什么叫酸性蚀刻液-蚀刻液-化学学习资料
编辑： admin 2017-12-03
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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.
编辑本段各种蚀刻液特点
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)4Cl2 Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl 2) 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. a、Cu2+离子浓度的影响：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0~82g/L时,蚀刻时间长；在82~120g/L时,蚀刻速率较低,且溶液控制困难；在135~165g/L时,蚀刻速率高且溶液稳定；在165~225g/L时,溶液不稳定,趋向于产生沉淀. b、溶液pH值的影响：蚀刻液的pH值应保持在8.0~8.8之间,当pH值降到8.0以下时,一方面对金属抗蚀层不利；另一方面,蚀刻液中的铜不能被完全络合成铜氨络离子,溶液要出现沉淀,并在槽底形成泥状沉淀,这些泥状沉淀能在加热器上结成硬皮,可能损坏加热器,还会堵塞泵和喷嘴,给蚀刻造成困难.如果溶液pH值过高,蚀刻液中氨过饱和,游离氨释放到大气中,导致环境污染；同时,溶液的pH值增大也会增大侧蚀的程度,从而影响蚀刻的精度. c、氯化铵含量的影响：通过蚀刻再生的化学反应可以看出：[Cu(NH3)2]+的再生需要有过量的NH3和NH4Cl存在,如果溶液中缺乏NH4Cl,大量的[Cu(NH3)2]+得不到再生,蚀刻速率就会降低,以致失去蚀刻能力.所以,氯化铵的含量对蚀刻速率影响很大.随着蚀刻的进行,要不断补加氯化铵. d、温度的影响：蚀刻速率与温度有很大关系,蚀刻速率随着温度的升高而加快.蚀刻液温度低于40℃,蚀刻速率很慢,而蚀刻速率过慢会增大侧蚀量,影响蚀刻质量；温度高于60℃,蚀刻速率明显增大,但NH3的挥发量也大大增加,导致污染环境并使蚀刻液中化学组分比例失调.故温度一般控制在45~55℃为宜.
氯化铁蚀刻液
1) 蚀刻机理： FeCl3+Cu→FeCl2+CuCl FeCl3+CuCl→FeCl2+CuCl2 CuCl2+Cu→2 CuCl 2) 影响蚀刻速率的因素： a、Fe3+浓度的影响：Fe3+的浓度对蚀刻速率有很大的影响.蚀刻液中Fe3+浓度逐渐增加,对铜的蚀刻速率相应加快.当所含超过某一浓度时,由于溶液粘度增加,蚀刻速率反而有所降低. b、蚀刻液温度的影响：蚀刻液温度越高,蚀刻速率越快,温度的选择应以不损坏抗蚀层为原则,一般在40~50℃为宜. c、盐酸添加量的影响：在蚀刻液中加入盐酸,可以抑制FeCl3水解,并可提高蚀刻速率,尤其是当溶铜量达到37.4g/L后,盐酸的作用更明显.但是盐酸的添加量要适当,酸度太高,会导致液态光致抗蚀剂涂层的破坏. d、蚀刻液的搅拌：静止蚀刻的效率和质量都是很差的,原因是在蚀刻过程中在板面和溶液里会有沉淀生成,而使溶液呈暗绿色,这些沉淀会影响进一步的蚀刻.
过硫酸铵蚀刻液
蚀刻机理： Cu+(NH4)2S2O8→CuSO4+(NH4)2SO4 (NH4)2S2O8+H2O→H2SO4+(NH4)2SO4+(O) Cu+(O) + H2SO4→CuSO4+H2O 若添加银作为催化剂, Ag++ S2O82-→2SO42-+ Ag3+ Ag3++Cu→Cu2++ Ag+
硫酸/铬酸蚀刻液
蚀刻机理： CrO3+H2O→H2CrO4 2H2CrO4+3Cu→Cr2O3+3CuO+2H2O Cr2O3+3CuO+6H2SO4→Cr2(SO4)3+3CuSO4+6H2O 总反应式为：2CrO3+3Cu+6H2SO4→Cr2(SO4)3+3CuSO4+6H2O
硫酸/双氧水蚀刻液
蚀刻机理： H2O2→H2O+(O) Cu+(O) →CuO CuO+H2SO4→H2O+CuSO4 总反应式为：Cu+H2O2+H2SO4→2H2O+CuSO4 2、 蚀刻工艺流程 应用酸性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程如下： 印制正图像的印制板→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 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→去膜→水洗→吹干→检查修版→碱性蚀刻→用不含Cu2+的补加液二次蚀刻→水洗→吹干→检查
提示：
含有酸性物质用来刻蚀的液体
类似问题
类似问题1：为什么分碱性蚀刻和酸性蚀刻
主要是针对铝材,例如HP笔记本外壳、HTC手机表面为了更加好的效果,就要用碱蚀.碱蚀特点：深度浅、效果好,底平.酸蚀：深、效果差、底不平.
类似问题2：PCB线路板的酸性和碱性蚀刻液目前比较常用的,印制PCB线路板的酸性蚀刻液是三氯化铁还是双氧水?那么碱性蚀刻液是什么?[化学科目]
酸性蚀刻液是氯化铜；碱性蚀刻液也是氯化铜,只不过一个是酸性的,一个是碱性的
氯化铜中的Cu2+有氧化性,跟板面的铜反应可以生产Cu+
反应如下：Cu+CuCl2=Cu2Cl2
形成的Cu2Cl2是不易溶于水的,但有过量的Cl-存在时,可以发生络合反应
Cu2Cl2+4Cl-=2【CuCl3】2-
类似问题3：PCB酸性蚀刻子液怎样调配的啊
酸性蚀刻液的主要成份：CuCL2.2H2O,HCl,NaCl,NH4Cl,H2O
酸性氯化铜蚀刻过程的主要化学反应在蚀刻过程中,氯铜中的Cu2+具有氧化性,能将板氧
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的Cl-存在下,能形成可溶性的络合离子,其反应如下：
络合反应：Cu2Cl2 +4Cl- ->2[CuCl3]2-
随着铜的蚀刻,溶液中的Cl1+越来越多,蚀刻能力很快就会下降,直到最后失去效能.为保持蚀刻能力,可以过溶液再生的方式将Cu1+重新?成CU2+.刻能力.
蚀刻液的再生：
再生的原理主要是利用氧化剂将溶液中的Cu1+ 氧化成Cu2+.
再生方法一般有以下几种.
1） 通氧气或压缩空气再生：主要的再生反应为：2Cu2Cl2+4HCl+O2 ->4CuCl2+2H2O
但此方法再生反应速率很低.
2）氯气再生：主要的再生反应为：Cu2Cl2+Cl2 ->2CuCl2由于氯气是强氧化剂,直接通
氯气是再生的最好方法.因为它的成本低,再生速率快.但是,很难做到使氯气全部都参
加反应,如有氯气溢出,会污染环境.故该法要求蚀刻设备密封.
3）电解再生：主要的再生反应为：在直流电的作用下,在阳极：Cu1+ ->Cu2+ +e
在阴极：Cu1+ +e->Cu0这种方法的优点是可以直接回收多余的铜,同时又使Cu1+氧
化成Cu2+,使蚀刻液得到再生.但是此方法的再生设备投入较大且
要消耗较多的电能.
类似问题4：请问废酸性蚀刻液中是否含有氯酸钠?那如果是专业企业回收废酸性蚀刻液回来提炼铜，这种废酸性蚀刻液中的成分都会有些什么呢
答：如果是加有氯酸钠的配方生产出来的的蚀刻液当然还有氯酸钠的残留,但是随着时间的延长,其含量会逐步降低.如果说是盐酸加蚀板盐配方或者其它不含氯酸钠的配方生产出来的蚀刻液,就没有氯酸钠.氯酸钠作为强氧化剂作用于铜,溶解于水后就会逐步分解.
补充：各种配方做出来的蚀刻液成分不尽相同,但一般有盐酸+氧化剂、三氯化铁、硝酸等,最常用的是第一种,如你说的有那种,有盐酸、氯酸钠、蚀板盐、缓冲剂等.具体成分和含量一般是技术秘密.
类似问题5：酸性蚀刻与碱性蚀刻哪个更加稳定
酸性刻蚀稳定