对PCB制程中专用蚀刻液品质提升的研讨

【维文信PCB】在印制线路板的制造中，蚀刻工艺处于印制线路板制程的中段，占完成生产成本的一大半，它直接决定产品的质量水平和成品率。特别是随着微电子技术的飞速发展，大规模集成电路和超大规模集成电路的广泛应用，印制线路板正朝着高精度(导线线径0.05～0.08mm)、高密度(两焊盘间布线4～5根)的方向发展，对蚀刻的线宽公差提出了更高、更严的要求。选用合适的图像转移方法和选用品质优良的蚀刻液,便成为确保线路质量水平和成品率的关键。

一、刻液发展概况：

印制线路板产业发展至今，蚀刻工艺过程所使用过的蚀刻液，已经更新至第四代产品。第一代产品：盐酸三氯化铁型蚀刻液，工艺稳定、操作方便、成本低廉,但污染严重、再生困难、废水治理困难，同时蚀刻速度也不快（20～30μm/min），溶铜量也不多（50～60g/L）。第二代产品：硫酸过硫酸铵型蚀刻液（或铬酸）：蚀刻速度和溶铜量都较低,易分解,废液中含第一类有害物质。这两代产品现已被淘汰。第三代产品：盐酸双氧水型蚀刻液：组份简单,双氧水（35%）与盐酸（36%）按1：2的体积比配制、蚀刻速度可达25～30μm/min,溶铜量可达80～110g/L。至今仍有极少数企业在使用它。第四代产品：氯化铜型(酸性、碱性)蚀刻液：自1975年发明以来至今，被广泛使用，(性能特点将在下面将作重点论述）。

被预为第五代产品：硝酸型蚀刻液，尚在研发中, 但很少见到相关报导。

二、蚀刻液应具备的技术性能：

1、蚀刻液能满足抗蚀保护层(或抗电镀保护层)的性能要求。

2、工艺条件范宽，作业环境相对良好，且能有效地实行自动控制。

3、药效稳定，能连续运转和再生，使用寿命长。

4、蚀刻系数大，侧蚀小。

5、溶铜量大。

6、污水处理较容易。蚀刻废液经铜回收后, 可补充有效成份,使其获得再生而被循环使用。

三、氯化铜型蚀刻液的性能特点：

1、种类

  按性质来分,可分为酸性蚀刻液和碱性蚀刻液两大类。酸性蚀刻液又可分为：单液型酸性蚀刻液和双液型酸性蚀刻液。用耐酸性抗蚀材料做抗蚀保护层时，使用的是酸性蚀刻液。用耐碱性抗电镀材料做抗电镀保护层（电镀锡或锡/铅）时,使用的是碱性蚀刻液。

2、氯化铜型蚀刻液主要化学成份及技术性能：

①、单液型酸性蚀刻液：(新鲜子液)

盐酸（31%）                   360～400ml/L

氯化钠（工业一级）        10～20g/L

氯化铵（农用级）            80～120g/L

添加剂                                   适量

水                                          余量

②、双液型酸性蚀刻液：（新鲜子液=氧化液+盐酸）

A、氧化液（盐液）

氯酸钠（工业一级）           160～220g/L

氯化钠（工业一级）           100～150g/L

氯化铵（农用级）               30～50g/L

添加剂                                    适量

水                                           余量       

B、盐酸（31%） 

  

按蚀刻工艺要求,确定加入盐酸的摩尔浓度,一般刚性板控制在2.0～3.0mol/L,挠性板控制在1.5～2.0mol/L。

 注：氧化液和盐酸应分开贮存,使用时按蚀刻工艺要求, 经两根管输送至蚀刻机的蚀刻缸内。

③、碱性蚀刻液：（新鲜子液）

氨水（21～25%）             400～600ml/L

氯化铵（农用级）             230～265g/L

添加剂                                     适量

水                                            余量

④、技术性能汇总表

四、氯化铜型蚀刻液质量的评定：

蚀刻液质量好坏的评定,通常从蚀刻系数、蚀刻速率和溶铜量三方面来衡量。

1、蚀刻系数(又称蚀刻因子)

蚀刻系数以T/X表示，蚀刻系数与蚀刻液的特性、蚀刻方法、蚀刻温度有关，蚀刻系数越大越好，侧蚀发生在抗蚀层下面导线侧壁的蚀刻，侧蚀量越小越好。

T铜箔的厚度(mil)

X侧蚀量(mil) 

侧蚀量=[蚀刻后底线的宽度(即下线宽度)- 蚀刻后上线的宽度]÷2

具体如下图所示：

①、蚀刻系数的计算：

 蚀刻系数(T/X)=铜箔厚度T(mil)÷侧蚀量(mil)

②、不同厚度的铜箔，允许侧蚀的总量如下表：

 品质优良的单液型酸性蚀刻液的蚀刻系数应达到3，品质优良的双液型酸性蚀刻液蚀刻系数应达到3.5～4.5，品质优良的碱性蚀刻液的蚀刻系数应达到3～3.5。

2、蚀刻速率（μm/min）：

 蚀刻速率    常以蚀刻液在单位时间内溶解铜箔的深度,或溶解一定厚度铜箔所需要的时间表示。

 ①、单液型酸性蚀刻液的蚀刻速率

浸泡式：0.20～0.28 mil/min（平均约为6μm /min）

喷淋式：2.0～3.0 mil/min（平均约为60μm /min）

 ②、双液型酸性蚀刻液的蚀刻速率

浸泡式：0.28～0.36mil/min（平均约为9μm /min）

喷淋式：3.2～4.0 mil/min（平均约为90μm /min）

 ③、碱性蚀刻液的蚀刻速率

浸泡式：0.24～0.32 mil/min（平均约为7μm /min）

喷淋式：2.40～3.20 mil/min（平均约为70μm /min）

 ④、蚀刻速率的检测方法及计算公式：

A、检测方法

取5×5（Cm2）的正方形方覆铜板,经除油剂和清水清洗后,放至鼓风干燥箱内,于103℃温度下烘烤30min,然后放入干燥器中,冷却至室温后（室温25℃）,称其重量（m1）。准确至0.0001g。

取一定量的蚀刻液倒入250ml的烧杯内,将称重后的覆铜板置于其中浸泡2min,然后取出并用清水清洗干净, 放至鼓风干燥箱内,于103℃温度下烘烤30min,然后放入干燥器中,冷却至室温后（室温25℃）,称其重量（m2）。准确至0.0001g。

B、蚀刻速率的计算

V（μm /min）＝（m1－m2）／（ρ×S×T）×10000

式中：

V（μm /min）蚀刻速率

m1（g）蚀刻前覆铜板的重量

m2（g）蚀刻后覆铜板的重量

ρ（g／Cm3）铜的密度：8.92

S（Cm2）覆铜板面积：5×5＝25。如果使用的是双面覆铜板,则还应×2

T（min）浸泡时间：2

10000换算系数。（1Cm＝10mm＝10000μm）

3、溶铜量（g/L）：

溶铜量----每单位体积(升)蚀刻液可溶解铜的重量(克)，用g/L表示。

①、品质优良的单液型酸性蚀刻液溶铜量为140±5g/L。

②、品质优良的双液型酸性蚀刻液溶铜量为160±5g/L。

③、品质优良的碱性蚀刻液溶铜量为155±5g/L。

五、影响氯化铜型蚀刻液技术性能的因素：

1、新鲜子液对蚀刻液技术性能的影响

①、盐酸的影响

盐酸对铜的腐蚀是电化学腐蚀(电解腐蚀)，因低电位的酸液不可能对高电位的铜产生腐蚀,只有有氧或氧化物存在时, 使其电极电位提高至比铜高后，铜才会被盐酸腐蚀。腐蚀是阳极化反应(去电子)。

总的反应是：2Cu + O2 + 4HCl>CuCl2 + 2H2O

随着盐酸浓度的增加，蚀刻的速度将会加快，但浓过高，酸的挥发大，不仅易造成对设备的腐蚀，而且氯化铜的溶解度也随之降低。对单液型酸性蚀刻液而言,盐酸量一般控制在4mol/L(即146g/L) 左右，折算成31%浓度的盐酸为470g/L（即408ml/L）。对双液型酸性蚀刻液而言,盐酸量绝对不可以超过3mol/L，折算成31%浓度的盐酸为353g/L(即305ml/L)。实际上，一般硬板2.0～2.5mol/L的诸多,挠性板多为1.5～2.0mol/L。

②、氯化物的种类和氯离子的影响

     

盐酸对铜的腐蚀作用十分有限,主要依赖氯对铜的腐蚀。氯对铜的腐蚀是化学腐蚀（非电解质腐蚀）。在蚀刻过程中，所生成不溶于水的氯化亚铜会在铜的表面形成一层亚铜膜，阻止蚀刻的进一步进行，只有提供足够量的氯离子,与氯化亚铜络合生成可溶性的(CuCl3)2-，而从铜的表面溶解下来，才能提高蚀刻速率。盐酸、氯化铵、氯化钠、都是氯离子的提供者。

   

总体而言,由于铜是具有不完全的d轨道电子层,所以它是一个很好的络合物形成体。溶液中有充足的氯离子存在的条件下，铜可形成四个配位键,有四种存在形式：

   

二价铜络合离子形式存在（CU2＋）以[Cu2＋Cl4]2－,可以演变为H2CuCl4

   

一价铜络合离子形式存在（CU1＋）以[Cu2＋Cl3]1－,可以演变为2H2〔CuCl3〕。

   

氯化铜(CuCl2)，CuCl2是可溶物。

   

氯化亚铜(CuCl)。氯化亚铜(CuCl)是不可溶物。

从“①”中已知盐酸的加入量需控制在一定范围内。因此只能用添加氯化铵、氯化钠来补充足够量的氯离子。添加氯化铵对提高蚀刻速度较快，但添加量,也因当槽液的温度降低时,会有铜铵氯化物结晶沉淀的产生,而受到限制。在酸性蚀刻液的子液中,氯化铵的添加量只宜控制在30～120g/L的范围内。碱性蚀刻液的子液中氯化铵的添加量只宜控制在230～265g/L的范围内。氯化钠对提高蚀刻速度的作用与盐酸十分接近,为增加蚀刻子液中氯离子的含量,可适量加入氯化钠。

③、氨水的影响

  

碱性子液PH值是随氨水含量的变化而变化。通常在配制新鲜子液时,PH应控制在9.6±0.2之间，以确保蚀刻过程中,随着氨的消耗,槽液的PH值不断下降,还仍然能维持在8.1～8.8的范围内。

④、添加剂的影响

      

子液中添加剂的加入量一般都控制在1‰的范围内, 量需然很少, 但作用巨大。

刻液的添加剂主要作用是：其一、能与亚铜离子产生络合反应, 促进铜的溶解。其二、起导氧剂的作用。如：酸性刻液中的氯酸钠, 在有导氧剂存在时, 是强烈的氧化剂 。其三、能改善刻时除铜清洗的效果。

现今,不管是哪个供应商提供的蚀刻液,其主要成份和加入量均大体相同,但品量的优劣,基本上是由于所选用的添加剂不同所至。 

2、槽液性化指标对蚀刻液技术性能的影响

①、工艺条件

A、温度

  

温度每升高10℃，蚀刻速度将增加1倍左右，但温度不宜过高，一般控制在48±2℃之间，过高会引起HCl分解和NH3的挥发，致使蚀刻液的组分失调。尤其是当酸的浓度过量，同时又出现温度过高，最容易造成抗蚀（抗电镀）材料遭到破坏,产生蚀刻废品。如果温度太低，蚀刻速度也会明显减慢，并且溶液中会有一些铜铵络合物结晶沉淀的产生，造成堵塞喷嘴的现象发生。

B、喷嘴压力

  

喷嘴的形态和喷嘴的压力,对蚀刻品质带来的影响绝不可忽视,扁形喷嘴与倒垂形喷嘴比较起来,不仅喷淋的角度加大,而且喷淋的压力更均匀,对提高蚀刻均匀性起到十分明显的作用。一般而言, 喷嘴压力的控制,上喷嘴为2.0～2.5Kg/Cm3, 下喷嘴为1.5～2.0Kg/Cm3, 上喷嘴压力稍大,以便消除板面的水坑效应。

C、走板速度

  

目前,蚀刻机的规格型号多种多样,无论是手动或自动生产线均没有统一的标准。光就蚀刻缸的长度而言,就有2米、3米、4米、5米、6米、8米不等。

走板速度是由蚀刻完成时间来确定,

蚀刻完成时间（min）＝铜箔的厚度（μm）÷蚀刻速率（μm/min）。

走板速度（m/min）＝有效蚀刻距离（m）÷蚀刻完成时间（min）。

十分明显,走板速度同时受到蚀刻液的蚀刻速率，线路板铜箔的厚度,蚀刻机蚀刻缸的长度的制约,线路板厂均应依据自身蚀刻设备条件,而选择合适的走板速度。

注：有效蚀刻距离（m）＝蚀刻缸的长度。（例如：蚀刻缸为2米,有效蚀刻距离为2×＝1.5米）。

D、负载量

 

始终维持蚀刻液处于稳定的质量状态,就必须有一个较为稳定的负载量,即单位时间内处理板的面积相对隐定。不要忽多忽少,忽快忽慢,停停打打, 不要不同面积、不同厚度的板穿扦在一起处理,这样做均会造成蚀刻质量出现问题。

六、提升氯化铜型蚀刻液技术性能的方法：

1、控制好槽液比重（波美度）的变化

   

随着蚀刻的不断进行,槽液中的铜含量也随之增加, 研究表明，槽液中二价铜离子的含量＜82g/L，所需蚀刻时间长；82～120g/L时蚀刻速率较低，溶液控制困难；135～150g/L时，蚀刻速率高，溶液稳定；＞160g/L以上时，蚀刻的速度不但不增加，反而会降低，并开始有沉淀的产生。

 

为了保证蚀刻速率的恒定，必须把溶液中的Cu2+含量控制在一定期范围内。单液型酸性蚀刻液铜含量控制在120～145 g/L之间，槽液密度为1.180～1.20g/cm3，(即22～24°Be)。双液型酸性蚀刻液铜含量控制在130～160 g/L之间，槽液密度为1.270～1.345g/cm3，(即31～37°Be)。碱性蚀刻液铜含量控制在125～155g/L之间，槽液密度为1.185～1.215g/cm3，(即22.5～25.5°Be)。

注：以上数据为常温（25℃）下的铜含量与密度（或波美度）的对应值,若需推算出作业温度（50℃）下槽液的密度和铜含量,其经验值是：50℃密度比25℃时轻0.01 g／Cm3,含铜量约差10 g／L。

在实际生产中，采用比重自动控制器的方法,来控制槽液的密度(°Be)，当比重超过一定值时，控制系统就会起动自动添加系统，将蚀刻子液添加至蚀刻缸中,并同将部份母液从蚀刻缸中置换出来, 使槽液的比重调整到规定的合理工艺范围内。

蚀刻液中二价铜的浓度对蚀刻时间的影响。见下图：

△、假如采用手动控制槽液的置换量,最准确的方法是：

置换量（升）＝（分析值－规定值）÷（分析值×总体积）

式中：分析值化验出的槽液铜离子含量（g/L）

规定值规定的槽液最低铜离子含量（g/L）如130 g/L

总体积蚀刻缸蚀刻液的总量（升）

 

△、经验方法

置换量（升）为总体积的20～25%。

2、控制一价铜的发生量

蚀刻过程，实质上是一个氧化还原的过程。会有一价铜的产生，至使槽液的氧化还原电子电位发生变化, 随着蚀刻液中一价铜的不断增加，其氧化还原电位（ E0）随之下降。研究表明：少量的一价铜的存在,都会显著地降低蚀刻速率。例如，在含铜量为120g/L的槽液中，如果有4g是一价铜，蚀刻的速度就会显著地降低，只有尽快地使其氧化成二价铜，始终保持蚀刻槽液中的一价铜含量,在一个很低的范围内(2g/L以下)，才能使蚀刻速率稳定。

①、溶液中一价铜离子浓度与氧化还原电位之间的关系如下图所示：

从图中可以看出，当E0为530mv时,（Cu1+）的浓度低于0.4g/L,蚀刻液的蚀刻速度快而且稳定。这是最为理想的工艺参数。氯化铜酸性蚀刻液的管理重点，就是要用控制氧化还原电位,来达到控制蚀刻液的一价铜离子浓度。通常在生产过程中，控制氧化还原电位在530±20mv的范围内。（即一价铜离子浓度1.05～0.4～0.15g/L的范围内）。

一价铜含量所对应氧化还原电位

1.2g/L                       510mv

0.7 g/L                      520mv

0.4g/L                       530mv

0.3g/L                       540mv

0.15g/L                      550mv

②、氧化还原电位与蚀刻速率的关系如下图所示：

从图中可以看出，氧化还原电位值为530mv时，蚀刻速率维持在0.47μm/sec，即(28.2μm/min)。对双液型酸性蚀刻液而言。氧化还原电位控制在510～560mv范围内，（最佳值为520～550mv）。为确保蚀刻速率稳定，控制好蚀刻液中一价铜离子的浓度，就显得十分重要。一般一价铜含量达2g/L时，就必须尽快地将其氧化成二价铜。

同时,研究表明，控制好氧化还原电位,还能带来蚀刻系数的改善。如果蚀刻液的比重调至32°Be，酸当量调至1.5mol/L，氧化还原电位控制为550mv，蚀刻系数将在3～3.5的范围内；如果蚀刻液的比重调至36°Be，酸当量调至1mol/L，氧化还原电位控制为520mv，蚀刻系数便基本恒定在4～4.5的之间。这完全能保证满足细密性线路的制作要求。

在生产的实际过程中,采用氧化--还原电位计（ORP）自动控制系统,把蚀刻槽液的氧化还原电位控制在精确的范围内.能确保蚀刻质量稳定可靠。当双液型酸性蚀刻液槽液的E0低于510mv时,便开启补加盐酸的电磁伐,向槽液中加入盐酸；也同时开启补加氧化液的电磁伐,向槽液中加入氧化液。一般而言, 盐酸的补加量：氧化液的补加量＝2.3 ：1（体积比）。此时槽液的E0便会随着补充药液的加入而逐渐升高,当E0升至560mv时,补加仃止。（或根据生产经验,用控制补加时间确定盐酸和氧化液的每一单元补加量。）补加进行的同时,也应将同体积量的废液排出缸外。

③、消除一价铜的方法

A、补充氧或氧化剂的供给。如：

a、向槽液中通入氧气或压缩空气

2Cu2Cl2＋4HCl＋O2>4CuCl2＋2H2O

b、次氯酸钠再生

Cu2Cl2＋2HCl＋NaOCl >2CuCl2＋NaCl＋H2O

c、双氧水再生

Cu2Cl2＋2HCl＋H2O2 >2CuCl2＋2H2O

d、加入少量含氧酸

B、氯气再生

适量补充氯离子，使一价的氯化亚铜生成二价的氯化铜。

Cu2Cl2＋2Cll －2CuCl2

槽液中氯离子的含量应控制在180～220g/L，(最佳值为190～210g/L)。氯离子含量增加，蚀铜量也就增加，但是过高，也会引起对抗蚀金属层的攻击，

铜量所对应的耗氯量

注：蚀刻过程中, 还有15～20%氯气的挥发耗。

C、选用能与亚铜离子产生络合反应的添加剂

  

常用的添加剂：酸性蚀刻液如明胶、乙二胺四乙酸(代号EDTA)及其钠盐、碱性蚀刻液如硫脲(代号TU)及其衍生物等无机或有机络合物。研究表明：其对一价铜离子的络合能力仅为一般。

  

为找到具有：其一、能与亚铜离子产生络合反应, 促进铜的溶解。其二、起导氧剂的作用。其三、能改善刻时除铜清洗的效果。适合于酸性蚀刻液和碱性蚀刻液的添加剂, 本研究用了近一年的时间, 作了100多次筛选试验, 终于找到两种, 同时具有三种功能的添加剂,分别用作酸、碱性蚀刻液中。经在惠州仲工业园的泰和电子线铬路板厂生产中使用证明, 在对作业条件无需作任何更的情况下，可将一价铜的发生量控制在1.2g/L之内,铜过程铜面任何沾粘物,蚀刻速度提高近30%。

七、硝酸型蚀刻液的探讨：

近叁年来,本公司对硝酸型蚀刻液进行了一些探讨,初步的结果是：硝酸型蚀刻液其蚀刻速度、溶铜量均优于氯化铜型蚀刻液。因铜与稀硝酸反应,有一价铜的产生, 因而蚀刻因子高,基本无侧蚀。

1、硝酸蚀刻铜的反应原理

 

众所周知,氯化铜型蚀刻液,氯与铜的反应是置换反应,为化学反应。而硝酸与铜的反应是氧化还原反应,为电化学反应。即：铜被硝酸根氧化成Cu2＋,而氢被还原。Cu原子从0价升至＋2价,即失去6个电子；N从＋5价降至＋2价,共得到6个电子。铜与硝酸的反应,分两种情况：

①、铜与浓硝酸反应

CU＋4HNO3（浓）> Cu（NO3）2＋NO2  ＋4H2O

②、铜与稀硝酸反应

3CU＋8HNO3（稀）>3Cu（NO3）2＋2NO  ＋4H2O

从反应方程式可知,铜与浓硝酸反应过程,分解出红棕色的二氧化碳气体,而与稀硝酸反应,分解出的是无色的一氧化碳气体。

  

分辨浓或者稀硝酸的界线是：当溶液中硝酸含量≥6mol／L时,称之为浓硝酸溶液,当溶液中硝酸含量＜6mol／L时,称之为稀硝酸溶液。

  

研究表明,为了保证硝酸型蚀刻液能具有较为完美的技术特性，溶液中硝酸含量应控制在＜6mol／L的范围内。因此,硝酸型蚀刻液应遵循铜与稀硝酸反应原理。

化学反应方程式为：

3CU＋8HNO3（稀）>3Cu（NO3）＋2NO  ＋4H2O

离子反应方程式为：

 3Cu＋2No3－＋8H＋ >3Cu2＋＋ 2NO  ＋4H2O

2、硝酸型蚀刻液的主要成份及其作用

①、主剂：硝酸

稀硝酸的性能：

A、是强氧化性的强酸,能与除Au、Pt外,能与大多数金属和非金属及其他们的化合物发生氧化还原反应

B、不稳定,在光和热的作用下,易发生分解

4HNO3>2H2O＋4NO2 ＋O2

由于它所具有的性能,不仅硝酸本身直接与铜发生氧化还原反应,生成硝酸铜,与此同时,分解所产生O2与铜反应,生成CuO,进而再与溶铜促进剂反应,生成相应的铜盐。

②、溶铜促进剂：

硝酸溶液中加入适量的“溶铜促进剂YGXTU”,因其被氧化而生成多种产物,这些产物对铜的腐蚀能起到加速作用。

③、阴极去极化剂：

多为氧化物,如硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠等。其作用是：

2Cu＋O2＋4HNO3>2Cu（NO3）2＋2H2O

④、氢离子补充剂：

氢离子补充剂能促使反应过程所形成的氮氧化物（gas）,还原成稀硝酸,继续与铜反应。

3、影响硝酸型蚀刻液蚀刻速率的因素

①、硝酸浓度的影响：

硝酸浓度高,蚀刻速度快。

其对应关系如下图所示

②、蚀刻液中铜含量的影响：

因为铜与稀硝酸反应时,没有一价铜的产生,因此,就根本不存在一价铜含量对蚀刻速率影响的问题。二价铜含量对蚀刻速率的影响也完全不同,当槽液中二价铜的含量达到40～50g／L时蚀刻速率迅速升高,直至Cu2＋含量升至140～150g／L后, 蚀刻速度才会开始下降。但仍然比氯化铜型蚀刻液的蚀刻速率高出很多。

③、作业温度的影响：

随着温度的升高,蚀刻速率加快,但温度也不宜过高,一般控制在45±5℃的范围内。温度过高,不仅会加速硝酸的分解,造成溶液组份的比例失调。同时还容易造成对某些抗蚀剂（特别是挠性板干膜）的攻击。在用作挠性板蚀刻时,作业温度宜控制在40±2℃的范围内。

④、负载量的影响：

铜与硝酸的反应是较为激烈的放热反应,在保证走板速度的同时,应注意控制好走板的负载量,使单位时间内反应放热能与作业控温相一致,以免造成因槽液过度升温带来不良影响。（绝不能采取降低走板速度的办法来控制负载量）。

4、配方的最终确定：

经过正交试验得出的结果是：

①、硝酸的浓度应控制在稀硝酸的范围内（＜6mol／L）。为了维持较理想的蚀刻速度和溶铜量，硝酸的浓度应在3.5mol／L以上。

②、氢离子补充剂本身需不直接与铜发生反应,但因将受热而分解出的NO2还原成硝酸,起到的作用十分重要。其加入量应根椐蚀刻过程NO2的发生量而加以确定。通常应控制在10%左右。

③、溶铜促进剂“YGXTU”,是一种适用于硝酸体系的铜离子络合物,加入量一般控制在0.1～0.5%的范围内。

④、对于有电子转移的电化学反应而言,加入少量阴极去极化剂,其作用十分明显,加入量一般控制在1～3%的范围内。

5、硝酸型蚀刻液与双液型氯化铜蚀刻液对比试验

①、试验条件：

用本研究最终配方的硝酸型蚀刻液,与科惠生产的双液型氯化铜蚀刻液(酸当量为2.94mol), 作对比试验。

②、作业温度为45±3℃

③、试验板材为1OZ的双面裸铜板3×12（Cm）。实测铜厚为32μm。

④、实验全部采用新鲜子液进行,起始含铜量为0 g／L。

6、实验结果：

①、实验表明,在45±3℃,3min的时间内, 硝酸型对网印抗蚀印料、不产生攻击。

②、实验表明, 硝酸型蚀刻系数大,尚未检测出有侧蚀的产生。

③、实验表明,作业温度为45±3℃, 硝酸型当槽液中铜含量达到40～50g／L时,浸泡式（静态）,蚀刻速率最高可达20μm／min（即0.8mil／min）,蚀刻质量较为理想。直至槽液铜含量升至145g／L以上时,蚀刻速率降低至10μm／min（即0.4 mil／min）,此时刚好与双液型氯化铜蚀刻液的最高蚀刻速率相同。

④、硝酸型蚀刻液的溶铜量可达165±5g／L。

⑤、蚀刻过程虽然会有NO和NO2的产生,但发生量大大低于双液型酸性蚀刻液所产生的次氯酸和盐酸酸雾,作业环境能得到很大的改善。为防止NO气体对作业环境的影响, 可安装抽气系统进行处理。NO的废气吸收用FeSO4 饱和溶液作吸收剂。

⑥、蚀刻废液中所含硝酸铜,经直接冷却结晶得以回收,（结晶颗粒粗壮、呈宝石兰色、纯度为99.9%）。滤出液经补充有效成份后,使废液获得再生,而被循环使用。

7、生产性试用果

生产性试用在东莞信雄线路板厂进行, 作业温度为45±3℃, 全部采用新鲜子液,起始含铜量为0 g／L。当槽液中铜含量达到40～50g／L时, 其蚀刻速度就已达到氯化铜液型酸性蚀刻液的蚀刻速度，着槽液中铜含量升高,蚀刻速度也迅速提升, 铜含量＞100g／L后, 蚀刻速度已提升至液型氯化铜蚀刻液蚀刻速度近3倍。

8、寄语

 

①、由于硝酸型蚀刻液的蚀刻速度提升为盐酸型蚀刻液的3倍以上, 因此无法用现有的蚀刻机,进行硝酸型蚀刻液的更深入的生产性研发, 有待设计一款新型蚀刻机, 来进行更深入的应用性试验。

②、在实验室,采用浸泡式的方法,用硝酸型蚀刻液, 曾经对铜厚μm 9的超细线径细密度挠性线路板进行过蚀刻试验, (控温在40℃之内、用时1分23秒), 送到原生产该线路板的公司检测,未发现有质量毛病, 无法相信是用手功浸泡式的方法所生产。

因此，我们希望能找到有识之士, 合作完成此项技更新的科研工程,使其能早日得到实际应用。

维文信《印制电路世界》

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