Удаление оловянного и олово-никелевого металлорезиста

Для нанесения паяльной маски на медь необходима ровная чистая поверхность, поэтому металлорезист необходимо удалить. Сплав олова и свинца можно снять растворами на основе борофтористоводородной кислоты и перекиси водорода или гидродифторида аммония с перекисью водорода или азотной кислотой.

Травильные растворы

Существует два основных метода травления:

1. Традиционное струйное травление меди в травителях на основе аммиачного комплекса хлорной меди (щелочной раствор травления).

2. Развивающаяся технология для прецизионного травления, при которой происходит уменьшение толщины фольги электрохимическим травлением и травление тонких проводников из этой уменьшенной по толщине фольги в конвейерной линии специальной конструкции.

Для промышленного травления сейчас повсеместно используются непрерывные автоматизированные системы с постоянной скоростью травления. Эти системы построены на принципе постоянной регенерации травящего раствора с автоматическим отслеживанием и реагированием в реальном времени на изменения свойства рабочего раствора. Постоянный состав раствора травления и стабильность его температуры обеспечивают бесперебойный производственный процесс.

Щелочной раствор травления

Щелочное травление в аммиачном комплексе хлорной меди широко используется благодаря совместимости с основными металлическими и неметаллическими резистами, а также высокому значению растворенной меди и высокой скорости травления. Щелочное травление обеспечивает постоянную скорость травления, высокую продуктивность, легкость контроля и восстановления, улучшенную систему контроля загрязнений. Тем не менее после травления необходимо проводить ополаскивание плат в аммиачной воде, а ионы аммония, попавшие в жидкость для промывки, нужно утилизировать как отход.

Замкнутую регенерационную систему с химическим восстановлением меди можно установить на месте эксплуатации, однако ее применяют нечасто, так как для этого нужны отдельная производственная площадь и капитальные затраты. Поэтому следует оценить целесообразность применения регенерационной системы и при этом учесть цены на медные продукты и необходимость использования человеческого труда. В ряде случаев экономически выгодна отправка отработанных растворов травления на станцию регенерации для последующего возвращения производителям регенерированных компонентов.

Химический состав щелочного раствора травления

Основные компоненты химического состава функционируют следующим образом:

• Гидроокись аммония (NH₄OH) служит ком-плексообразователем меди.

• Хлористый аммоний (NН₄С1) обеспечивает высокую скорость травления, увеличивает объем растворенной меди и стабильность раствора.

• Ион меди (Си²⁺) служит окислителем и реагирует с металлической медью, растворяя ее.

• Бикарбонат аммония (NH₄HC0₃) служит буфером и предохраняет отверстия под пайку и поверхность от загрязнений.

• Фосфат аммония [(NH₄)₃P0₄] предохраняет металлические поверхности от загрязнений.

• Нитрат аммония (NH₄N0₃) увеличивает скорость травления и осветляет металлорезист.

В большинстве случаев применяются дополнительные добавки для увеличения скорости фронтального травления и защиты от травления боковой стенки. Часто используется тиомочевина, несмотря на то, что доступна новая композиция без содержания тиомочевины, улучшающая защиту от подтравливания.

Щелочные растворы для травления растворяют открытую медь за счет химического процесса окисления, растворения окислов и комплексо-образования. Гидроксид и соли аммония совместно с ионами меди образуют ионы аммиачного комплекса меди [Cu(NH₃)₄²⁺], который сохраняет стравленную и растворенную в растворе медь в объеме от 100 до 200 г/л.

Типичная реакция окисления представлена реакцией ионов меди на медь и окислением кислородом воздуха (0₂) сложного иона меди:

Скорость травления существенно зависит от диффузии Cu(NH₃)²⁺ с поверхности меди (1) в объем активного раствора, где происходит окисление согласно (2). Травление может продолжаться при образовании в воздухе окислителя Cu(NH₃)₄²⁺ во время травления распылением при условии, что объем стравленной ионами хлора меди не превышает нормативного значения.