酸性蝕刻液課件

酸性蝕刻廢液回收利用的方法酸、堿性蝕刻液的比較酸性蝕刻液的概況酸、堿性蝕刻液的比較組成與特點(diǎn)堿性蝕刻液酸性蝕刻液主要成分氯化銅、鹽酸、氯化鈉或氯化胺氯化銅、氨水、氯化氨,補(bǔ)助成分為氯化鉆、氯化鈉、氯化胺或其它含硫化合物以改善特性適用領(lǐng)域一般適用于多層印制板的外層電路圖形的制作或微波印制板陰板法直接蝕刻圖形的制作一般適用于多層印制板的內(nèi)層電路圖形的制作及純錫印制板的蝕刻抗蝕劑干膜、液態(tài)光致抗蝕劑等圖形電鍍之金屬抗蝕層如鍍覆金、鎳、錫鉛合金主要特點(diǎn)1.蝕刻速率易控制,蝕刻液在穩(wěn)定狀態(tài)下能達(dá)到高的蝕刻質(zhì)量2.溶銅量大3.蝕刻液容易再生與回收,從而減少污染1.蝕刻速率快,可達(dá)70μm/min以上側(cè)蝕小2.溶銅能力高,蝕刻容易控制3.蝕刻液能連續(xù)再生循環(huán)使用,成本低酸、堿性蝕刻液的比較性能對比堿性蝕刻液酸性蝕刻液控制溫度、比重及PH值溫度、比重、HCl及ORP(氧化/還原電位)蝕刻速度約1mil/min

約0.5mil/min

補(bǔ)充藥液氨水H2O2、HCl自動(dòng)控制成本低高毒性低高水洗水處理因有金屬餒錯(cuò)合物,較不易處理PH調(diào)整即可分離出銅渣酸性蝕刻液的概況二、氯氣／鹽酸最高可蝕刻銅約180克/公升Cu+CuCl2→2CuCl加入1～3NHCl使反應(yīng)加快，但鹽酸不參與反應(yīng)，只有帶出消耗。2CuCl+Cl2→2CuCl2凈反應(yīng)：Cu+Cl2→CuCl2※因?yàn)槁葰夤芾肀容^困難，目前只有在美國比較大的PCB廠使用三、雙氧水／鹽酸最高可蝕刻銅約160克/公升Cu+CuCl2→2CuClHCl的酸值控制在2~3N2CuCl+H2O2+2HCl→2CuCl2+2H2O凈反應(yīng)：Cu+H2O2+2HCl→CuCl2+2H2O※雙氧水貯存/穩(wěn)定性較困難，而且實(shí)際消耗鹽酸，比用氯氣法成本高酸性蝕刻液的概況四、氯酸鈉／鹽酸最高可蝕刻銅約180克/公升3Cu+3CuCl2→6CuClHCl之酸值控制在2.5N以下6CuCl+NaClO3+6HCl→6CuCl2+3H2O+NaCl凈反應(yīng)：3Cu+NaClO3+6HCl→3CuCl2+3H2O+NaCl優(yōu)點(diǎn)：A于雙氧水法比較，鹽酸的反應(yīng)量相同，但鹽酸帶出量則因濃度為2.5N一下而大量減少。B氯化鈉氧化當(dāng)量為雙氧水的三倍，所以雙氧水使用量為氯化鈉的三倍。C目前國外大量使用成本約低于雙氧水法10～15%，而且試用小于4mil細(xì)線生產(chǎn)fineline制作。

※目前業(yè)界最常用的即為H2O2/HCl系統(tǒng)和NaClO3/HCl系統(tǒng)這兩種酸性蝕刻液。酸性蝕刻液的概況酸性蝕刻反應(yīng)原理分析以NaClO3/HCl系統(tǒng)為例1.1、蝕銅反應(yīng)：銅可以三種氧化狀態(tài)存在，板面上的金屬銅Cu0，蝕刻槽液中的藍(lán)色離子Cu2+，以及較不常見的亞銅離子Cu+。金屬銅Cu0可在蝕刻槽液中被Cu2+氧化而溶解，見下面反應(yīng)式（1）

3Cu+3CuCl2→6CuCl-------------（1）1.2、再生反應(yīng)：金屬銅Cu0被蝕刻槽液中的Cu2+氧化而溶解，所生成的2Cu+又被自動(dòng)添加進(jìn)蝕刻槽液中的氧化劑和HCl經(jīng)過系列反應(yīng)氧化成Cu2+，而這些Cu2+又繼續(xù)跟板面上的金屬銅Cu0發(fā)生反應(yīng)，因此使蝕刻液能將更多的金屬銅Cu0咬蝕掉。這就是蝕刻液的循環(huán)再生反應(yīng)，見下面反應(yīng)式（2）6CuCl+NaClO3+6HCl→6CuCl2+3H2O+NaCl-------------（2）1.3、凈反應(yīng)：3Cu+NaClO3+6HCl→3CuCl2+3H2O+NaCl-------------（3）影響蝕刻液的因素影響蝕刻速率主要因素Cl-的濃度Cu+的濃度Cu2+的濃度蝕刻液的溫度Cl-濃度的影響當(dāng)鹽酸濃度升高時(shí)蝕刻時(shí)間減少鹽酸濃度不可超過6N，高于6N鹽酸的揮發(fā)量大且對設(shè)備腐蝕，并且隨著酸濃度的增加，氯化銅的溶解度迅速降低添加Cl-可以提高蝕刻速率的原因氯化銅溶液中發(fā)生銅的蝕刻生成的氯化亞銅不易溶于水在銅的表面形成膜阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行過量Cl-與氯化亞銅絡(luò)合形成可溶性的絡(luò)離子(CuCl3)2-從銅表面上溶解下來提高蝕刻速率酸性蝕刻廢液回收利用的方法回收利用方法金屬銅或銅鹽的回收酸性再生液的回收回收銅：萃取法電解還原法水合肼還原法金屬置換法回收銅酸性蝕刻廢液回收利用的方法電解還原法該方法是基于電化學(xué)原理,即酸性蝕刻廢液中的銅氯絡(luò)離子在陰極得到電子還原為銅。萃取法萃取劑以銅氯配合物的形式將銅從酸性蝕刻廢液中萃取出來,相分離后得到萃余液用水、氨水或硫酸銨溶液洗脫含銅有機(jī)相中的氯離子,然后用硫酸反萃取含銅有機(jī)相,得到硫酸銅溶液用含氯離子的水溶液再生有機(jī)相,再返回萃取段進(jìn)行萃取電解酸性硫酸銅溶液,得到金屬銅該方法得到的銅為板狀,純度達(dá)99.95%經(jīng)濟(jì)價(jià)值高設(shè)備投資大、氨水消耗量大酸性蝕刻廢液回收利用的方法回收氧化亞銅采用中和法可從酸性蝕刻廢液中回收微米級氧化亞銅該方法操作簡便,所需設(shè)備簡單,易于控制,產(chǎn)品的附加值高消耗大量堿回收硫酸銅回收硫酸銅中和—酸溶法硫酸置換法在中和法制備氧化銅的基礎(chǔ)上加入硫酸溶解、冷凍結(jié)晶,制得硫酸銅晶體將硫酸加到酸性蝕刻廢液中進(jìn)行置換反應(yīng),反應(yīng)后導(dǎo)入真空蒸餾裝置中在罐底回收硫酸銅晶體該方法制備的硫酸銅應(yīng)用更廣泛銅回收率低,堿消耗量大該方法簡單設(shè)備需要防腐,投資較大另外硫酸溶解熱較大,反應(yīng)過程不易控制酸性蝕刻廢液回收利用的方法回收氯化亞銅向酸性蝕刻廢液中加入鹽酸、氯化鈉調(diào)整廢液pH,然后加入銅粉,水解,得到氯化亞銅。該方法操作簡便,工藝條件容易控制產(chǎn)品質(zhì)量好消耗大量的堿回收堿式氯化銅先向酸性蝕刻廢液和堿性蝕刻廢液中加入氯化鈣、氯化鎂除砷,然后檢測蝕刻廢液的酸堿度、銅及痕量金屬雜質(zhì)的含量和密度,將兩種蝕刻廢液進(jìn)行自中和,靜置沉降,含銅泥漿經(jīng)過濾、干燥、篩分得到堿式氯化銅。該法產(chǎn)物的回收價(jià)值更高,所以該方法是回收酸性蝕刻廢液、堿性蝕刻廢液的最優(yōu)方法整個(gè)反應(yīng)過程需要嚴(yán)格控制酸性蝕刻廢液回收利用的方法電解再生法隔膜電解法離子膜電解法常規(guī)電解法電解再生法常規(guī)電解法常規(guī)電解法電解液為酸性蝕刻廢液,陽極液與陰極液的組成及濃度均相同。該方法采用小陰極大陽極配置,但在操作中不甚方便酸性蝕刻廢液回收利用的方法離子膜電解法離子膜電解采用離子膜作為物理隔離材料,陽極液為酸性蝕刻廢液,陰極液為酸性蝕刻廢液稀釋10倍后的溶液。隔膜電