自制电路板蚀刻液配方.pdf

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1、电路板蚀刻液一、三氯化铁蚀刻液在印制电路、电子和金属精饰等工业中广泛采用三氯化铁蚀刻铜、铜合金及铁、锌、铝等。这是由于它的工艺稳定，操作方便，价格便宜。但是，近些年来，由于它再生困难，污染严重，废液处理困难等而正在被淘汰。因此，这里只简单地介绍。三氯化铁蚀刻液适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜、金等抗蚀层的印制板的蚀刻。但不适用于镍、锡、锡—铅合金等抗蚀层。1.蚀刻时的主要化学反应3+三氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻是一个氧化－还原过程。在铜表面Fe使铜氧化成氯化亚铜。同3+2+时Fe被还原成Fe。FeCl3＋Cu→FeCl2＋CuClCuCl具有还原性，可以和

2、FeCl3进一步发生反应生成氯化铜。FeCl3＋CuCl→FeCl2＋CuCl22+Cu具有氧化性，与铜发生氧化反应：CuCl2＋Cu→2CuCl3+2+3+所以，FeCl3蚀刻液对Cu的蚀刻时靠Fe和Cu共同完成的。其中Fe的蚀刻速率快，蚀刻质量2+3+好；而Cu的蚀刻速率慢，蚀刻质量差。新配制的蚀刻液中只有Fe，所以蚀刻速率较快。但是随着3+2+3+2+蚀刻反应的进行，Fe不断消耗，而Cu不断增加。当Fe消耗掉35％时，Cu已增加到相当大的浓3+2+3+2+度，这时Fe和Cu对Cu的蚀刻量几乎相等；当Fe消耗掉50％时，Cu的蚀刻作用由次要地位而跃居主要

3、地位，此时蚀刻速率慢，即应考虑蚀刻液的更新。3+在实际生产中，表示蚀刻液的活度不是用Fe的消耗量来度量，而是用蚀刻液中的含铜量(g/l)3+来度量。因为在蚀刻铜的过程中，最初蚀刻时间是相对恒定的。然而，随着Fe的消耗，溶液中含3+铜量不断增长。当溶铜量达到60g/l时，蚀刻时间就会延长，当蚀刻液中的Fe消耗40％时，溶铜量达到82.40g/1时，蚀刻时间便急剧上升，表明此时的蚀刻液不能再继续使用，应考虑蚀刻液的再生或更新。一般工厂很少分析和测定蚀刻液中的含铜量，多以蚀刻时间和蚀刻质量来确定蚀刻液的再生与更新。经验数据为，采用动态蚀刻，温度为50℃左右，铜箔厚

4、度为50μm，蚀刻时间5分钟左右最理想，8分钟左右仍可使用，若超过10分钟，侧蚀严重，蚀刻质量变差，应考虑蚀刻液的再生或更新。蚀刻铜箔的同时，还伴有一些副反应，就是CuCl2和FeCl3的水解反应：FeCl3＋3H2O→Fe(OH)3↓＋3HClCuCl2＋2H2O→Cu(OH)2↓＋2HCl生成的氢氧化物很不稳定，受热后易分解：2Fe(OH)3→Fe2O3↓＋3H2OCu(OH)2→CuO↓＋H2O结果生成了红色的氧化铁和黑色的氧化铜微粒，悬浮于蚀刻液中，对抗蚀层有一定的破坏作用。2.影响蚀刻速率的因素3+>Fe的浓度和蚀刻液的温度蚀刻液温度越高，蚀刻速率

5、越快，温度的选择应以不损坏抗蚀层为原则，一般以40～50℃为宜。3+3+Fe的浓度对蚀刻速率有很大的影响。蚀刻液中Fe浓度逐渐增加，对铜的蚀刻速率相应加快。3+当所含Fe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。一般蚀刻涂覆网印抗蚀印料、干膜的印制板，浓度可控制在350Be'左右；蚀刻涂覆液体光致抗蚀剂（如骨胶、聚乙烯醇等）的印制板，浓度则要控制在420Be'以上。其重量百分比浓度和比重的关系见表10－5：表10－5三氯化铁溶液的组成浓度（g/l）重量百分比浓度比重波美度低浓度365281.27531.5最佳浓度452、53034、381.35

6、3、1.40238、42高浓度608421.45045>盐酸的添加量在蚀刻液中加入盐酸，可以抑制FeCl3的水解，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，会导致液体光致抗蚀剂（如骨胶、聚乙烯醇等）涂层的印制板只能用低酸度溶液。>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。2+1+采用空气搅拌，喷淋或泼溅操作都可以加快蚀刻反应。蚀刻速率的提高是由于部分Fe和Cu重3+2+新氧化成Fe和Cu。2++3+4F

7、e＋O2＋4H→4Fe＋2H2O1++2+24Cu＋O2＋4H→4Cu＋2HO二、其他蚀刻液>硫酸—铬酸蚀刻液对电镀锡铅合金抗蚀层的印制板有良好的蚀刻效果。但铬酸是属于“三废”中国家排标的第一类有害物质，对人和动植物均有害。因此，现在几乎不用它来蚀刻印制板。>过硫酸铵蚀刻液适用于用网印抗蚀印料、干膜、金等作抗蚀层的印制板。但是它的蚀刻速度和溶铜能力都不如氯化物蚀刻液高，易分解，加之成本高，一般用于图形电镀前铜箔表面的微蚀刻处理。>硫酸—双氧水蚀刻液可用于图形电镀前的微蚀刻处理。近年来开始用于印制板蚀刻。它的特点是不浸蚀锡铅合金，溶液组分非常简单，蚀刻后的产物

8、只有硫酸铜。蚀刻液可以经过再生与回收，得到纯度高的硫