【摘要】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。 【关键词】酸性氯化铜蚀刻液 碱性氯化铜蚀刻液 氯化铜 盐酸 氯化钠 氯化铵 氨水 CUPRIC CHLORIDE ETCHANT COMPARE WITH ALKALINE AMMONIA ETCHANT Elite&Electronic Material (Kunshan) Co.,Ltd Marchel 【Abstract】The article is a sigle compare in component,natural character and count of the cupric chloride etchent and the alkaline ammonia etchent,which is reference for the people of the same profession and the enlightenment and the benefit getting twice the result with half the effort for the people who are new hand and ignoramus. 【Keywords】Cupric chloride etchent Alkaline ammonia etchent Cupric chloride Hydrochloric acid Sodium chloride Ammonium chloride Ammonia 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/l | 130--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±150mv Baume=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=218g H2O2 : [590÷(2×98.8)] ×1×34 =102g H2O: [590÷(2×98.8)] ×2×18.2=109g CuCl2: [590÷(2×98.8)] ×2×134=800g 218g纯HCl为31%,S.G.=1.152g/ml的工业盐酸610ml 102g纯H2O2 为32%,S.G.=1.129g/ml的工业级双氧水282ml B.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=319g NH3: 【997÷（2×166.8）】×2×17=102g O2: 【997÷（2×166.8）】×1/2×32=48g H2O: 【997÷（2×166.8）】×1×18.2=54g Cu(NH3)4Cl2: 【997÷（2×166.8）】×2×202=1207g | 