酸性氯化铜蚀刻液1.特性 < 1.适用于生产多层板的内层和印刷-蚀刻板所采用的抗蚀剂是网印抗蚀印料、干膜、液体光致抗蚀剂等;也适用于图形电镀金抗蚀层印制板的蚀刻,但不适于锡-铅合金和锡抗蚀剂 2.蚀刻速率容易控制,蚀刻液在稳定状态下能达到高的蚀刻质量 3.溶铜量大 4.蚀刻液容易再生与回收,减少污染 2. 蚀刻过程的主要化学反应 在蚀刻过程中,氯化铜中的Cu2+具有氧化性,能将板面上的铜氧化成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Cl-存在下,能形成可溶性的络离子,其反应如下:络合反应:Cu2Cl2+4Cl-→2[CuCl3]2-随着铜的蚀刻,溶液中的Cu1+越来越多,蚀刻能力很快就会下降,以至最后失去效能为了保持蚀刻能力,可以通过各种方式对蚀刻液进行再生,使Cu1+重新转变成Cu2+,继续进行正常蚀刻应用酸性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程如下:印制正相图象的印制板→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→ | 再生水洗→吹干 3. 蚀刻液配方 蚀刻液配方有多种,1979年版的印制电路手册(Printed Circuits Handbook)中介绍的配方见表10-2。
表10-2 国外介绍的酸性蚀刻液配方组份1234CuCl2·2H2OHCl(200Be’)NaClNH4ClH2O1.42磅0.6加仑--2.2M30ml/加仑4M-2.2M0.5N3M-0.5~2.5M0.2~0.6 M-2.4~0.5 M添加到1加仑注:1磅=454克 1加仑(美制)=3.785升我国采用的蚀刻液配方也有多种,现摘录如下表10-3表10-3 我国采用的酸性蚀刻液配方组份123CuCl2·2H2O130-190g/l200g/l150-450g/lHCl150-180ml/l100ml/l-NaCl-100g/l-NH4Cl--饱和H2O蚀刻 液中所采用的氯化物种类不同对蚀刻速率有很大影响,见图10-5中的曲线图10-5 在350C,各种氯化铜深液中铜的添加量与蚀刻时间的关系曲线1,1.00M CUCL2饱和NACL深液 2,2.00M C HCL2在6.0NHCL溶液里3,3.00M C UCL2饱和N ACL溶液 4,2.00M CUCL2饿和N ACL溶液5,1.7M CUCL2饱和NH 4CL溶液从图中可以看出,在一个较宽的溶铜范围内,含NH 4CL的溶液蚀刻速度较快,这对于生产是有利的,但是,随着温度的降低,溶液中会有一些铜铵氯化物结晶深(C UCL 2.2H 4CL)沉锭。
而含N ACL的溶液蚀刻速率接近含HCL溶液的蚀刻速率,因此,通常在蚀刻中多选用HCL和N ACL两种氯化物4. 影响蚀刻速率的因素影响蚀刻速率的因素很多,影响较大的是溶液中Cl-,Cu1+的含量,溶液的温度及Cu2+的浓度等Cl-含量的影响 在氯化铜蚀刻液中Cu2+和Cu1+实际上都是以络离子的形式存在铜离子由于具有不完全的d-轨道电子壳,所以它是一个很好的络合物形成体一般情况下,可形成四个配位键当溶液中含有较多的Cl-时,Cu2+是以[Cu2+Cl4]2-络离子存在,Cu1+是以[Cu1+Cl3]2-络离子存在因此,蚀刻液的配制和再生都需要Cl-参加反应从(图10-6)关系曲线吕可以看出,溶液中氯离子浓度与蚀刻速率有着密切的关系图10-6 在250C,氯化铜浓度对蚀刻时间的关系曲线从图中可以看出,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Cu1+含量的影响 根据蚀刻反应,随着铜的蚀刻就会形成一价铜离子较微量的Cu1+,例如4g/lCu1+含在120g/lCu2+的溶液中就会显著地降低蚀刻速率所以,在蚀刻操作中要保持Cu1+的含量在一个低的范围内例如低于2g/l并要尽可能快地使其重新氧化成Cu2+在生产实践中如何控制溶液中的Cu1+浓度?根据奈恩斯特方程:E=E0+(0.059/n)lg([Cu2+]/[Cu1+])式中:E是指定浓度下的电极电位E0是标准电极电位n是得失电子数[Cu2+]是二价铜离子浓度[Cu1+]是一价铜离子浓度从以上方程可以看出,氧化-还原电位E与(CU2+/CU1+)比值有关从图10-7表蝗溶液中CU1+浓度与氧化-还原电位之间的相互关系图10-7 溶 渡假中CU1+浓度与氧化-还原电位之间的关系 从图中可以看出,随着溶液中CU1+浓度的不断升高,氧化-还原电位不断下降,当氧化-还原电位在530MVJF 时,CU1+浓度低于0.4G/1.能提供最理想的,高的和几乎恒定的蚀刻速率(见图10-8)。
所以,一般在操作中都以控制溶液的氧化-还原电位来控制溶液中CU1+的浓度一般氧化-还原电位多控制在510-550MV左右图10-8 溶液氧化-还原电位与蚀刻速率的关系Cu2+含量的影响 溶液中的Cu2+含量对蚀刻速率有一定影响一般情况下,溶液中Cu2+浓度低于2克离子时,蚀刻速率较低;在2克离子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随着溶液中铜含量的不断增加,溶液的比重也随之增加在实际生产中是采用控制溶液比重的方法来控制溶液的含铜量在生产中比重一般控制在1.280~1.295之间(31-330Be’),此时的含铜量大约是120~150g/l之间温度对蚀刻速率的影响 随着温度的升高,蚀刻速率加快见图(10-9),但是,温度也不宜过高,一般控制在40~55℃范围内温度太高会引起HCl过多地挥发,造成溶液组份比例失调另外,如果蚀刻液温度过高,某些抗蚀层会被损坏5. 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。
通氧气或压缩空气再生 主要的再生反应为:2Cu2Cl2+4HCl+O2 →4CuCl2+2H2O此方法再生反应速率很低氯气再生 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+,使蚀刻液再生但是,此方法要求有电解再生的设备投资和较高的电能消耗次氯酸钠再生 主要的再生反应为:Cu2Cl2+2HCl+NaOCl →2CuCl2+NaCl+H2O由于次氯酸钠能放出初生态氧[O],所以,它具有很强的氧化性,再生速率快但是,在实际中很少采用因为此种氧化剂成本高,还因为它自身的危险性双氧水再生 主要的再生反应为:Cu2Cl2+2HCl+H2O2 →2CuCl2+2H2O此种方法再生速率快,因为H2O2可提供初生态氧[O]因此只需要40~70秒即可再生在自动控制再生系统中,通过控制氧化-还原电位、H2O2与HCl的添加比例、比重和液位、温度等项参数,可以达到实现自动连续再生的目的。
正象前文所述,随着蚀刻的进行,溶液中的Cu1+浓度不断增加,溶液的电极电位要不断降低当测得的电位低于给定的电位时,电磁阀启动,补加H2O2同时,另一个电磁阀也启动补加HCl通过控制装置要使补加HCl的电磁阀先启动,而推迟H2O2的供给,以调节H2O2和HCl的补加比例此时溶液中的Cu1+不断氧化成Cu2+,使电极电位升高至给定值,电磁阀停止工作按上述再生的化学方程式计算:每蚀刻1克分子铜要消耗2克分子的盐酸和1克分子的双氧水据有关资料介绍,如果使用35%的H2O2和37%的HCl,就可以1:2的体积比进行添加每蚀刻1克铜大约需要1.4ml 35%的H2O2和3ml 37%的HCl在实际生产中,从多次实践证明按1:3体积比添加,蚀刻速率基本保持恒定另一个参数是溶液的比重随着蚀刻的进行,溶液中的铜含量不断增加,使溶液比重不断升高为了保持恒定的较高的蚀刻速率,一般比重控制在1.280-1.295之间(31-330Be’)比重较低溶液的蚀刻速率不稳定,且蚀刻速率慢;溶液比重过高,蚀刻速率也会降低所以,必要时加水到溶液中以调节比重不过用H2O2-HCl的方法再生,蚀刻过程中溶液比重不会升得过快因为这种再生方法的副产物中有水,而且H2O2和HCl中均有一定量的水。
由于蚀刻再生过程中H2O2和HCl的不断添加,蚀刻液的体积不断增加当溶液液位超过一定高度时,要让多余的液体溢流出去现在印制板生产厂家一般采用带有自动控制再生系统的酸性蚀刻机进行印制板的酸性蚀刻蚀刻相关术语侧蚀 发生在抗蚀层图形下面导线侧壁的蚀刻称为侧蚀侧蚀的程度是以侧向蚀刻的宽度来表示见图10-1.侧蚀与蚀刻液种类,组成和所使用的蚀刻工艺及设备有关· 蚀刻系数 导线厚度(不包括镀层厚度)与侧蚀量的比值称为蚀刻系数蚀刻系数=V/X用蚀刻系数的高低来衡量侧蚀量的大小蚀刻系数越高,侧蚀量越少在印制板的蚀刻操作中,希望有较高的蚀刻系数,尤其是高密度的精细导线的印制板更是如此· 镀层增宽 在图形电镀时,由于电镀金属层的厚度超过电镀抗蚀层的厚度,而使导线宽度增加,称为镀层增宽镀层增宽与电镀抗蚀层的厚度和电镀层的总厚度有直接关系实际生产时,应尽量避免产生镀层增宽· 镀层突沿 金属抗蚀镀层增宽与侧蚀量的总和叫镀层突沿如果没有镀层增宽,镀层突沿就等于侧蚀量见图10-2(上图) · 蚀刻速率蚀刻液在单位时间内溶解金属的深度(常以μm/min表示)或溶解一定厚度的金属所需的时间(min)溶铜量在一定的允许蚀刻速率下,蚀刻液溶解铜的量。
常以每升蚀刻液中溶解多少克铜(g/l)来表示对特定的蚀刻液,其溶铜能力是一定的蚀刻过程中应注意的问题1. 减少侧蚀和突沿,提高蚀刻系数 侧蚀产生突沿通常印制板在蚀刻液中的时间越长,侧蚀越严重侧蚀严重影响印制导线的精度,严重侧蚀将使制作精细导线成为不可能当侧蚀和突沿降低时,蚀刻系数就升高,高的蚀刻系数表示有保持细导线的能力,使蚀刻后的导线接近原图尺寸电镀蚀刻抗蚀剂无论是锡-铅合金,锡,锡-镍合金或镍,突沿过度都会造成导线短路因为突沿容易断裂下来,在导线的两点之间形成电的桥接影响侧蚀的因素很多,下面概述几点: 1. )蚀刻方式:浸泡和鼓泡式蚀刻会造成较大的侧蚀,泼溅和喷淋式蚀刻侧蚀较小,尤 以喷淋蚀刻效果最好2. )蚀刻液的种类:不同的蚀刻液化学组分不同,其蚀刻速率就不同,蚀刻系数也不同 例如:酸性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数通常为3,碱性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数可达到4近来的研究表明,以硝酸为基础的蚀刻系统可以做到几乎没有侧蚀,达到蚀刻的线条侧壁接近垂直这种蚀刻系统正有待于开发3. )蚀刻速率:蚀刻速率慢会造成严重侧蚀蚀刻质量的提高与蚀刻速率的加快有很大 关系蚀刻速度越快,板子在蚀刻液中停留的时间越短,侧蚀量越小,蚀刻出的图形清晰整齐。
4. )蚀刻液的PH值:碱性蚀刻液的PH值较高时,侧蚀增大峁见图10-3为了减少侧蚀,一般PH 值应控制在8.5以下5. )蚀刻液的密度:碱性蚀刻液的密度太低会加重侧蚀,见图10-4,选用高铜浓度的蚀刻液对减少侧蚀是有利的 图10-3 碱性蚀刻液的ph值对侧蚀的影响 图10-4碱性蚀刻液的密度对侧蚀的影响侧蚀图图是有利的6. )铜箔厚度:要达到最小侧蚀的细导线的蚀刻,最好采用(超)薄铜箔而且线宽越细, 铜箔厚度应越薄因为,铜箔越薄在蚀刻液中的时间越短,侧蚀量就越小见表10-1表10-1 铜箔厚度与侧蚀量的关系铜箔厚度在各种蚀刻液中侧蚀的减少量(%)氯化铜过硫酸铵氨碱17μm与35μm比较46%50%33%10μm与35μm比较65%70%45%2. 提高板子与板子之间蚀刻速率的一致性 在连续的板子蚀刻中,蚀刻速率越一致,越能获得均匀蚀刻的板子要达到这一要求,必须保证蚀刻液在蚀刻的全过程始终保持在最佳的蚀刻状态这就要求选择容易再生和补偿,蚀刻速率容易控制的蚀刻液选用能提供恒定的操作条件和对各种溶液参数能自动控制的工艺和设备通过控制溶铜量,PH值,溶液的浓度,温度,溶液流量的均匀性(喷淋系统或喷嘴以及喷嘴的摆动)等来实现。
3. 高整个板子表面蚀刻速率的均匀性 板子上下两面以及板面上各个部位的蚀刻均匀性是由板子表面受到蚀刻剂流量的均匀性决定的蚀刻过程中,上下板面的蚀刻速率往往不一致一般来说,下板面的蚀刻速率高于上板面因为上板面有溶液的堆积,减弱了蚀刻反应的进行可以通过调整上下喷嘴的喷啉压力来解决上下板面蚀刻不均的现象蚀刻印制板的一个普遍问题是在相同时间里使全部板面都蚀刻干净是很难做到的,板子边缘比板子中心部位蚀刻的快采用喷淋系统并使喷嘴摆动是一个有效的措施更进一步的改善可以通过使板中心和板边缘处的喷淋压力不同,板前沿和板后端间歇蚀刻的办法,达到整个板面的蚀刻均匀性4. 提高安全处理和蚀刻薄铜箔及薄层压板的能力 在蚀刻多层板内层这样的薄层压板时,板子容易卷绕在滚轮和传送轮上而造成废品所以,蚀刻内层板的设备必须保证能平稳的,可靠地处理薄的层压板许多设备制造商在蚀刻机上附加齿轮或滚轮来防止这类现象的发生更好的方法是采用附加的左右摇摆的聚四氟乙烯涂包线作为薄层压板传送的支撑物对于薄铜箔(例如1/2或1/4盎司)的蚀刻,必须保证不被擦伤或划伤薄铜箔经不住像蚀刻1盎司铜箔时的机械上的弊端,有时较剧烈的振颤都有可能划伤铜箔。
5. 减少污染的问题 铜对水的污染是印制电路生产中普遍存在的问题,氨碱蚀刻液的使用更加重了这个问题因为铜与氨络合,不容易用离子交换法或碱沉淀法除去所以,采用第二次喷淋操作的方法,用无铜的添加液来漂洗板子,大大地减少铜的排出量然后,再用空气刀在水漂洗之前将板面上多余的溶液除去,从而减轻了水对铜和蚀刻的盐类的漂洗负担6. 蚀刻过程中常出现的问题1 蚀刻速率变慢这通常是由于温度低,喷淋压力低或蚀刻液的化学组份控制不当造成的在上述条件控制较好的情况下,蚀刻速率缓慢的原因可能是溶铜量过高此时,就要对蚀刻液进行调整再生2 溶液出现沉淀这是由于溶液中缺乏络合剂Cl-造成的,或用水稀释造成的沉淀物是难溶于水的Cu2Cl23 光致抗蚀剂的破坏当过量的酸存在时,就会发生这个现象尤其是在温度较高的情况下更容易发生可以用NaOH中和或者用水替换部分溶液调整过来如果酸的浓度和光致抗蚀剂的条件是适宜的,那么,出现故障的原因可能是在板面清洗到抗蚀剂的涂复阶段或者是不适当的曝光或烘烤造成的4 在铜表面有黄色残渣这种残渣一般是氢氧化亚铜,它不溶于水当板面被蚀刻或碱性清洗时,就作为残渣留在板面上另外,当蚀刻液中Cl-浓度和酸度太低时,蚀刻后板面会有白色沉淀出现,这可能是不溶性的氯化亚铜泥状沉淀。
为了除去板面沉淀,可用5%的盐酸溶液清洗,然后再用水喷淋漂洗碱性氯化铜蚀刻液 1.特性 1)适用于图形电镀金属抗蚀层,如镀覆金、镍、锡铅合金,锡镍合金及锡的印制板的蚀刻 2)蚀刻速率快,侧蚀小,溶铜能力高,蚀刻速率容易控制 3)蚀刻液可以连续再生循环使用,成本低 2.蚀刻过程中的主要化学反应 在氯化铜溶液中加入氨水,发生络合反应:CuCl2+4NH3 →Cu(NH3)4Cl2在蚀刻过程中,板面上的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化,其蚀刻反应如下:Cu(NH3)4Cl2+Cu →2Cu(NH3)2Cl所生成的[Cu(NH3)2]1+为Cu1+的络离子,不具有蚀刻能力在有过量NH3和Cl-的情况下,能很快地被空气中的O2所氧化,生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子,其再生反应如下:2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2 O2 →2Cu(NH3)4Cl2+H2O从上述反应可看出,每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化铵因此,在蚀刻过程中,随着铜的溶解,应不断补加氨水和氯化铵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(金、镍、锡铅、锡、锡镍等镀层) →去膜→水洗→吹干→检查修板→碱性蚀刻→用不含Cu2+的补加液二次蚀刻→水洗→检查→浸亮(可选择) →水洗→吹干3. 蚀刻液配方 蚀刻液配方有多种,1979年版的印制电路手册(Printed Circuits Handbook)中介绍的配方见表10-4。
表10-4 国外介绍的碱性蚀刻液配方组份123NH3·H2O3.0克分子/升6.0克分子/升2-6克分子/升NH4Cl1.5-05.01-4.0Cu2+-2.0(仅起始液)0.1-0.6NaClO210.375--NH4HCO30-1.5--(NH4)3PO4-0.010.05-0.5NH4NO30-1.5--国内目前大多采用下列配方: CuCl2·2H2O 100~150g/l 、NH4Cl 100g/l 、NH3·H2O 670~700ml/12配制后溶液PH值在9.6左右溶液中各组份的作用如下:NH3·H2O的作用是作为络合剂,使铜保持在溶液里NH4Cl的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳定性NH4)3PO4的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁4.影响蚀刻速率的因素 蚀刻液中的Cu2+的浓度、PH值、氯化铵浓度以及蚀刻液的温度对蚀刻速率均有影响掌握这些因素的影响才能控制溶液,使之始终保持恒定的最佳蚀刻状态,从而得到好的蚀刻质量 Cu2+浓度的影响 因为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0-11盎司/加仑时,蚀刻时间长;在11-16盎司/加仑时,蚀刻速率较低,且溶液控制困难;在18-22盎司/加仑时,蚀刻速率高且溶液稳定;在22-30盎司/加仑时,溶液不稳定,趋向于产生沉淀。
注:1加仑(美制)=3.785升 1盎司=28.35克 1盎司/加仑=28.35/3.785=7.5G/1在自动控制蚀刻系统中,铜浓度是用比重控制的在印制板的蚀刻过程中,随着铜的不断溶解,溶液的比重不断升高,当比重超过一定值时,自动补加氯化铵和氨的水溶液,调整比重到合适的范围一般比重控制在18~240Be’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,一方面是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,导致环境污染另一方面,溶液的PH值增大也会增大侧蚀的程度,而影响蚀刻的精度氯化铵含量的影响 通过蚀刻再生的化学反应可以看出:[Cu(NH3)2]1+的再生需要有过量的NH3和NH4Cl存在如果溶液中缺乏NH4Cl,而使大量的[Cu(NH3)2]1+得不到再生,蚀刻速率就会降低,以至失去蚀刻能力所以,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。
但是,溶液中Cl-含量过高会引起抗蚀层被浸蚀一般蚀刻液中NH4Cl含量在150g/l左右温度的影响 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见图10-12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份比例失调故一般应控制在45℃~55℃为宜5. 蚀刻液的调整 自动控制调整随着蚀刻的进行,蚀刻液中铜含量不断增加,比重逐渐升高,当蚀刻液中铜浓度达到一定高度时就要及时调整在自动控制补加装置中,是利用比重控制器控制蚀刻液的比重当比重升高时,自动排放比重过高的溶液,并添加新的补加液,使蚀刻液的比重调整到允许的范围补加液要事先配制好,放入补加桶内,使补加桶的液面保持在一定的高度专卖的蚀刻盐品种很多,其补加液的配制方法大同小异下面仅介绍一种:华美CP21蚀刻盐补加液的配制方法蚀刻盐 255g/l PH值 9.8 氨水(26%) 450ml/l 比重 1.03水 450ml/l人工调整 方法一:首先在蚀刻液冷却、静置情况下,取样分析清液中的铜浓度,然后根据分析结果,确定废液的排放量。
排放量可按下式计算:排放量=(分析值-规定值)/分析值 *总体积式中:排放量-从蚀刻槽中排出废液的体积(l)分析值-由化学分析得出的铜含量(g/l)规定值-配方中规定的铜含量(g/l)总体积-蚀刻槽中蚀刻液的体积(l)原则上是排放多少体积的废液就补加多少体积的补加液方法二:上述1升补加液可蚀铜约150~165g铜可统计生产中蚀刻铜的量,当达到这个范围时,放去20%之工作液,补充新的补加液到相同体积图10-13 碱性蚀刻机及控制,补加系统现在印制板生产厂家一般采用带有蚀刻液控制、补加系统的碱性蚀刻机10-13进行印制板的碱性蚀刻6. 蚀刻过程中常出现的问题蚀刻速率降低 这个问题与许多因素有关要检查蚀刻条件,例如:温度,喷淋压力,溶液比重、PH值和氯化铵的含量等,使之达到适宜的范围蚀刻溶液中出现沉淀 由于氨的含量过低(PH值降低),或用水稀释等原因造成的溶液比重过大也会造成沉淀抗蚀镀层被浸蚀 蚀刻液PH值过低或Cl-含量过高造成的铜表面发黑,蚀刻不动 蚀刻液中NH4Cl的含量过低造成的浅谈干膜线路偏移惠阳科惠电路公司工程师 肖沙 一、 前言: 随着密集线路板的高速发展,3mil/3mil、4mil/4mil线粗/线隙的设计已是主流产品,如板、高档游戏卡板等,在制作这些密集线路板的过程中,干膜工序起到关键作用,操作不慎即会导致开/短路报废,而大多厂家会存在一些从未见过的“新”问题。
本文就本厂出现过的线路干膜偏移问题的原因进行探讨,下文称为“甩干膜”现象 二、 甩干膜特征描述:“甩干膜”实际上是线路某段的干膜与铜面分离,偏离至另一条线,导致如右图一般 1. 在板面平面弯曲 2. 都在直线中密集处 3. 干膜移位后原处未留下贴附痕迹 4. 干膜线路未断 5. 甩干膜面积小,一般仅1-2根线路甩干膜 6. 弯曲部分颜色与其它部分颜色一致 7. 一般不发生渗镀 三、 可能原因分析: 众所周知,甩干膜最直接原因为干膜与铜面结合力低或受外因素影响致干膜松脱,为此特意跟进各设备之工作参数状态,如磨板机、辘板机等,但均未发现工作参数有偏移,证明在现时各工作参数正常状况下仍出现上述之问题,为此我们做了下述的异常状况分析: 1. 辘板时,干膜下面有铜粒 2. 辘板之后冲板之前的过程中擦松干膜 3. 干膜在冲板过程中被异物擦松 4. 磨板机高压泵漏油 5. 磨板机板面前处理不理想 四、 跟进试验:为进一步证明上述甩干膜是否与某一设备存在必然联系,我们特做下述各设备之交叉试验:1. 试验:分别在不同的磨板机、辘板机、冲板机仿真试验附 图:试板数量(PNL)磨板机辘板机冲板机结果702#2#3#3PNL702#1#3#2PNL703#3#3#3PNL701#2#3#2PNL701#1#3#2PNL703#2#3#2PNL 结论:均发现有甩干膜现象,且比例较高,故甩干膜产生与固定机器无关。
2. 提高辘板压力至4.5bar,无批量性甩干膜现象,但有少量甩干膜现象 五、 仿真实验: 1. 辘板时,干膜下面有铜粒由于生产板铜面洁净度之不同,为验证板面铜粒对甩干膜之影响,我们做如下试验:方法:取大小不一的铜粒放于板上→辘板→正常流程至执漏看板结果:试验2pnl均有甩干膜现象甩干膜现象描述:干膜移位后在原处的两端留下贴附痕迹,被铜粒顶起的干膜颜色发白结论:非此种原因 2. 辘板之后,冲板之前的过程中擦松干膜由于人工操作的难以控制,为验证此次甩干膜是否为人工操作所致,试验如下:贴膜后,在板角用不同的力度和角度擦、敲干膜→正常流程至执漏看板结果:试验3pnl均有甩干膜现象甩干膜现象描述:可以看出有明显擦的痕迹和干膜移位后留下的痕迹,干膜线路有断裂结论:非此种原因 3. 干膜在冲板过程中被异物擦松而甩干膜方法:取生产板三批,冲板前仔细检查,确认无擦花,然后分别在不同冲板机冲板,全部执漏看板结果:未发现有甩干膜结论:冲板过程无因异物擦松干膜面导致甩干膜 4. 高压泵漏油由于机油沾附于板面,会影响干膜与铜面之结合力,导致干膜直接松脱而致甩干膜,为此我们取高压泵油抹在板面上→正常做板至执漏看板。
结果:试验2pnl均有甩干膜现象现象描述:大面积甩干膜,干膜垂直板面浮起,但不同此次甩干膜结论:高压泵油粘附在板上而引起甩干膜,不是此次甩干膜的原因同时检查磨砂机高压循环水洗缸内并无油迹高压泵漏油会有此现象) 5. 磨板机板面处理不好磨板机喷嘴、喷管及行辘均积有不同程度的油状水垢,水洗段的水垢沾到板面上降低干膜的附着性引起甩干膜方法:取水垢少许抹到板面上→辘板→正常流程至执漏看板结果:试验12pnl均有甩干膜现象现象描述:与目前甩干膜特征相同结论:水垢是此次甩干膜的原因之一经跟进目前之1#、2#、3#磨砂机,均发现其水洗段存在着不同程度之黑点、污垢,为此我们分别用HCl(5%)将上述3台机之行辘、喷嘴、喷管进行擦试,并喷洗,直至水洗缸之附件清洗干净另外,为防止上述水垢问题再次发生,我们重新制订方法督促生产部门完成1次/月上述之保养,自此后,再未见上述现象之甩干膜出现 六、结束语: 磨板机的水垢是此次甩干膜的真正原因,水垢问题极易使厂家忽略,因此严格保养磨板机身及配件,对改善干膜工序甩干膜问题帮助极大,希望本文能对相关同行有一点启示电 镀 工 艺一. 电镀工艺的分类: 酸性光亮铜电镀 电镀镍/金 电镀锡 二. 工艺流程: 浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗 逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干 三. 流程说明: (一)浸酸 ① 作用与目的: 除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定; ② 酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面; ③ 此处应使用C.P级硫酸; (二)全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-plating ① 作用与目的: 保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到一定程度 ② 全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力;硫酸含量多在180克/升,多者达到240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L,铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果;全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积,对全板电来说,以即板长dm×板宽dm×2×2A/ DM2;铜缸温度维持在室温状态,一般温度不超过32度,多控制在22度,因此在夏季因温度太高,铜缸建议加装冷却温控系统; ③ 工艺维护: 每日根据千安小时来及时补充铜光剂,按100-150ml/KAH补充添加;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸铜(1次/周),硫酸(1次/周),氯离子(2次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极铜球,用低电流0。
2—05ASD电解6—8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6—8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯;] ④ 大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极表面阳极膜,然后放在包装铜阳极的桶内,用微蚀剂粗化铜角表面至均匀粉红色即可,水洗冲干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6—8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,加入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气搅拌,保温空气搅拌2-4小时;D.关掉空气搅拌,按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此保温2—4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至40度左右,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按05ASD电流密度低电流电解6—8小时,G.经化验分析,调整槽中的硫酸,硫酸铜,氯离子含量至正常操作范围内;根据霍尔槽试验结果补充光剂;H.待电解板板面颜色均匀后,即可停止电解,然后按1-1。
5ASD的电流密度进行电解生膜处理1-2小时,待阳极上生成一层均匀致密附着力良好的黑色磷膜即可;I.试镀OK.即可; ⑤ 阳极铜球内含有06%的磷,主要目的是降低阳极溶解效率,减少铜粉的产生; ⑥ 补充药品时,如添加量较大如硫酸铜,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应注意安全,补加量较大时(10升以上)应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,光剂分解加快,污染槽液; ⑦ 氯离子的补加应特别注意,因为氯离子含量特别低(30-90ppm),补加时一定要用量筒或量杯称量准确后方可添加;1ml盐酸含氯离子约385ppm, ⑧ 药品添加计算公式: 硫酸铜(单位:公斤)=(75-X)×槽体积(升)/1000硫酸(单位:升)=(10%-X)g/L×槽体积(升) 或(单位:升)=(180-X)g/L×槽体积(升)/1840盐酸(单位:ml)=(60-X)ppm×槽体积(升)/385 (三)酸性除油 ① 目的与作用:除去线路铜面上的氧化物,油墨残膜余胶,保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合力 ② 记住此处使用酸性除油剂,为何不是用碱性除油剂且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好?主要因为图形油墨不耐碱,会损坏图形线路,故图形电镀前只能使用酸性除油剂。
③ 生产时只需控制除油剂浓度和时间即可,除油剂浓度在10%左右,时间保证在6分钟,时间稍长不会有不良影响;槽液使用更换也是按照15平米/升工作液,补充添加按照100平米08L; (四)微蚀: ① 目的与作用:清洁粗化线路铜面,确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力 ② 微蚀剂多采用过硫酸钠,粗化速率稳定均匀,水洗性较好,过硫酸钠浓度一般控制在60克/升左右,时间控制在20秒左右,药品添加按100平米3-4公斤;铜含量控制在20克/升以下;其他维护换缸均同沉铜微蚀 (五)浸酸 ①作用与目的: 除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定; ②酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面; ③此处应使用C.P级硫酸; (六)图形电镀铜:又叫二次铜,线路镀铜 ① 目的与作用:为满足各线路额定的电流负载,各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度,线路镀铜的目的及时将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度; ② 其它项目均同全板电镀 (七)电镀锡 ① 目的与作用:图形电镀纯锡目的主要使用纯锡单纯作为金属抗蚀层,保护线路蚀刻; ② 槽液主要由硫酸亚锡,硫酸和添加剂组成;硫酸亚锡含量控制在35克/升左右,硫酸控制在10%左右;镀锡添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果;电镀锡的电流计算一般按1。
5安/平方分米乘以板上可电镀面积;锡缸温度维持在室温状态,一般温度不超过30度,多控制在22度,因此在夏季因温度太高,锡缸建议加装冷却温控系统; ③工艺维护: 每日根据千安小时来及时补充镀锡添加剂剂;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每个2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析锡缸硫酸亚锡(1次/周),硫酸(1次/周),并通过霍尔槽试验来调整镀锡添加剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头;每周用低电流05ASD电解6—8小时;每月应检查阳极袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极袋底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;每月用碳芯连续过滤6—8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯; ⑨ 大处理程序:A.取出阳极,取下阳极袋,用铜刷清洗阳极表面,水洗冲干后,装入阳极袋内,放入酸槽内备用B.将阳极袋放入10%碱液浸泡6—8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,吸附4-6小时候,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,放入阳极,挂入电解板,按0。
2-05ASD电流密度低电流电解6—8小时,D.经化验分析,调整槽中的硫酸,硫酸亚锡含量至正常操作范围内;根据霍尔槽试验结果补充镀锡添加剂;E.待电解板板面颜色均匀后,即停止电解;F.试镀OK.即可; ④补充药品时,如添加量较大如硫酸亚锡,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应注意安全,补加量较大时(10升以上)应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,亚锡氧化,加快槽液老化 ; ⑤药品添加计算公式: 硫酸亚锡(单位:公斤)=(40-X)×槽体积(升)/1000硫酸(单位:升)=(10%-X)g/L×槽体积(升) 或(单位:升)=(180-X)g/L×槽体积(升)/1840 (八)镀镍 ① 目的与作用:镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层,防止金铜互相扩散,影响板子的可焊性和使用寿命;同时又镍层打底也大大增加了金层的机械强度; ② 全板电镀铜相关工艺参数:镀镍添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果,添加量大约200ml/KAH;图形电镀镍的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积 ;镍缸温度维持在40-55度,一般温度在50度左右,因此镍缸要加装加温,温控系统; ③工艺维护: 每日根据千安小时来及时补充镀镍添加剂 ;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每个2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸镍(氨基磺酸镍)(1次/周),氯化镍(1次/周),硼酸(1次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整镀镍添加剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极镍角,用低电流0。
2—05ASD电解6—8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6—8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周药更换过滤泵的滤芯;] ④大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极,然后放在包装镍角的桶内,用微蚀剂粗化镍角表面至均匀粉红色即可,水洗冲干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6—8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,加入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气搅拌,保温空气搅拌2-4小时;D.关掉空气搅拌,按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此保温2—4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至40度左右,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按05ASD电流密度低电流电解6—8小时,G.经化验分析,调整槽中的硫酸镍或氨基磺酸镍,氯化镍,硼酸含量至正常操作范围内;根据霍尔槽试验结果补充镀镍添加剂;H.待电解板板面颜色均匀后,即可停止电解,然后按1-1。
5ASD的电流密度进行电解处理10-20分钟活化一下阳极;I.试镀OK.即可; ⑤补充药品时,如添加量较大如硫酸镍或氨基磺酸镍,氯化镍时,添加后应低电流电解一下;补加硼酸时应将补充量的硼酸装入一干净阳极袋挂入镍缸内即可,不可直接加入槽内; ⑥镀镍后建议加一回收水洗,用纯水开缸,可以用来补充镍缸因加温而挥发的液位,回收水洗后接二级逆流漂洗; ⑦药品添加计算公式: 硫酸镍(单位:公斤)=(280-X)×槽体积(升)/1000氯化镍(单位:公斤)=(45-X)×槽体积(升)/1000硼酸(单位:公斤)=(45-X)×槽体积(升)/1000 (九)电镀金:分为电镀硬金(金合金)和水金(纯金)工艺,镀硬金与软金槽液组成基本一致,只不过硬金槽内多了一些微量金属镍或钴或铁等元素; ① 目的与作用:金作为一种贵金属,具有良好的可焊性,耐氧化性,抗蚀性,接触电阻小,合金耐磨性好等等优良特点; ② 目前线路板电镀金主要为柠檬酸金槽浴,以其维护简单,操作简单方便而得到广泛应用; ③ 水金金含量控制在1克/升左右,PH值45左右,温度35度,比重在14波美度左右,电流密度1ASD左右; ④ 主要添加药品有调节PH值的酸式调整盐和碱式调整盐,调节比重的导电盐和镀金补充添加剂以及金盐等; ⑤ 为保护好金缸,金缸前应加一柠檬酸浸槽,可有效减少对金缸的污染和保持金缸稳定; ⑥ 金板电镀后应用一纯水洗作为回收水洗,同时也可用来补充金缸蒸发变化的液位,回收水洗后接二级逆流纯水洗,金板水洗后即放入10克/升的碱液以防金板氧化; ⑦ 金缸应采用镀铂钛网做阳极,一般不锈钢316容易溶解,导致镍铁铬等金属污染金缸,造成镀金发白,露镀,发黑等缺陷; ⑧ 金缸有机污染应用碳芯连续过滤,并补充适量镀金添加剂;新一代微蚀体系简介本文主要是笔者对以杜邦公司的OXONE?为主要成份的微蚀体系作一简单介绍。
文中把OXONE?的微蚀体系和现行的过硫酸盐类和双氧水类微蚀体系作了对比,并突出了新一代OXONE?的微蚀体系的优点 铜的表面加工,通常是指微蚀刻,是印制线路(PWB)板加工过程中几步中的一部分在镀覆孔(PTH)、内层/多层粘合和光致抗蚀层、阻焊层涂覆加工的前处理中,有效的微蚀刻是特别重要的恰当的微蚀刻不但可以使用效果良好,而且能够延长板的使用寿命国内外,不少的研究人员都在研究微蚀体系而目前常见的微蚀体系有,过硫酸铵/硫酸、过硫酸钠/硫酸、过硫酸钾/硫酸和双氧水/硫酸体系上述的几种微蚀体系在国内是非常常见的,但是它们都存在稳定性差、蚀刻速率不稳定以及蚀刻效果并不理想的缺点随着多层线路板的层数增多、线路变得复杂以及线路的维数变多,微蚀刻变得非常关键,而开发和使用些新的微蚀体系,是现在大多数行业人士的愿望高级微蚀刻化学物质应具有以下的优点: ●均一、可控的蚀刻速率 ●被处理的表面更一致,更可控; ●药液更稳定,更持久; ●大的溶解度、溶解速度快; ●体系易被清洗; ●药液易于分析和控制 幸运的是,以杜邦公司Oxone?为主要成份的新一代的微蚀体系已经崭露头角了。
相信国内的厂家对这种微蚀体系都不大熟悉这里,笔者就向大家简要介绍下这种新的高档的微蚀体系 Oxone? 单过硫酸化合物的物理性质和化学性质概述 Oxone?单过硫酸化合物是一种具有高氧化势能的过氧化物它通常是白色的、颗粒状易流动的粉末、常作为活性组分加入到很多的高质量的微蚀刻剂配方中它可以当场或预先配制好规定浓度的蚀刻剂, Oxone?的活性组分是过硫酸氢钾(KHSO5),它是单过硫酸的酸性盐(也称作Caro盐)它作为三合盐的一个组成部分以分子式2KHSO5 –KHSO4-K2SO4 的形式存在在酸性条件下单过硫酸盐的氧化势能(E)是+1.44V由于Oxone?的特殊化学性,它为铜表面提供了一种选择性的、高效的、可控的氧化剂槽液中铜(Cu2+)的浓度对单过硫酸化学物质没有催化作用因此,蚀刻作用对微蚀刻剂寿命没有直接的影响 Oxone?单过硫酸化合物的使用在印刷线路板加工中的优势 Oxone?单过硫酸化合物作为微蚀刻剂组分,其特别好的质量,可以从其达到上述要求的特性和与普通替用物质(过硫酸钾(钠)、双氧水/硫酸)相比较 均一、可控的蚀刻速率 单过硫酸化合物的活性氧(AO)含量比起过而硫酸化合物,从热力学角度来说,单位重量的的单过硫酸化合物比过硫酸化合物为铜提供了更多的活性氧。
这一点可以从图一看出在槽中铜离子浓度增大的情况下,比起过硫酸钠(SPS),单过硫酸盐的蚀刻速率更加稳定这主要是由以下原因决定的:Cu2+ 不能够催化单过硫酸盐的氧化反应速率,但可以显著催化过硫酸盐和双氧水的氧化反应速率过硫酸化合物和过氧化物的氧化反应比起单过硫酸化合物更加复杂,前者通常是通过难以控制的自由基反应进行的被处理的表面更一致,更可控 使用Oxone?单过硫酸化合物进行微蚀刻,可以获得,更好的、选择性的具有清晰的蚀刻界面的X射线照片和均匀的表面(如显微镜照片所示)过硫酸化合物的微蚀刻作用就不够统一和连续,而双氧水的微蚀刻作用就过于强烈,使得界面过于粗糙 药液更稳定,更持久 作为固体,Oxone?单过硫酸化合物是相对稳定的过氧化物在推荐的条件下储存,活性每月损失少于1%同样的,作为典型的微蚀刻液组分(包括1-5%的硫酸)的一部分,溶液中的单过硫酸化合物在长期范围内相当稳定这一点可以从图2看出图中,在非铜离子溶液中Oxone?的稳定性与过硫酸钠作了对比其中作对比的条件是相同的:过氧化物浓度120g/L,温度20和35℃[68和95°F],硫酸1.5vol%实际操作中的区别更加明显,因为,铜离子不能够催化单过硫酸化合物的分解。
单过硫酸化合物的稳定性使加工过程变得准确和容易控制,提高了板的完整性和效益 高溶解度,溶解速度快 Oxone?单过硫酸化合物极易、迅速溶于水中,正如表1所示20℃时,Oxone?在水中的溶解度大于250g/L 容易被冲洗 由于高的溶解度和残余物,单过硫酸化合物比起过硫酸化合物清洗更加容易方便特别是过硫酸钾,它通常在使用后都需要用硫酸再次清洗,以保证表面的干净性,没有残余的过硫酸钾而单过硫酸化合物使用后,只需要用水清洗 药液易于分析和控制 对槽液组分的测量和控制对保持加工的连续性和重复性是非常重要的除了在槽中条件下比过硫酸盐稳定,Oxone?单过硫酸盐能够利用简单的分析程序——测量AO——来对液体进行监测因为蚀刻速率不是由铜的量决定的,它只可以通过监测AO浓度来进行控制(见下文的测试方法)对于过硫酸盐,因为蚀刻速率随着液体的用量不同而不同,所以AO和铜离子的浓度必须精确地监测到要求的蚀刻速率除此之外,过硫酸化合物的精确测量分析方法更加复杂 测试方法 活性氧/活性组分 1.用1000ML的烧瓶加入100ML的去离子水,溶解100g的碘化钾和20g的EDTA,制备碘化钾/EDTA溶液。
再加入1滴的浓氨水到溶液中,之后用去离子水加满到1000ML摇匀,保存在塑料瓶中 2.准确称量2g槽液溶液加入到配有磁力搅拌器的的250ML的倾口烧杯中,加入100ML 去离子水和20ML先前配置好的碘化钾/EDTA溶液,充分搅拌,溶液会变成铁锈半的颜色(去离子水和所有试剂应该<20℃[68°F] 3.立即用0.1N的硫代硫酸钠溶液滴定测试标样至呈现淡黄色加入(2-5ML)的足够的淀粉指示剂溶液,溶液将变成深兰色立即继续用滴定法测试,直至出现一个可以至少30秒的无色端点 4.再次重复上述步骤,记录下硫代硫酸钠的体积(ml)计算方法: mLthio×Nthio×0.008×100 %活性氧= 标样重量(克) %活性氧 %活性成分(KHSO5)= 0.1053 微蚀刻液使用条件。