Регенерация перекисью водорода
Перекись водорода, так же как и хлорат натрия, используют для регенерации химического состава травящего раствора. Эксплуатационная готовность приборного оснащения идентична контролю добавления пропорционального количества окислителя и соляной кислоты. Перекись быстро распадается, поэтому ее разлив не так опасен. Применение колориметрических модулей для дозирования поступления добавок наиболее целесообразно для эффективного управления процессом.
Перекись водорода может стать нестабильной: под действием тепла она может разложиться на кислород и воду. При этом в замкнутом контейнере (например, в металлической бочке, хранящейся при высокой температуре или под прямыми солнечными лучами) может возникнуть взрывная реакция. Это также может произойти в трубопроводе с закрытым клапанным устройством. Распад ускоряют многие металлы, в том числе Си, Ni и Fe, являющиеся катализаторами разложения перекиси водорода. Отложение солей металла в участках трубопровода также может привести к взрыву. Поэтому в конструкции оборудования должен быть предусмотрен клапан для аварийного сброса давления.
Электролитическая регенерация
Электрохимическое реверсирование процесса травления меди эффективно и экономично. Описание этой системы представлено в справочной литературе, например в [6]. Электролитическая регенерация в более значительных масштабах требует больших вложений в оборудование и материалы, а также большого потребления энергии. В составе отработанного раствора сравнительно высокое содержание кислоты и низкое — меди, что не способствует большой эффективности при электролизе.
Травящий раствор непрерывно перемещается между травильной машиной и электролизером, в котором одновременно происходят два процесса: высаживание меди на катоде и регенерация отработанного травящего раствора на аноде.
Персульфаты
Для травления меди нашли свое применение персульфаты аммония, натрия и калия, улучшенные определенными катализаторами. Системы непрерывной регенерации и циклическая система на основе персульфата аммония больше не используются. Персульфаты широко применяются для создания оксидной пленки на внутренних слоях и для микротравления. Растворы персульфатов совместимы со всеми основными видами рези-стов печатных плат, включая припои, олово, олово-никелевый сплав, защитные краски и светочувствительные пленки. Травители на основе персульфата нестабильны, склонны к распаду, и у них низкая скорость травления, низкое предельное содержание меди и низкий полезный выход меди.
Персульфаты аммония, калия и натрия являются стабильными солями надсерной кислоты (H2S2О8). Растворяясь в воде, эти соли образуют ион персульфата (S2082~). Это самый сильный окислитель из использующихся в настоящий момент пероксидных соединений. Во время медного травления персульфат окисляет металлическую медь до формирования иона двухвалентной меди:
Во время гидролиза растворов надсерной кислоты образуется ион пероксимоносульфата (HSO41-), а после этого — перекись
водорода и кислород. Катализатором гидролиза служит кислота, что является причиной нестабильности кислых травильных растворов надсерной кислоты.
Хлорное железо
Растворы хлорида трехвалентного железа используются для травления меди, медных, никелево-железных сплавов и стали при производстве печатных плат, фотолитографии по металлу и чистовой обработке металла. Сейчас применение травителей на основе хлорида трехвалентного железа при производстве печатных плат сильно ограничено из-за дороговизны удаления медьсодержащего травителя. Предпочтение отдается травителям на основе аммиака и хлорида двухвалентной меди. Однако хлорное железо все еще широко применяют для травления сплавов и фотохимической обработки металлов.
Хлорид трехвалентного железа можно использовать с защитными красками, фоторезистом и золотом, однако его нельзя применять с оловянными или оловянно-свинцовыми резистами. Тем не менее хлорид трехвалентного железа подходит для травления из-за простоты применения и способности накапливать медь.
Состав этого травителя представляет собой хлорид трехвалентного железа, разбавленный в воде с концентрацией 28-42% от общей массы. Присутствие свободных кислот объясняется реакцией гидролиза и необходимостью поддержания кислой среды. Кислотность обычно обеспечивается добавлением HCI (максимум 5%-ной), чтобы воспрепятствовать образованию нерастворимых осадков гидроксида трехвалентного железа. В технические формулы для травления медных сплавов обычно входят 36 °Ве или приблизительно 0,04 кг/м3 FeCI3, также могут присутствовать пеногаситель и смачивающие вещества.
Вопросы влияния на скорость и качество травления концентрации хлорида трехвалентного железа, содержания растворенной меди, температуры и перемешивания описаны в литературе, например в [7].