7.2. Кислі розчини на основі хлорної міді (хлорно-мідний кислий розчин).

Хлорид міді окисляє і розчиняє мідь за такою реакцію:

CuCl₂ + Cu → 2 CuCl

Утворювана сіль CuCl є малорозчинною сполукою. Однак в присутності іонів хлору у вигляді HCl, NHCl₄ утворює добре розчинні комплекси [CuCl₂]^-.

Хлоридно-мідний кислий розчин містить: CuCl₂ 100-150г/л; HCl 145-150 г/л; рН=0-(-1). Робоча температура розчину 45-50 ^оС.

Основні характеристики розчину:

• швидкість травлення 35 мкм/хв;

• бокове підтравлювання 40-60 мкм;

• ємність за стравленою міддю 160 г/л.

Переваги розчину:

• висока швидкість травлення;

• розчин порівняно дешевий;

• відсутність шламу при промиванні;

• простота коригування та регенерації, так як розчин містить тільки CuCl₂ та CuCl.

Недоліки розчину: руйнує металорезист ПОС-61, не придатний для позитивного комбінованого методу.

На теперішній час цей розчин є основним у субтрактивному негативному методі.

Регенерація відпрацьованого кислого розчину на основі хлорної міді здійснюється хімічним способом і базується на таких реакціях:

2 CuCl + 2 HCl + H₂О₂ = 2 CuCl₂ + 2 H₂О

4 CuCl + О₂ + 4 HCl = 4 CuCl₂ + 2 H₂О

2 CuCl₂ + Cl₂ = 2 CuCl₂

Таким чином, відпрацьований кислий розчин хлорної міді можна легко регенерувати до вихідного стану.

Регенерацію міді із відпрацьованих травильних розчинів здійснюють осадженням CuО під дією NаОН при нагріванні і барботуванні повітрям за реакціями:

CuCl₂ + 2 NаОН = CuО + 2NаCl + Н₂О

2 CuCl + 1/2 О₂ + 2 NаОН = 2 CuО + 2 NаCl + 2 Н₂О

7.3. Лужні травильні розчини на основі хлорної міді.

В аміачному середорвищі солі міді утворюють комплексну сіль за реакцією:

CuCl₂ + 4NН₄ОН = Cu(NН₃)₄Cl₂ + 4Н₂О

Аміачна комплексна сіль двовалентної міді є окислювачем і розчиняє мідь за реакцією:

Cu(NН₃)₄Cl₂ + Cu = 2 Cu(NН₃)₂Cl

У склад лужного розчину на основі хлорної міді входять: CuCl₂ 100 г/л; NН₄Cl 100 г/л; NН₄ОН (25%) 140 мг/л; (NН₄)₂СО₃ 30 г/л; рН 8 – 9,5. Температура розчину 40 – 50 ⁰С.

Розчин не руйнує металорезистів і призначений виключно для позитивного методу, що є перевагою цього розчину.

Недоліки розчину:

• необхідне постійне корегування вмісту розчину, так як безперервно випаровується аміак.

• стічні води забруднюються амонієвими солями і це ускладнює очищення таких вод від солей важких металів.

• внаслідок безперервного випаровування аміаку необхідна ефективна вентиляція.

Відпрацьований лужний розчин, що містить одновалентну мідь, легко регенерується за допомогою окислення киснем повітря

2 Cu(NН₃)₂Cl + 1/2 О₂ + 2NН₄Cl = 2 Cu(NН₃)₄Cl₂ + 3 Н₂О

Регенерацію міді із лужних розчинів здійснюють електрохімічним шляхом. Використовують електролізери, оснащені катодами із титану і анодами із графіту. Мідь, яку вилучають, можна отримувати у вигляді фольги або ж у вигляді порошку.

7.4. Розчини на основі персульфату амонію.

Персульфат амонію відноситься до категорії сильних окислювачів і в кислому середовищі розчиняє мідь за реакцією:

(NH4)2S2O8 + Cu = CuSO4 + (NH4)2SO4

Побічною реакцією при цьому є гідроліз персульфату

(NH4)2S2O8 + H2O = 2NH4HSO4 + H2O2

Для травлення міді використовують розчин, що містить: (NH4)2S2O8 200 – 250 г/л; H2SO4 5 – 7 г/л. Температура розчину до 50 0С.

Основні характеристики розчину:

• швидкість травлення – 25 мкм/хв.

• бокове підтравлювання – 50 – 80 мкм;

• эмність за стравленою міддю – 35 г/л.

• переваги розчину:

• відсутність шламу при травленні;

• простота в приготуванні розчину.

Недоліки розчину:

• нестійкість персульфату (самовільно розкладається);

• дороговизна персульфату;

• нерівномірність травлення;

• мала швидкість травлення;

• складність утилізації міді.

Утилізацію міді із відпрацьованого розчину здійснюють шляхом його охолодження до +5 0С. При цьому випадає осад подвійної солі CuSO4(NH4)2SO4*H2O. Осад відфільтровують, а розчин нагрівають, додають необхідну кількість (NH4)2S2O8 і використовують повторно.

Персульфатний розчин не руйнує металорезистів і може використовуватися в позитивному і негативному методах. Однак недоліки, наведені вище, обумовлюють його обмежене використання в промисловості. В основному, розчин використовується для підтравлювання фольги перед нанесенням гальванопокриттів.