酸性氯化铜蚀刻液
蚀刻液类别
蚀刻液分类目前已经使用的蚀刻液类型有六种类型：酸性氯化铜碱性氯化铜氯化铁过硫酸铵硫酸/铬酸硫酸/双氧水蚀刻液。
各种蚀刻液特点酸性氯化铜蚀刻液1) 蚀刻机理：Cu+CuCl2→Cu2Cl2Cu2Cl2+4Cl-→2(CuCl3)2-2) 影响蚀刻速率的因素：影响蚀刻速率的主要因素是溶液中Cl-、Cu+、Cu2+的含量及蚀刻液的温度等。
a、Cl-含量的影响：溶液中氯离子浓度与蚀刻速率有着密切的关系，当盐酸浓度升高时，蚀刻时间减少。
在含有6N的HCl溶液中蚀刻时间至少是在水溶液里的1/3，并且能够提高溶铜量。
但是，盐酸浓度不可超过6N，高于6N盐酸的挥发量大且对设备腐蚀，并且随着酸浓度的增加，氯化铜的溶解度迅速降低。
添加Cl-可以提高蚀刻速率的原因是：在氯化铜溶液中发生铜的蚀刻反应时，生成的Cu2Cl2不易溶于水，则在铜的表面形成一层氯化亚铜膜，这种膜能够阻止反应的进一步进行。
过量的Cl-能与Cu2Cl2络合形成可溶性的络离子(CuCl3)2-，从铜表面上溶解下来，从而提高了蚀刻速率。
b、Cu+含量的影响：根据蚀刻反应机理，随着铜的蚀刻就会形成一价铜离子。
较微量的Cu+就会显著的降低蚀刻速率。
所以在蚀刻操作中要保持Cu+的含量在一个低的范围内。
c、Cu2+含量的影响：溶液中的Cu2+含量对蚀刻速率有一定的影响。
一般情况下，溶液中Cu2+浓度低于2mol/L时，蚀刻速率较低；在2mol/L时速率较高。
随着蚀刻反应的不断进行，蚀刻液中铜的含量会逐渐增加。
当铜含量增加到一定浓度时，蚀刻速率就会下降。
为了保持蚀刻液具有恒定的蚀刻速率，必须把溶液中的含铜量控制在一定的范围内。
d、温度对蚀刻速率的影响：随着温度的升高，蚀刻速率加快，但是温度也不宜过高，一般控制在45~55℃范围内。
温度太高会引起HCl过多地挥发，造成溶液组分比例失调。
另外，如果蚀刻液温度过高，某些抗蚀层会被损坏。
碱性氯化铜蚀刻液1) 蚀刻机理：CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl2) 影响蚀刻速率的因素：蚀刻液中的Cu2+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。
电路板酸性蚀刻液电解再生盐酸的方法
电路板酸性蚀刻液电解再生盐酸的方法摘要：酸性氯化铜蚀刻液目前普遍采用化学法再生。
但化学法存在回收率低、需要添加化学药剂、易造成污染等缺点。
为了克服化学法的缺陷，人们提出了用电解法再生酸性氯化铜蚀刻液并回收金属铜。
随着蚀刻的进行，酸性氯化铜溶液中Cu(Ⅰ)浓度逐渐升高，Cu(Ⅱ)浓度逐渐降低。
当蚀刻液中Cu(Ⅰ)浓度超过0.05mol/L后，蚀刻液将变为蚀刻废液，不能再继续使用。
据统计，我国印制电路板行业每天约产生6000t蚀刻废液，其中有大约一半为酸性氯化铜蚀刻废液，这些蚀刻废液若处理不当将造成环境的严重污染和资源的巨大浪费。
关键词：酸性氯化铜蚀刻液;电解再生;流程优化引言电路板酸性蚀刻液电解再生盐酸的方法，其特征在于：在电解槽中，阳离子交换膜采用氟磺酸阳离子交换膜，阳极液采用质量比为5%∶15%的硫酸或者质量比为5%∶8%的氨基磺酸，将电路板酸性蚀刻液作为阴极液；对电解槽通电，阳极区的电解反应生成氧气和H+，H+穿越阳离子交换膜和电路板酸性蚀刻液电解后游离的氯离子形成盐酸。
本发明与现有技术相比，阳极反应只产生氧气和H+，阳极区没有氯离子，避免了氯气的产生，降低了生产成本；产生了盐酸，保证了生产正常进行，并防止体积膨胀，不必定期排放，避免了污染和资源浪费。
1概述尽管已经有许多关于酸性蚀刻液电解再生回收研究，但是已经报道的技术均有不完善之处，如需要补充消耗掉的盐酸、回收的铜沉积成铜粉、需要变电压操作或间歇操作、氯气析出等。
电解再生回收方法难于达到理想的要求，有2方面的根源。
一是蚀刻废液中Cu(Ⅰ)的浓度很低，而氯离子浓度高，造成再生蚀刻时阳极容易析氯。
二是蚀刻废液中Cu(Ⅱ)的浓度高，造成在阴极沉积的金属铜被Cu(Ⅱ)氧化，产生新的Cu(Ⅰ)。
经过前期研究，采用石墨毡材料的三维穿流阳极，已经较好解决了氯气析出的问题。
本文中提出了2个优化的电解再生流程，并用MATLAB编程对已经报道的流程和新提出的流程进行了模拟计算，以分析比较新、旧流程中析出氯气风险的大小以及操作弹性。
蚀刻液蚀刻的故障类型、产生原因和解决方法
故障类型
产生主要原因
解决办法
蚀刻速率降低
由于工艺参数控制不当引起的。
检查及调整温度、喷淋压力、溶液比重、PH值和氯化铵的含量等工艺参数到规定值。
蚀刻液出现沉淀
1.氨的含量低2，水稀释过量
3.溶液比重过大
1.调整PH值到达工艺规定值。
2.调整时严格按工艺规定执行
1.首件试验，确定蚀刻时间
2.蚀刻前检查板面，要求无残膜、无抗蚀金属渗镀
蚀刻液蚀刻的故障类型、产生原因和解决方法
一、酸性氯化铜蚀刻液蚀刻的故障类型、产生原因和解决办法
故障类型
产生主要原因
解决办法
蚀刻速率降低
1.蚀刻液的温度低
2.淋压力过低
3.蚀刻液的化学组℃
2.调整喷淋压力到规定值
3.分析后进行调整
蚀刻液出现沉淀
络合剂氯离子不足
分析后补加盐酸
光致抗蚀剂被破坏
1.酸过量
2.板面清洗不干净
3.曝光不适当
4.涂复液态抗蚀剂时烘烤不当
1.用氢氧化钠中和或者用水稀释进行调整
2.加强板面清洁处理
3.用光密度表检查曝光时间
4.调整烘烤温度
在铜表面有黄色或白色沉淀
蚀刻液的氯离子和酸度太低
1.分析后补加盐酸
2.采用5%盐酸溶液清洗板面后再彻底用水清洗干净
3.排放出部分比重高的溶液，经分析后补加氯化铵和氨的水溶液，使蚀刻液的比重调整到工艺允许的范围。
抗蚀镀层被浸蚀
1.蚀刻液PH值过低
2氯离子含量过高
1.调整到合适的PH值
2.调整氯离子浓度到规定值
铜表面发黑，蚀刻不动
蚀刻液中氯化铵含量过低
酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液再生方法评述
57Printed Circuit Information 印制电路信息２００８ Ｎｏ．１０………因为具有侧蚀小、蚀率易控制和易再生等特点，所以酸性氯化铜蚀刻液是一种适合精细线路制作、多层板内层制作的蚀刻液。
酸性氯化铜蚀刻液体系比较丰富，常见的包括盐酸／氯化铜、盐酸／氯化钠／氯化铜、氯化铵／氯化铜、盐酸／氯化铵／氯化铜等体系。
随着高度精细化线路和高层数印制板产量的增加，印制板酸性蚀刻所产生的废液量将大大增加，因此增大了周边环境的负荷，严重危害了操作人员的健康，研究和开发酸性蚀刻液的再生方法和设备已成为印制板生产国污染防治的重要工作［１］［２］。
美国、日本、西欧、中国台湾等研究和开发工作起步较早，而国内的研究较少。
为此，首次全面论述了印制板酸性氯化铜液蚀刻过程化学及蚀刻液的再生方法，讨论了各种方法的优缺点，酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液再生方法评述王红华１ 蒋玉思２（深圳市成辉环保设备有限公司１，广东 深圳 ５１８１０５）（广州有色金属研究院２，广东 广州 ５１０６５１）摘 要 为了清洁生产、生态环境和人们健康，研究和开发酸性氯化铜蚀刻液的再生方法及再生设备，已成为当前印制板制造行业污染防治工作的重点。
为此，文章首次论述了印制板酸性氯化铜液蚀刻化学及蚀刻液的再生方法，讨论了各种方法的优缺点，进而指出了酸性蚀刻液再生的发展趋势。
关键词 印制板；酸性蚀刻液；蚀刻；再生；氧化还原中图分类号：ＴＮ４１，ＴＱ１７１．４＋１８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－００９６（２００８）１０－００５７－０４The Chemistry of Acidic Cupric Chloride Etching Process and Review on Regenerating Methods for Cupric Chloride EtchantWANG Hong-hua 1 JIANG Yu-si 2Abstract Research and development of regenerating methods and equipments for acid cupric chloride etchants,have been stressed in prevention and control of pollution work in the business of printed circuit boards for clean production, ecosystem and people’s health. The chemistry of the cupric chloride etching process and regenerating methods of cupric chloride etchants, were firstly reviewed in the paper. The advantages and disadvantages of different methods were discussed, and development trend of cupric chloride etchants was pointed out.Key words PCB; cupric chloride etchant; etching; regeneration; oxidation and reduction环境保护Environment & Protection⁝⁝⁝⁝综 述 与 评 论⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝59⁝⁝⁝⁝⁝综述与 评 论⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝⁝ Printed Circuit Information 印制电路信息２００８ Ｎｏ．１０………………………………………………………Summarization & Comment ……………同时自身具有一定的危险性［３］。
酸性氯化铜蚀刻液的管理
酸性氯化铜蚀刻液的管理一、蚀刻液的控制：酸性氯化铜蚀刻液的管理重点要维护和保持蚀刻液的恒定的蚀刻速率，减少对精细导线侧壁的浸蚀而造成严重的侧蚀现象。
为此，要特别控制以下几个方面：1）保持二价铜离子与一价铜离子的比例。
这个参数非常重要，因为在蚀刻过程中随着铜的蚀刻就会产生一价铜离子，当在120克/升Cu2+的溶液中，一价铜离子浓度在4克，升时就会显著地降低蚀刻速率。
但一价铜离子浓度低于2克/升时，必须尽可能快地使其再生重新氧化成二价铜离子，才能保持恒定的比例关系，确保蚀刻速率稳定。
如何进行控制蚀刻液中的一价铜离子浓度呢？众所周知，蚀刻铜的过程实际上是一个氧化一还原过程，随着蚀刻的进行，一价铜离子不断增加，其氧化一还原电位也发生变化。
根据奈恩斯特方程：0 . 059 log ［Cu2 + ］E = E0 + N ［Cu1 + ］E-标准电极电位（毫伏）n-反应过程中的得失电子数［Cu2+］-是二价铜离子浓度［Cu1+］-是一价铜离子浓度从上述方程式可以看出，氧化还原电位E与的比值有关溶液中一价铜离子浓度与氧化—还原电位之间的相互关系。
随着溶液中一价铜离子浓度的不断增加，氧化—还原电位在不断的下降，当氧化—还原电位在530毫伏时，一价铜离子浓度低于0.4克/升，这时的蚀刻速率高而恒定，应是最为理想的工艺参数。
所以，酸性氯化铜蚀刻液的管理重点就是要控制蚀刻液的氧化—还原电位来达到控制一价铜离子浓度。
通常在生产过程中，控制氧化一还原电位在510-550毫伏左右。
2）工艺参数的控制：工艺参数对酸性氯化铜蚀刻液来说是很重要的工艺数据。
根据多年的实践，要控制蚀刻液的蚀刻速率及其工艺条件，就必须了解蚀刻的全过程。
众所周知，在蚀刻过程中，蚀刻液不仅浸蚀着垂直方向的导体铜，而且同时浸蚀水平方向的导体铜。
因此蚀刻后的导线之截面呈不规则四边形，根部宽顶端窄。
这种现象可使用蚀刻系数的高低来衡量其侧蚀量之大小。
蚀刻系数高，侧蚀量小，导线的截面接近正方形，蚀刻质量高，对印制电路板的性能来说，可大大减少信号串扰的可能性，并且还能满足严格的特性阻抗技术要求。
印制电路板生产废液的回收技术
印制电路板生产废液的回收技术从印制电路板生产的污染源的组成中可以看出，在印制电路板生产废液中含有大量的铜，是有回收价值的，另外少量的贵金属更具有回收价值。
因此印制电路板生产废液的回收主要是指铜和金的回收。
对于铜和金的回收技术，大多用化学法和电解法。
但是电解法耗电量大，所以这里主要是介绍化学法回收技术。
1.三氯化铁蚀刻废液中的铜的回收目前有部分印制电路板厂家仍采用三氯化铁蚀刻液进行单面板或不锈钢网板的蚀刻，根据理论计算，当溶液中的Fe+3的消耗达到40%时，溶铜量达到68.5g/L时，蚀刻时间就急剧上升，蚀刻速度变慢，表明此时的三氯化铁蚀刻液已不能使用，需要更换新的三氯化铁蚀刻液。
因此三氯化铁蚀刻废液中的含铜量在50g/L左右，是很有回收价值的。
目前，从三氯化铁蚀刻废液中回收铜的方法很多，其中置换法具有投资少，回收率高、成本低、方法简单、操作方便和见效快等特点。
下面具体介绍一下用工业废铁置换回收铜的方法。
（1）反应原理从电化学原理得知，电极电位负的金属易氧化，电极电位正的金属易还原。
当某一电位负的金属浸到电位正的金属离子的溶液中，电位负的金属将发生溶解，电位正的金属将被还原成金属而“镀”出，这就是金属间的置换反应。
铁的电位是-0.036V,而铜的电位是+3.37V。
铁的电位比铜的电位负，当把铁屑浸到铜离子的溶液中去，就会发生置换反应，铁屑溶解成铁离子，而铜离子被还原成金属铜，在铁屑上产生所谓的“置换铜层”。
Fe+Cu+2-Fe+2+CuI如何使反应彻底进行，是提高铜的回收率的关键。
（2）反应条件1）铜层的剥离：置换反应是在铁屑的表面上进行，随着反应的进行，反应生成的铜层吸附在铁屑表面上，形成包晶，阻塞Gu+2同铁屑的接触，阻碍铁屑的继续反应。
因此要不断地把海绵状的铜从铁屑表面上剥离，才能使置换反应不断地进行下去。
比较好的方法是用25目尼龙网装铁屑并浸泡在蚀刻废液中，不断翻动，互相磨擦，使铜不断剥离，又不断被置换上去。
电化学再生酸性氯化铜蚀刻液及其石墨毡阳极修饰探讨
电化学再生酸性氯化铜蚀刻液及其石墨毡阳极修饰探讨摘要：本文主要针对酸性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
关键词：电化学；再生；酸性；氯化铜；蚀刻液；石墨毡；阳极修饰；前言：酸性氯化铜的蚀刻液，以氯化铜及盐酸酸性的蚀刻液体为主要成分，被广泛应用在电路板印刷蚀刻当中。
为更好地实现酸性氯化铜的蚀刻液当中阳极电化学的活性能够有效提升，本文结合国内外相关文献资料，详细描述了性氯化铜的蚀刻液电化学方法再生与石墨毡的阳极修饰，具体阐述如下：1、蚀刻液电化学方法再生1.1 常用电解处理方法常用电解处理方法，是以小阴极及大阳极的配置为基础，阳极等同于阴极液，均属于蚀刻废液，在实现再生期间防止阴极区域Cu+被迁移至阳极区域，重新被氧化成为Cu2+。
酸性蚀刻液的再生与铜的回收装置，把阴/阳级若干块电解板，放置在阳极与阴极的电极板中间，促使若干个电解槽形成，电解效果得以增强。
在有着阴阳两极电解板所在阳极面层包覆好一层粘附促进剂纺织布，经电化学的反应，在其电解槽的阴极部分沉积铜，经电解处理后余液导致搅拌装置当中，调整后获取再生子液，整个电解处理期间排放大量氢气及氯气，均导致专门废气的处理器内实施集中处理操作。
常用电解处理方法，因阴阳极的面积不够均等，导致电流密度处于不一致分布状态，促使电位呈不均匀分布状态，难免防止阳极上Cl2被析出，电流实际效率极低。
如果运用同等面积阴阳极的配置，在电解再生处理期间会有大量氢气、氯气产生，需使用专门废气处理的装置，设备负担增加，不利于操作，且安全性较低，不利于成本控制。
1.2 离子膜的电解处理方法离子膜的电解处理方法，它是以阳/阴离子的交换膜为基础，分离阳极液及阴极液，阳极液作为实际所需再生酸性的蚀刻废液，而阴极液则当成蚀刻废液，亦或者是经稀释了一定倍数蚀刻废液，用来沉淀回收在PCB蚀刻期间多余铜。
蚀刻液分类及工艺流程
蚀刻液分类及工艺流程蚀刻液分类及工艺流程一、目前PCB业界使用的蚀刻液类型有六种类型：酸性氯化铜碱性氯化铜氯化铁过硫酸铵硫酸/铬酸硫酸/双氧水蚀刻液前三种常用。
二、各种蚀刻液特点酸性氯化铜蚀刻液1) 蚀刻机理：Cu+CuCl2→Cu2Cl2 Cu2Cl2+4Cl-→2(CuCl3)2-2) 影响蚀刻速率的因素：影响蚀刻速率的主要因素是溶液中Cl-、Cu+、Cu2+的含量及蚀刻液的温度等。
a、Cl-含量的影响：溶液中氯离子浓度与蚀刻速率有着密切的关系，当盐酸浓度升高时，蚀刻时间减少。
在含有6N的HCl溶液中蚀刻时间至少是在水溶液里的1/3，并且能够提高溶铜量。
但是，盐酸浓度不可超过6N，高于6N盐酸的挥发量大且对设备腐蚀，并且随着酸浓度的增加，氯化铜的溶解度迅速降低。
添加Cl-可以提高蚀刻速率，原因是：在氯化铜溶液中发生铜的蚀刻反应时，生成的Cu2Cl2不易溶于水，则在铜的表面形成一层氯化亚铜膜，这种膜能够阻止反应的进一步进行。
过量的Cl-能与Cu2Cl2络合形成可溶性的络离子(CuCl3)2-，从铜表面上溶解下来，从而提高了蚀刻速率。
b、Cu+含量的影响：根据蚀刻反应机理，随着铜的蚀刻就会形成一价铜离子。
较微量的Cu+就会显著的降低蚀刻速率。
所以在蚀刻操作中要保持Cu+的含量在一个低的范围内。
c、Cu2+含量的影响：溶液中的Cu2+含量对蚀刻速率有一定的影响。
一般情况下，溶液中Cu2+浓度低于2mol/L时，蚀刻速率较低；在2mol/L时速率较高。
随着蚀刻反应的不断进行，蚀刻液中铜的含量会逐渐增加。
当铜含量增加到一定浓度时，蚀刻速率就会下降。
为了保持蚀刻液具有恒定的蚀刻速率，必须把溶液中的含铜量控制在一定的范围内。
d、温度对蚀刻速率的影响：随着温度的升高，蚀刻速率加快，但是温度也不宜过高，一般控制在45~55℃范围内。
温度太高会引起HCl过多地挥发，造成溶液组分比例失调。
另外，如果蚀刻液温度过高，某些抗蚀层会被损坏。
酸性氯化铜蚀刻液
酸性氯化铜蚀刻液1.特性 <1.适用于生产多层板的内层和印刷－蚀刻板。
所采用的抗蚀剂是网印抗蚀印料、干膜、液体光致抗蚀剂等；也适用于图形电镀金抗蚀层印制板的蚀刻，但不适于锡－铅合金和锡抗蚀剂。
2.蚀刻速率容易控制，蚀刻液在稳定状态下能达到高的蚀刻质量。
3.溶铜量大4.蚀刻液容易再生与回收，减少污染。
2. 蚀刻过程的主要化学反应在蚀刻过程中，氯化铜中的Cu2+具有氧化性，能将板面上的铜氧化成Cu1+，其反应如下：蚀刻反应：Cu＋CuCl2→Cu2Cl2形成的Cu2Cl2是不易溶于水的，在有过量Cl-存在下，能形成可溶性的络离子，其反应如下：络合反应：Cu2Cl2＋4Cl-→2[CuCl3]2-随着铜的蚀刻，溶液中的Cu1+越来越多，蚀刻能力很快就会下降，以至最后失去效能。
为了保持蚀刻能力，可以通过各种方式对蚀刻液进行再生，使Cu1+重新转变成Cu2+，继续进行正常蚀刻。
应用酸性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程如下：印制正相图象的印制板→检查修版→碱性清洗(可选择)→水洗→表面微蚀刻(可选择)→水洗→检查→酸性蚀刻→水洗→酸性清洗例如:5－10％HCl)→水洗→吹干→检查→去膜→|再生水洗→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10－2。
表10－2 国外介绍的酸性蚀刻液配方组份 1 2 3 4CuCl 2·2H 2O HCl(200Be’)NaCl NH 4Cl H 2O1.42磅 0.6加仑－ －2.2M 30ml/加仑4M －2.2M 0.5N 3M－0.5～2.5M 0.2～0.6 M －2.4～0.5 M添加到1加仑注：1磅＝454克 1加仑(美制)＝3.785升我国采用的蚀刻液配方也有多种，现摘录如下表10－3表10－3 我国采用的酸性蚀刻液配方组份 123CuCl2·2H2O 130-190g/l 200g/l 150-450g/lHCl 150-180ml/l100ml/l- NaCl - 100g/l -NH4Cl - - 饱和H2O蚀刻 液中所采用的氯化物种类不同。
酸性氯化铜蚀刻液
酸性氯化铜蚀刻液1、特性适用于生产多层板内层，掩蔽法印制板和单面印制板，采用的抗蚀剂是网印抗蚀印料、干膜、液体感光抗蚀剂，也适用于图形电镀金抗蚀印制电路板的蚀刻。
电镀金抗蚀层印制电路板的蚀刻：A，蚀刻速率易控制，蚀刻液在稳定的状态下，能达到高的蚀刻质量。
B，溶铜量大。
C，蚀刻液容易再生与回收，减少污染。
2、化学组成：化学组分 1 2 3 4 5Cucl2.2H2O 130-190g/l 200g/l 150-450g/l 140-160g/l 145-180g/lHCL 150-180ml/l 100ml/l 7-8g/l 120-160g/lNaCL 100g/lNH4CL 饱和平共处160g/lH2O 添加到1升添加到1升添加到1升添加到1升添加到1升3、蚀刻原理在蚀刻过程中，氯化铜中的二价铜具有氧化性，能将印制电路板面上的铜氧化成一价铜，其化学反应如下：蚀刻反应：CU+CUCL2→CU2CL2所形成氯化亚铜是不易溶于水的，在有过量的氯离子存在的情况下，能形成可溶性的络离子，其化学反应如下：络合反应：CU2CL2+4CL—→2「CUCL3」2-随着铜的蚀刻，溶液中的一价铜墙铁壁越来越多，蚀刻能力很快就会下降，以至最后失去效果，为保证连续的蚀刻能力，可以通过各种方法进行再生，使一价铜重新转变成二价铜，达到下常工艺标准。
4、影响蚀刻速率的影响。
A、氯离子含量的影响。
蚀刻液的配制和再生都需要氯离子参加，但必须控制盐酸的用量，在蚀刻反应中，生产CU2CL2不易溶于水，而在铜表面生成一层氯化亚铜膜，阻止了反应进行，但过量的氯离子能与CU2CL2络合形成可溶性络离子「CUCL3」2-从铜表面溶解下来，从而提高了蚀刻速率。
B、一价铜的影响微量的一价铜存在蚀刻液中，会显著的隆低蚀刻速率。
C、二价铜含量的影响，通常二价铜离子浓度低于2克离子时，蚀刻速率低，在2克离子时，蚀刻速率就高，当铜含量达到一定浓度时，蚀刻速率就会下降，要保持恒定的蚀刻速率就必须控制蚀刻液内的含铜量，一般都采用比重方法来控制溶液内的含铜量，通常控制比重在1.28—1.295之间(波美度31--330BE’),此时的含铜量为120—150克/升。
蚀刻工艺之酸性氯化铜蚀刻液
蚀刻⼯艺之酸性氯化铜蚀刻液⽬录摘要 (1)1设计任务书 (2)1.1项⽬ (2)1.2设计内容 (2)1.3设计规模 (2)1.4设计依据 (2)1.5产品⽅案 (2)1.6原料⽅案 (2)1.7⽣产⽅式 (3)2 ⼯艺路线及流程图设计 (3)2.1⼯艺路线选择 (3)2.2内层车间⼯艺流程简述 (4)3．车间主要物料危害及防护措施 (6)3.1职业危害 (6)3.2预防措施 (6)4.氯酸钠/盐酸型蚀刻液的反应原理 (7)4.1蚀刻机理 (7)4.2蚀刻机理的说明 (8)4.3蚀刻中相关化学反应的计算 (8)5．影响蚀刻的因素 (6)5.1影响蚀刻速率的主要因素 (10)5.2蚀刻线参数设计 (10)6 主要设备⼀览表 (12)7车间装置定员表 (13)8投资表 (13)9安全、环保、⽣产要求 (14)致谢 (15)参考⽂献 (16)蚀刻⼯艺之酸性氯化铜蚀刻液摘要：本⽂介绍了印制电路板制造过程中的酸性氯化铜蚀刻液，并对其蚀刻原理和影响蚀刻的因素进⾏了阐述。
关键词：印制电路板；酸性氯化铜；蚀刻；分类号：F407.7Brief principies to acid chlorination copperetching and factors analysisChen yongzhou (Tutor:Pi-yan)(Department of Chemistry and Environmental Engineering,Hubei NormalUniversity , Huangshi ,Hubei, 435002)Abstract: In this paper acid chlorination etching solution was introduced. Meanwhile the etching principle and the factors affecting the etching rate been explain.Keywords: PCB;acid chlorination copper solution;etching蚀刻⼯艺之酸性氯化铜蚀刻液1设计任务书1.1项⽬氯酸钠/盐酸蚀刻型蚀刻液及其蚀刻⼯艺（初步1.2设计内容车间⼯艺参数设计1.3设计规模1年产：106万FT22年⽣产⽇：4000FT23⽇⽣产能⼒：500000/280=3800 FT2/天1.4设计依据依据有关部门下达的实设计任务书或可⾏性报告的批⽂,环境影响报告书的批⽂,资源评价报告的批⽂, 技术引进合同,设计合同，其他⽂件等1.5蚀刻液主要成分氯酸纳，盐酸，⽔，其他辅助添加剂。
酸性氯化铜蚀刻液与碱性氯化铜蚀刻液比较.doc
酸性氯化铜蚀刻液与碱性氯化铜蚀刻液比较|第1...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。
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/l130--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±150mvBaume=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)b.再生反应由上述(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=218gH2O2 : [590÷(2×98.8)] ×1×34 =102gH2O: [590÷(2×98.8)] ×2×18.2=109gCuCl2: [590÷(2×98.8)] ×2×134=800g218g纯HCl为31%,S.G.=1.152g/ml的工业盐酸610ml102g纯H2O2 为32%,S.G.=1.129g/ml的工业级双氧水282mlB.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: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: 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=319gNH3: 【997÷（2×166.8）】×2×17=102gO2: 【997÷（2×166.8）】×1/2×32=48gH2O: 【997÷（2×166.8）】×1×18.2=54gCu(NH3)4Cl2: 【997÷（2×166.8）】×2×202=1207g。
酸性蚀刻液的特性、蚀刻原理
酸性蚀刻液的特性、蚀刻原理1.三氯化铁蚀刻液①特性：三氯化铁蚀刻液用来蚀刻铜、铜合金及铁、锌、铝和铝合金等；适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜和金镀层等抗蚀层的印制电路板蚀刻，但不适用于镍、锡及锡铅合金等抗蚀层。
工艺稳定、操作方便、成本低。
但污染严重，废液处理困难。
②化学组成三氯化铁蚀刻液化学组成体三氯化铁按配方要求的百分重量比放入含少量盐酸的水溶液中，在不断搅拌下完全溶解成茶红色液体。
测量其比重或波美度。
然后静止24小时后过滤使用。
特别注意事项：由于固体三氯化铁）沉淀。
易于水解成深黄色氢氧化铁（Fe（0H）3反应式：FeC1+3H2 0→Fe（0H）3+3HCl3所以在配制时先要在水中加适量的盐酸，使反应向左进行，从而抑制水解发生。
由于配制中产生盐酸气体有刺激性，需要在抽风的工作条件下进行。
配制好的溶液以PH≥5为宜。
一般控制溶液浓度在波美度38-42Be0。
（1）蚀刻原理：三氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻是一个氧化—还原反应过程。
在铜表面三价铁使铜氧化成氯化亚铜。
同时三价铁被还原成二价铁，其反应如下：FeC13+Cu→FeC12+CuC1氯化亚铜具有还原性，可以和三氯化铁进一步发生反应生成氯化铜。
其反应式如下：FeC13+CuC1→FeC12+CuC12二价铜具有氧化性，与铜发生氧化反应：CuC12＋Cu→2CuC1所以，三氯化铁蚀刻液对铜的蚀刻是靠Fe3＋和Gu2＋共同完成的。
其中三价铁的蚀刻速率快，蚀刻质量好；而二价铜的蚀刻速率慢，蚀刻质量差。
新配制的蚀刻液中只有三价铁，蚀刻速率较快。
但随着蚀刻反应的进行，三价铁不断消耗，而二价铜不断增加。
当三价铁消耗掉35%时，二价铜已增加到相当大的浓度，这时三价铁和二价铜对铜的蚀刻量几乎相等；当三价铁消耗掉50%时，二价铜的蚀刻作用由次要地位而转变成主要地位，此时的蚀刻速率慢，这时要考虑蚀刻液的更新问题。
在印制电路板的实际生产中，表示蚀刻液的活度不是采用三价铁的消耗量来度量，而是用蚀刻液中的含铜量（克/升）来度量。
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酸性氯化铜蚀刻液
1、特性
适用于生产多层板内层，掩蔽法印制板和单面印制板，采用的抗蚀剂是网印抗蚀印料、干膜、液体感光抗蚀剂，也适用于图形电镀金抗蚀印制电路板的蚀刻。
电镀金抗蚀层印制电路板的蚀刻：
A，蚀刻速率易控制，蚀刻液在稳定的状态下，能达到高的蚀刻质量。
B，溶铜量大。
C，蚀刻液容易再生与回收，减少污染。
2、化学组成：
化学组分 1 2 3 4 5
Cucl2.2H2O 130-190g/l 200g/l 150-450g/l 140-160g/l 145-180g/l
HCL 150-180ml/l 100ml/l 7-8g/l 120-160g/l
NaCL 100g/l
NH4CL 饱和平共处160g/l
H2O 添加到1升添加到1升添加到1升添加到1升添加到1升
3、蚀刻原理
在蚀刻过程中，氯化铜中的二价铜具有氧化性，能将印制电路板面上的铜氧化成一价铜，其化学反应如下：
蚀刻反应：CU+CUCL2→CU2CL2
所形成氯化亚铜是不易溶于水的，在有过量的氯离子存在的情况下，能形成可溶性的络离子，其化学反应如下：
络合反应：CU2CL2+4CL—→2「CUCL3」2-
随着铜的蚀刻，溶液中的一价铜墙铁壁越来越多，蚀刻能力很快就会下降，以至最后失去效果，为保证连续的蚀刻能力，可以通过各种方法进行再生，使一价铜重新转变成二价铜，达到下常工艺标准。
4、影响蚀刻速率的影响。
A、氯离子含量的影响。
蚀刻液的配制和再生都需要氯离子参加，但必须控制盐酸的用量，在蚀刻反应中，生产CU2CL2不易溶于水，而在铜表面生成一层氯化亚铜膜，阻止了反应进行，但过量的氯离子能与CU2CL2络合形成可溶性络离子「CUCL3」2-从铜表面溶解下来，从而提高了蚀刻速率。
B、一价铜的影响
微量的一价铜存在蚀刻液中，会显著的隆低蚀刻速率。
C、二价铜含量的影响，通常二价铜离子浓度低于2克离子时，蚀刻速率低，在2克离子时，蚀刻速率
就高，当铜含量达到一定浓度时，蚀刻速率就会下降，要保持恒定的蚀刻速率就必须控制蚀刻液内的含铜量，一般都采用比重方法来控制溶液内的含铜量，通常控制比重在1.28—1.295之间(波美度31--330BE’),此时的含铜量为120—150克/升。
D、温度对蚀刻速率的影响。
最好控制温度在45--55℃，当温度升高，蚀刻速率增加，但温度过高会引起盐酸过多的挥发，导致溶液组分比例失调。
5、蚀刻液再生
a．原理：主要利用氯化剂将溶液中一价铜离子氧化成二价铜离子。
b．方法：能氧气或压缩空气法、氯气法、电解法、次氯酸钠法、双氧水法。
一、通氧气或压缩空气再生法：此法再反应速率较慢，其化学反应式如下：
2CU2CL2+4HCL+02→4CUCL2+2H2O
二、氯气再生法：直接通氯气是再生的最好方法，因这氯气是强氧化剂，而且它的成本低，
再生速率快，其反应式如下：
CU2CL2+CL2→2CUCL2
三、电解再生法：在下流电的作用下，通过电解其再生反应如下：
在阳极：CU1+→CU2++e
在阴极：CU1++e→CU0
它可直接回收多余的铜，同时又使一价铜氧化成二价铜，使蚀刻液获得再生，但成本费
用较高。
四、次氯酸钠再生法：通过次氯酸钠放出初生态氧，使它具有很强的氧化性，因而再生速率
快，实际上很少采用，这是因为氧化剂成本高，还因为它本身的危险性，其化学反应如
下：
CU2CL2+2HCL+NAOCL→2CUCL2+NACL+H2O
五、双氧水再生法：因为双氧水可提供初生态氧，具有很强的氧化性，再生速率很快，只需
40—70S即可再生，其反应式如下：
CU2CL2+2HCL+H202→2CUCL2+2H2O
6、工艺参数的控制
不同铜箔厚度的侧蚀总量
铜箔厚度（T）微米 70 35 18 9 5
侧蚀总量（2*T/3）微米 47 23 12 6 3
0.1毫米导线截面最窄处毫米 0.053 0.077 0.088 0.094 0.097
要严格控制侧蚀量,就必须严格地控制蚀刻的工艺参数.。