一种过硫酸盐腐蚀体系在PCB制板中的应用分析

一种过硫酸盐腐蚀体系在PCB制板中的应用分析

[2015年12月]

目录

目录 (1)

摘要 (2)

第1章前言 (4)

1.1. 过硫酸钠腐蚀体系主要成分 (4)

1.2. 辅助成分 (4)

第2章腐蚀原理 (4)

2.1. 过硫酸钠体系的微蚀 (4)

2.2. Cu2+在微蚀体系中的作用 (5)

2.3. Cl-在腐蚀体系中的作用 (6)

第3章腐蚀液的再生过程 (7)

3.1. 腐蚀液的再生 (7)

3.2. 过硫酸盐腐蚀体系的再生 (8)

第4章结束语 (8)

参考文献 (9)

一种过硫酸盐腐蚀体系在PCB制板中的应用分析

摘要

目前,部分印刷电路板生产采用以三氯化铁为基础的腐蚀液,以及三氯化铁和氯化铜的混合液。近年来,随着电子工业的迅速发展,印刷电路板的产量日益增加。因此,将会造成大量的电路板腐蚀废液的产生和排放。这种电路板腐蚀废液具有较强的酸性和腐蚀性, 而且其中含有大量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和H + 离子,其中约含Fe3+ 100g /L、Fe2+ 70g /L 和Cu2+ 70g /L。如若不经治理而任意排放,不仅浪费了大量的金属铜,还会造成地下管道的腐蚀。更严重的是造成江、河、湖、海和地下水的严重污染,尤其是铜对水生物有较强的毒性。据有关资料报导,水中Cu2+ 含量在0. 1-0. 2ppm就会使鱼致死[1]。

所以，寻找一种绿色环保，利于回收铜质，废液好处理的腐蚀剂就显得格外重要。目前的一种过硫酸盐腐蚀体系，就是符合这些要求的优良的腐蚀剂。与传统FeCl3腐蚀体系或盐酸-过氧化氢腐蚀体系相比具有优良的品质，本文就该种腐蚀剂的成分，腐蚀原理进行了分析，对其再生使用进行了简要的介绍。

[关键词]：PBC 腐蚀剂过硫酸盐体系成分、腐蚀原理

ABSTRACT

Currently, part of the printed circuit board production using ferric chloride based etching solution, as well as a mixture of ferric chloride and copper chloride. The ions are introduced in order to improve the corrosion rate of the printed circuit board. In recent years, with the rapid development of the electronics industry, the production of printed circuit boards is increasing. Therefore, it will cause a lot of circuit board etching waste generation and emissions. This circuit board etching waste liquid with a strong acidic and contains a lot of Cu2 +, Fe2 +, Fe3 + and H + , which contains about Fe3 +100g / L, Fe2 +70g / L and Cu2+70g/L And if it does not by any emission control, not only wasting a lot of copper, it will result in corrosion of underground pipelines. More serious is causing serious pollution of rivers, lakes, sea and groundwater, particularly copper to aquatic organisms have a strong toxicity. According to the information reported, the water content of Cu2 + 0. 1-0. 2ppm will cause the fish to death.

So, look for a green, conducive to recovery of copper, corrosive waste a good deal of it is particularly important. A persulfate corrosion current system is in line with good etchant these requirements. FeCl3 etching system or with traditional Fenton corrosion system compared with the excellent quality, the paper that type of corrosive ingredients, nature, corrosion principle is analyzed, a brief description of its use of renewable.

Keyword: PCB Etchant Persulfate systems components, corrosion principles

第1章 前言

1.1. 过硫酸钠腐蚀体系主要成分 顾名思义，该种腐蚀体系的主要成份是过硫酸钠，化学式：Na 2S 2O 8，分子量：

238.13。白色结晶性粉末。能逐渐分解，潮湿和高温能使分解加速。能被乙醇和银离子分解。20℃时水中溶解度为549g/L 。相对密度2.400 （堆积密度：0.7）。有强氧化性、有刺激性。是本反应的一种过程的主反应剂，在水中不稳定，可分解为过氧化氢、硫酸钠和硫酸，反应方程式如下：

作为本反应的氧化剂，过硫酸钠在整个反应过程中起着不可或缺的作用，在反应初

期作为主反应剂，在反应后期作为“再生反应”的反应剂，在整个体系中起着决定性作用，是本反应体系的主要成分。

1.2. 辅助成分

该种腐蚀剂，除含有过硫酸钠这主要成分以外，还含有三种主要的辅助成分。这些辅助成分在腐蚀进程中起着不可忽略的重要作用。主要的辅助成分有：氯化钠（氯化铵），五水硫酸铜，磷酸三铵，其中氯化钠（氯化铵）的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳定性，提供铜的配体，降低溶液中的[Cu 2+]。(NH 4)3PO 4的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁。这些辅助成分的存在，优化了腐蚀剂的腐蚀质量，改善了过硫酸钠在腐蚀过程中的动力学特性，提高了腐蚀的效率，减少了腐蚀液中发生沉淀的可能。因此，复制成分在反应体系中也起着不可替代的作用。

第2章 腐蚀原理

2.1. 过硫酸钠体系的微蚀

目前PCB 常用的微蚀体系有两种：双氧水体系和过硫酸钠体系。由于双氧水易分解，而稳定剂的价格又较为昂贵，因此过硫酸钠体系的应用较广。微蚀的作用是在铜层表面形成微观粗糙的表面，以增强与镀铜层的结合力。微蚀深度太浅会导致镀铜层结合力不足，在后工序分层或脱落；微蚀太深不仅增加药品的消耗，更严重的还会造成蚀铜过度甚至孔壁空洞。对PCB 造成不利的影响，严重的会导致制板的失败。采用过硫酸盐和几种特别添加剂配制成的微蚀剂，不仅具有传统微蚀剂的优点，而且拥有其独特的优点：微蚀处理的铜表面比传统微蚀剂处理的光亮；微蚀处理后暴露在空气中10min ，铜表面也不变色；微蚀处理后的元件没有原电池腐蚀现象发生；其工作溶液比传统微蚀剂稳定；微蚀速率容易控制以满足不同的微蚀要求；微蚀处理不影响精密线路板和元件的尺寸。因此，该种体系的腐蚀剂在制板腐蚀领域得了到广泛的应用，是一种重要的腐蚀体系。

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