在印刷电路板上蚀刻铜膜的方法技术

阐述了一种用硫酸钠氨溶液蚀刻印刷电路板上铜膜的工艺过程，所用的蚀刻液里还加入含溴物质作催化剂，尤其是ＮＨＢｒ或ＣＨＣＨＢｒＣＯＢｒ，以提高蚀刻速度．从这种蚀刻液，有可能在优质钢电极上，电解析出柔韧的铜附着层，并容易将它自电极上剥离下来．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工艺，在印刷电路板上蚀刻铜膜的同时，从蚀刻溶液中电解回收铜。如今工业上主要用作蚀刻印刷电路板的方法，其蚀刻液使用了[Cu(NH3)4]Cl2和NH3的浓水溶液。溶液中的二价铜，把印刷电路板上薄层铜暴露部位的金属铜，氧化成一价铜在氧化过程中，二价铜本身也转化成一价。盐溶液中的一价铜则受空气中氧气作用，又重新氧化成二价铜，然后重新可供蚀刻使用。在蚀刻溶液长期使用之后，其中的铜含量必须重新降下来。由于电解离析法同时会释放出Cl2，不能用它来降低铜含量。因此，可以采用液-液萃取法，将多余的铜固着到溶解在煤油中的β-二铜上面，这种化合物本身不溶于水，随后，用硫酸将铜重新分解出来，由此得到硫酸铜。后者然后可以按通常的方法由电解法生成金属铜。上述重新处理蚀刻溶液的方法过于复杂，只能在为该用途准备的化学企业中进行。印刷电路板厂商不得不把用过的蚀刻液送回这种企业处理。固然，也可能采用[Cu(NH3)4]SO4的浓水溶液来蚀刻印刷电路板。在蚀刻中另外溶入的铜，可以很容易从这样的溶液中电解析出。但是，如果采用这样的蚀刻溶液，其蚀刻时间比使用CuCl2/NH3溶液要长得多。为了缩短使用[Cu(NH3)4]SO4溶液所需要的蚀刻时间，在以前的专利申请书P3305319.7中，曾提到在[Cu(NH3)4]SO4浓溶液里加入了一种催化剂，即钒或钒化合物。但是，从含亚铁钒盐(Vanadiferrous)的[Cu(NH3)4]SO4蚀刻液中析出的铜，没有粘附性，容易掉皮，且难以由离析铜的电极上取走。另外，当电极上析出的铜层厚度增加，电解效率也随之下降。本专利技术的目的，是提供一种。它可以在蚀刻中，同时用电解方法使[Cu(NH3)4]SO4蚀刻液完全再生;而且在电解法回收铜的过程中，可以得到有粘附性的铜层。此时，印刷电路板的蚀刻过程仍然被催化加速。按照本专利技术这个难题得到解决。按照本专利技术的方法，采用含溴物质作催化剂，该化合物在蚀刻溶液中不是以阳离子状态存在，它在电解回收铜的过程中，也不与铜一起离析出来。从含有亚铁钒盐(Vanadiferrous)的[Cu(NH3)4]SO4蚀刻液中析出的铜，机械强度差，估计其原因，可能是由于析出的铜里混有了钒。按照本专利技术方法，用作催化剂的含溴物质并不形成阳离子，因此，不能与铜一起离析出来。从而，在电极上生成纯的柔韧铜层。含溴的催化物质就成本而论也是合算的。下文将赋予唯一的图解，对本专利技术作更详细的说明。图示的系统，可用来连续蚀刻印刷电路板，并用电解法从蚀刻液离析出铜，使溶液不断再生。图中，把细长的箱子10画成横截面。箱子10下方作蚀刻液的储槽12。后者通过管路14同泵16的真空端相接。泵的排气端同下端喷淋管18和上端喷淋管20相接。在喷淋管18和20之间，延续有一条带孔的环状传送带22，它不断把印刷电路板24，沿垂直于画面方向，传送通过箱子10。印刷电路板表面，至少有一覆有带状铜膜，其上涂有感光性保护膜(光刻胶)，保护膜上有些地方经曝光和随后显影处理，已被除掉，这样铜膜上只有那些以后构成电路板的地方，仍然涂有保护膜。而铜膜的其它部位则暴露出来，并遭到由喷淋管18、20喷出的蚀刻液26的腐蚀。新鲜的蚀刻液组分含有1.227克分子/升[Cu(NH3)4]SO4，0.01～0.6克分子/升游离态NH3，以及0.606克分子/升(NH4)2SO4。蚀刻液温度为323～325K(50～52℃)。另外蚀刻溶液里还有含溴物质作催化剂，以提高蚀刻速度。对此，后面将加以更详细说明。在不到一分钟的时间内，蚀刻溶液可以将35微米厚铜膜上无保护膜部位的铜全部溶出。按照方程Cu+Cu2+-2Cu，开始先生成一价铜。它再受空气中氧气氧化，这样，整个蚀刻操作反应方程如下由于蚀刻操作中溶液里铜的浓度随着时间升高，为了蚀刻液再生，必须要把适量的铜从溶液中除掉。为此目的，箱子10通过另一根管道27，同电解槽18相连接，电解槽有阴极30和阳极32，它们与电源相连(图上未表示出)。由于外加的电解电压，在反应槽28中，发生上述方程(1)中方向完成相反的反应，这样，蚀刻液中游离氨和(NH4)2SO4含量增加。蚀刻液里另外带有的含溴催化性物质不受电解影响，它同蚀刻液一起，经另一台泵34和管道36，被送回箱子10。经电解，溶液里的铜析出后沉淀在阴极30上，构成有粘附性和柔韧的铜层，它容易用机械的方法从由优质钢材制成的阴极上剥离下来。下文将举例列出若干能提高蚀刻速度的含溴催化性物质，以及由此获得的蚀刻速度。每次试验用的蚀刻液，有上文所述的基本组成和标明的温度。例1采用KBr作含溴催化物质。下表的记录中，列出了催化物质的浓度，在323～325K时蚀刻液的PH值，以及完成蚀刻35微米铜膜所需要的时间。可以发现，由于加入催化剂，蚀刻时间能缩短一半。催化剂加入量(克/升) PH值 蚀刻时间(秒)0 8.79 980.5 8.79 681.0 8.79 632.0 8.79 572.0 9.25 602.0 9.1 583.0 9.25 503.0 9.1 474.0 9.2 464.0 8.8 446.0 8.9 46例2采用NH4Br作催化物质下表再次列出了获得的蚀刻速度的记录。催化剂加入量(克/升) PH值 蚀刻时间(秒)0 8.9 960.1 8.9 681.0 8.9 533.0 8.9 504.0 8.9 496.0 8.9 498.0 8.9 49例3采用超纯度溴作催化物质由于反应过于激烈，纯溴只能溶解在氯仿中，以很稀的形式使用(最大容许浓度MAC值＝0.1PPM)可以获得以下的蚀刻速度。催化剂加入量(克/升) PH值 蚀刻时间(秒)0 8.84 1120 9.04 1070.1 9.0 620.5 9.03 550.8 9.03 431.45 9.03 402.0 9.03 40例4采用N-十六烷基-N，N，N-三甲基溴化铵(C19H42BrN)作催化物质。如果使用这种催化物质，还应当采取措施以降低蚀刻液在喷淋中的起泡。获得的蚀刻结果如下催化剂加入量(克/升) PH值 蚀刻时间(秒)0 9.0 1030.1 9.0 900.5 9.0 621.0 9.0 622.0 9.0 724.0 9.0 78例5采用溴代乙酰基溴化物(C2H2Br2O)作催化物质。如果采用这种容易挥发且有毒的催化物质时，必须加以适当的保护措施。获得的蚀刻结果如下催化剂加入量(克/升) PH值 蚀刻时间(秒)0 8.55 980.9 8.55 491.8 8.55 472.0 8.55 463.0 8.9 455.0 8.9 487.0 8.9 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
在印刷电路板上蚀刻铜膜，同时从蚀刻液中电解回收铜的工艺，蚀刻液里除［Ｃｕ（ＮＨ↓〔３〕）〔４〕］ＳＯ↓〔４〕、ＮＨ↓〔３〕和（ＮＨ↓〔４〕）〔２〕ＳＯ↓〔４〕以外，还含有一种催化剂，以提高蚀刻速度，蚀刻液接触印刷电路板，蚀刻下来的铜用电解法从蚀刻液里析出，由此再生的盐溶液返回该工艺过程中使用，其特征在于蚀刻液含有溴物质作催化剂。

【技术特征摘要】
1.在印刷电路板上蚀刻铜膜，同时从蚀刻液中电解回收铜的工艺，蚀刻液里除[Cu(NH3)4]SO4、NH3和(NH4)2SO4以外，还含有一种催化剂，以提高蚀刻速度，蚀刻液接触印刷电路板，蚀刻下来的铜用电解法从蚀刻液里析出，由此再生的盐溶液返回该工艺过程中使用，其特征在于蚀刻液含有溴物质作催化剂。2.根据权利要求1的工艺，其特征在于起催化作用的活性溴浓度为0.1～8克/升。3.根据权利要求2的工艺，其特征在于起催化作用的活性溴浓度为1～4克/升。4.根据权利要求1的工艺，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：维利拜尔，雷纳哈斯，
申请(专利权)人：汉斯荷尔米勒机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]