4.6.4. Травильный раствор на основе хлорной меди

Раствор на основе хлорной меда в настоящее время является наиболее перспектив­ным. Процесс описывается реакцией:

Cu+CuCl₂—>2CuCl.

Травление производится при температуре 299.. .311 К. Скорость травления относи­тельно быстро падает из-за нерастворимости CuCl в воде, но CuCl взаимодействует с образо­ванием растворимых комплексов с хлоридами щелочных металлов или с соляной кислотой. В их присутствии реакция травления ускоряется. Благоприятно действует введение больших количеств хлоридов.

Травильные растворы на основе хлорной меди рекомендуется применять при травле­нии плат, проводники которых защищены серебром или сплавом олово-никель. Другой элек­тролитический сплав, широко применяемый в технологии печатных плат, олово-свинец бы­стро разрушается в растворе хлорной меди, и поэтому платы; проводники которых защище­ны этим, сплавом, травятся в растворе персульфата аммония. Воздействие хлорной меди вы­держивают фоторезисты ФП-383, СПФ и некоторые резисты типа ФН. Фоторезист на основе ПВС не выдерживает обработки в растворе хлорной меди.

Основные преимущества травильного раствора на основе хлорной меди:

• отсутствие шлама в рабочих растворах;

• легкость отмывки плат после травления;

• высокий предел насыщения раствора медью (150... 160 кг/м³);

• сравнительная дешевизна раствора (в 27 раз дешевле, чем раствор хлорного желе­за);

• простота приготовления и корректировки раствора (при первичном приготовлении раствора можно не вводить медь в виде хлорида, а получать ее за счет растворения (стравливания) медной фольги в растворе перекиси водорода и соляной кислоты);

• возможность регенерации.

4.6.5. Травильный раствор на основе хромового ангидрида и серной кислоты

Раствор применяют для травления печатных плат, покрытых сплавом олово—никель, олово-свинец и золотом. Хотя этот раствор является сильным окислителем, он не оказывает влияния на припой из-за образования нерастворимого сульфата свинца. Процесс травления описывается реакцией:

3Си+2СгОз+6Н₂S0₄ -> ЗСиS0₄+Сг₂(S0₄)₃+6Н₂0.

Недостатки этого травильного раствора:

• низкая скорость травления, малая полезная емкость, т. е. при накоплении примерно 35 кг/м медного купороса раствор практически не обладает травящимися свойствами;

• высокая стоимость раствора по сравнению со всеми другими травильными раствора­ми.

4.6.6. Травильный раствор на основе перекиси водорода

За рубежом широко рекламируется этот раствор с добавками кислот, главным обра­зом соляной или серной. Процесс травления меди в растворе перекиси водорода-с серной ки­слотой протекает по реакциям:

Сu + Н₂О₂  СиО + Н₂О;

СuО + H₂SO₄  CuS0₄+ Н₂О.

Травление сопровождается кристаллизацией соли CuS0₄. Процесс этот интересен тем, что получаемый продукт травления CuS0₄ является практически химически чистым и может быть применен при изготовлении растворов химического и гальванического меднения. Ути­лизация продукта реакции дает 50... 60% экономии. Стоимость раствора составляет 1/3 стои­мости раствора хлорного железа. Травление обычно производится при температуре 328 К, причем она должна строго поддерживаться. Раствор успешно используется с резистами типа олово—свинец. Однако этот раствор при накоплении 40.. .50 кг/м³ меди истощается и ско­рость травления резко падает. Более широкое применение нашел раствор перекиси водорода с соляной кислотой. Процесс идет следующим образом:

Си + Н₂О₂ -> СиО + Н₂0;

СиО + 2НС1 -> CuCl₂+ Н₂О;

Cu+CuCl₂  2CuCl, (a)

2СиСl + Н₂О₂ + 2НСl  2СиСl₂ + 2Н₂0. (б)

Травление в этом растворе протекает с большой и постоянной скоростью, без кри­сталлизации и выпадения осадка. Процесс экономичный; образующиеся в процессе травле­ния продукты (например, СиС1₂) также вступают в реакцию с медной фольгой, переводя ее в раствор, реакция (а). Далее под действием перекиси водорода однохлористая медь вновь пе­реводится в CuCl₂, таким образом обеспечивается непрерывное регенерирование раствора, реакция (б) и т. д. На растворение 1 кг меди расходуется примерно 3 л соляной кислоты и 1 л перекиси водорода (35%-ной). Растворение протекает нормально, пока количество раство­ренной меди не достигнет 130 кг/м³. После этого часть раствора спускается и наливается свежий.

Процесс травления в растворах на основе перекиси водорода поддается автоматиза­ции. Разработаны установки, в которых автоматизировано дозирование компонентов на ос­новании показаний датчиков.