3)
2、42+络离子,其再生反应如下:2Cu(NH3)2Cl2NH4Cl2NH31/2 O2 2Cu(NH3)4Cl2H2O从上述反应可看出,每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化铵。因此,在蚀刻过程中,随着铜的溶解,应不断补加氨水和氯化铵。应用碱性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程如下:镀覆金属抗蚀层的印制板(金、镍、锡铅、锡、锡镍等镀层) 去膜水洗吹干检查修板碱性蚀刻用不含Cu2+的补加液二次蚀刻水洗检查浸亮(可选择) 水洗吹干3. 蚀刻液配方 蚀刻液配方有多种,1979年版的印制电路手册(Printed Circuits Handbook)中介绍的配方见表104。表104 国外介绍的碱性蚀刻
3、液配方组份123NH3H2ONH4ClCu2+NaClO2NH4HCO3(NH4)3PO4NH4NO3 3.0克分子/升1.5010.37501.501.5 6.0克分子/升5.02.0(仅起始液)0.01 26克分子/升14.00.10.60.050.5 国内目前大多采用下列配方: CuCl22H2O 100150g/l 、NH4Cl 100g/l 、NH3H2O 670700ml/12配制后溶液PH值在9.6左右。溶液中各组份的作用如下:NH3H2O的作用是作为络合剂,使铜保持在溶液里。NH4Cl的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳定性。(NH4)3PO4的作用是能保持抗蚀镀层及孔内
4、清洁。4.影响蚀刻速率的因素 蚀刻液中的Cu2+的浓度、PH值、氯化铵浓度以及蚀刻液的温度对蚀刻速率均有影响。掌握这些因素的影响才能控制溶液,使之始终保持恒定的最佳蚀刻状态,从而得到好的蚀刻质量。Cu2+浓度的影响 因为Cu2+是氧化剂,所以Cu2+的浓度是影响蚀刻速率的主要因素。研究铜浓度与蚀刻速率的关系表明:在011盎司/加仑时,蚀刻时间长;在1116盎司/加仑时,蚀刻速率较低,且溶液控制困难;在1822盎司/加仑时,蚀刻速率高且溶液稳定;在2230盎司/加仑时,溶液不稳定,趋向于产生沉淀。在自动控制蚀刻系统中,铜浓度是用比重控制的。在印制板的蚀刻过程中,随着铜的不断溶解,溶液的比重不断升
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