蝕刻機(jī)中堿性CuCl2腐蝕原理及組成

堿性蝕刻液一般適用于多層印制板的外層電路圖形制作，這種蝕刻方法在線路板制作中應(yīng)用非常廣泛，特別是圖形電鍍，這是較好的蝕刻方法之一。同時(shí)堿性蝕刻速度快，側(cè)蝕刻小，溶銅量大，蝕刻液可以再生連續(xù)使用。

堿性CuCl2蝕刻液主要是由CuCl2和NH3-H2O組成，在CuCl2溶液中加入NH3-H2O會(huì)發(fā)生如下絡(luò)合反應(yīng)：CuCl2+4NH3-H2O＝[Cu(NH3)4]Cl2+4H2O，在蝕刻機(jī)藥箱內(nèi)，銅被[Cu(NH3)4]2+絡(luò)離子氧化成Cu+。其氧化反應(yīng)如下：[Cu(NH3)4]Cl2+Cu＝2[Cu(NH3)2]Cl。生成的[Cu(NH3)2]+為Cu+的絡(luò)離子，不具有氧化能力，在有過量NH3-H2O和Cl-存在的前提下，能很快被空氣中的氧氣所氧化，生產(chǎn)具有蝕刻能力的[Cu(NH3)4]2+。其絡(luò)離子再生反應(yīng)如下：

2[Cu(NH3)2]Cl+2NH4Cl+2NH3-H2O+1/2O2＝2[Cu(NH3)4]Cl2+2H2O。

從上面的化學(xué)方程式可以看出，在蝕刻機(jī)工作過程中，每腐蝕1mol銅需要消耗2mol NH3-H2O和2mol NH4Cl。因此在腐蝕機(jī)蝕刻過程中，隨著銅的溶解，應(yīng)不斷補(bǔ)充NH3-H2O和NH4Cl。

在堿性真空蝕刻機(jī)中，溶液Cu2+濃度、PH值、NH4Cl濃度、NH3-H2O濃度以及溫度都會(huì)影響到蝕刻效率。掌握這些因素的影響才能有效的控制溶液，使之保持恒定的[敏感詞]蝕刻狀態(tài)，從而得到滿意的蝕刻質(zhì)量。通過我們多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，得出以下結(jié)論，僅供參考：

（1）Cu2+濃度對(duì)蝕刻速度的影響：在這種蝕刻液中，Cu2+是氧化劑，所以Cu2+的濃度對(duì)蝕刻機(jī)的蝕刻速度的影響占有重要因素。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)告訴我們，Cu2+濃度在0g/L~82.5g/L時(shí)，蝕刻速度很慢；在82.5g/L~135g/L時(shí)蝕刻速度較低，且控制困難；在135g/L~165g/L時(shí)，蝕刻速度高且溶液穩(wěn)定；在165g/L~225g/L時(shí)，溶液不穩(wěn)定，趨向于產(chǎn)生沉淀。

（2）蝕刻液中PH值對(duì)蝕刻速度的影響：蝕刻液PH值應(yīng)保持在8~8.8之間，當(dāng)PH<8時(shí)，一方面對(duì)金屬抗蝕層不利，另一方面，蝕刻液中的銅不能完全絡(luò)合成銅氨絡(luò)離子，藥液出現(xiàn)沉淀，造成蝕刻困難。如果藥液PH值過高，蝕刻液中氨過飽和，游離氨釋放到大氣中，導(dǎo)致對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)藥液PH值的過高也會(huì)增大側(cè)蝕量，從而影響到蝕刻精度。

（3）NH4Cl濃度對(duì)蝕刻的影響：從溶液再生的化學(xué)反應(yīng)式可以看出，[Cu(NH3)2]-的再生過程需要有大量的NH3-H2O和NH4Cl的存在，如果蝕刻機(jī)藥液缺乏NH4Cl，將使[Cu(NH3)2]-得不到再生，蝕刻速度就會(huì)降低，以至于失去蝕刻能力。所以，NH4Cl的含量對(duì)蝕刻速度影響很大。但是，溶液中Cl-含量過高會(huì)引起抗蝕層侵蝕，一般濃度控制在150g/L左右為宜。

（4）溫度對(duì)蝕刻速度的影響：當(dāng)蝕刻溫度低于40℃時(shí)，蝕刻速度很慢，而蝕刻速率過慢會(huì)增大側(cè)蝕量，影響蝕刻精度。溫度高于60℃，蝕刻速率明顯加快，但氨的揮發(fā)量也大大增加，導(dǎo)致環(huán)境污染的同時(shí)使溶液中化學(xué)成分比例失調(diào)，故一般蝕刻機(jī)工作溫度控制在45℃~55℃為宜。