1. ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ С ПРОБЕЛЬНЫХ МЕСТ
Травление меди — сложный окислительно-восстановительный процесс, в котором окислителем является травильный раствор, переводящий медь из металлического состояния в ионное. Выбор травильных растворов зависит от следующих факторов: типа применяемого резиста; типа оборудования, обеспечивающего высокую производительность и экологическую защищенность процесса травления; допустимой величины коэффициента подтравливания; оптимальной скорости травления.
Промышленность использует травильные растворы на основе хлорного железа, персульфата аммония, хлорной меди, смеси хромового ангидрида и серной кислоты, перекиси водорода, хлорита натрия (щелочные растворы). Выбор травильного раствора определяется типом применяемого резиста (табл. 1), скоростью травления, величиной бокового подтравливания, сложностью оборудования, возможностью регенерации и экономичностью всех стадий процесса.
Таблица 1 - Совместимость травителей и применяемых резистов
|
Основной компонент Возможно вы искали - Реферат: Традиційні та прогресивні технологічні процеси травителя | Резист | ||||||
| Трафаретная краска | Фоторезист | Sn—Pb | Sn | Au, Au—Ni |
Ni, Sn—Ni | Ag | |
| Хлорное железо | + | + | – | – | + | – | + |
| Персульфат аммония | + | + | ´ | – | + | – | + |
| Хлорная медь | + | +1 | – | – | + | + | + |
| Перекись водорода | + | + | ´ | ´ | + | + | + |
| Хромовая кислота | + | + | ´ | + | + | – | + |
| Хлорит натрия | +2 | +2 | + | + | + | + | + |
| Хлорное железо и хлорная медь | + | + | – | – | + | – | + |
В таблице приняты следующие обозначения: + — не взаимодействует с травителем; – — взаимодействует с образованием растворимых соединений; ´ — взаимодействует с образованием нерастворимых соединений, удаляемых впоследствии осветлением; 1—кроме фоторезиста на основе ПВС; 2 — кроме резистов, удаляемых щелочью.
Скорость травления оказывает существенное влияние на качество формируемых элементов ПП. При малых скоростях время травления увеличивается, что приводит к ухудшению диэлектрических свойств основания и увеличению бокового подтравливания. Оно возникает вследствие того, что травитель также взаимодействует с боковой поверхностью проводников. Вследствие этого уменьшается их токонесущая способность и прочность сцепления с диэлектриком.
Похожий материал - Реферат: Транспортирование глины и добавок. Оборудование для подготовки добавок
Величина подтравливания характеризуется коэффициентом, представляющим собой отношение глубины травления h к боковому подтравливанию с :
.
Наибольшее применение получили травильные растворы на основе хлорного железа (плотностью 1,36 — 1,42 г/см2 ) благодаря высокой и равномерной скорости травления, малой величине бокового подтравливания, низкой токсичности. Состав: 500 г/л FeCl3 , 4—6 % HCl; режимы травления: T = 35—50 °C, перемешивание. Растворение меди идет по реакции
.
Скорость травления в свежем растворе до 40 мкм/мин, затем снижается до 5 мкм/мин. Недостатки — большое подтравливание, непригодность для металлических резистов типа Sn—Pb, сложность утилизации, трудность отмывки осадка на платах, высокая стоимость.
Очень интересно - Реферат: Транспортирование сырца в сушильные агрегаты. Основные сведения о процессе сушки. Естественная сушка в сушильных сараях
Технология регенерации хлорного железа достаточно сложна. Сначала из электролита удаляется медь путем контактного осаждения на стальные стружки. После этого вводится окислитель для перевода Fe2+ в Fe3+ и проводится корректировка содержания FeCl3 до требуемого количества.
Травильный раствор на основе персульфата аммония легко приготавливается, дешевле хлорного железа на 30 — 40 %, не взаимодействует с металлическим резистом. Этот раствор является основным при травлении ПП, проводники которых защищены сплавом олово—свинец. Процесс травления описывается уравнением
.
Состав и режимы травителя: 200—300 г/л (NH4 )2 S2 O8 , H2 SO4 60 г/л, T = (50—55) °C.
Реакция сопровождается выделением теплоты, что вызывает необходимость стабилизации температурного режима. При травлении происходит большое боковое подтравливание медных проводников. К недостаткам относятся также небольшая допустимая концентрация меди в растворе (35—40 кг/м3 ), образование смеси ядовитых газов и зубчатого края проводников, невысокая скорость травления (2,5 мкм/мин).
Вам будет интересно - Контрольная работа: Требования и правила пошива верхней одежды
Регенерация осуществляется путем охлаждения травильного раствора. При этом CuSO4 и (NH4 )2 SO4 выпадают в осадок и отфильтровываются.
Предпочтительными для ПП с металлическими резистами являются медно-аммонийные растворы травления, в состав которых входят CuCl2 , NH4 Cl, NH4 NO3 , (NH3 )2 CO3 и аммиак NH3 , pH раствора составляет 9,0—9,5. Травление описывается реакцией
.
Травильный раствор на основе хлорной меди в 20 раз дешевле хлорного железа, характеризуется легкостью отмывки, простотой приготовления, возможностью регенерации, стабильными параметрами травления. Процесс травления описывается реакцией
.
Похожий материал - Контрольная работа: Требования к нарядным швейным изделиям
Состав травителя и режимы: 150 г/л CuCl2 , 5 % HCl, T = 40—60 °C. Недостатки: не применяется для резистов из сплава олово—свинец и блестящего лужения. Регенерация осуществляется либо продувкой газообразным хлором, что является экологически вредным процессом:
,
либо введением окислителя — перекиси водорода:
.