腐蚀卡上的铜的方法技术

本发明专利技术通过在阴极（１０２）和卡（４２）之间施加电压，借此使卡（４２）构成阳极，实现对卡上的铜的腐蚀。阴极（１０２）和卡（４２）浸没在电解液中，该电解液包括第一组分，其可以从处于离子态的第一状态，该离子具有第一正氧化数的金属原子，还原为处于离子态的第二状态，该离子具有第二正氧化数的所述金属原子，第二正氧化数小于所述第一正氧化数。电解液中用于将第一状态还原为第二状态的第一氧化还原电势大于电解液中用于将二价铜离子还原为金属铜的第二氧化还原电势。在腐蚀期间，卡上的金属铜被氧化为带正电的铜离子，而第一组分从第一状态还原为第二状态。因为没有金属铜沉淀在阴极上，从而改良了卡上腐蚀结构的品质。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及腐蚀卡或板上的铜的方法，在该方法中，在阴极和构成阳极的板之间施加电压，阴极和板浸没在电解液中。本专利技术还涉及用于腐蚀板上的铜的设备，该设备包括电压发生器、布置为与电压发生器负极相连的阴极和布置为包含电解液的容器，并且阴极和板浸没在电解液中，板被布置为与电压发生器的正极相连以构成阳极。本专利技术还涉及在电化学腐蚀卡上的铜时所使用的电解液，在该腐蚀中，在阴极和构成阳极的板之间施加电压，阴极和板浸没在电解液中。
技术介绍
在板上，例如在用于制造电路板的铜层压板(laminate)上，制造图形，例如电导体时，经常利用腐蚀除去导电层的一些部分。板通常具有非导电材料的薄片，在该薄片的一个或两个水平面上设置有铜层。通常，在铜层上施加光敏涂层。使用照相处理(photographic process)将期望的图形从母片(master)或模板转移到涂层，之后除去包围该图形的涂层部分。在腐蚀操作中，已除去涂层的位置上的铜层被腐蚀掉，而仍然被涂层覆盖的铜层部分则保留铜层。腐蚀通常作为电化学腐蚀加以执行，其中在阴极和构成阳极的板之间施加电压，阳极和阴极都浸没在导电的电解液中。这种腐蚀方法在例如EP 0 889 680和WO 98/10121中被公开。电化学腐蚀的一个问题是待腐蚀掉的铜层部分需要与电压源连续地电接触。如果在腐蚀期间，铜层部分失去了该电接触，该部分会形成不能被腐蚀掉的“岛”。另一个问题是铜层中被氧化成铜离子的铜将在阴极上还原并再次形成金属铜。因为这种沉淀并不是均匀地分布在阴极的整个表面，所以阴极和板之间的距离在板的整个水平面上会有不同。由此，腐蚀效果在板的整个水平面上也会有不同，这意味着板的某些部分会过腐蚀，而一些部分会腐蚀不充分。为了避免这些问题，板与阴极之间的距离必须很长，以至于由于铜沉积导致的距离的改变相对于它的大小并不显著。如果阴极和板之间的距离很长，就需要在板与阴极之间施加高电压以获得期望的电流密度从而产生足够的腐蚀速度。然而，如果施加高电压，电导体不能获得期望的尺寸。这反过来阻止板上的电导体获得预期的传导和电阻性能，使得必须丢弃大量已经腐蚀的板。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除或者减少上述的缺点，并提供一种腐蚀板的方法，所述方法效率高，并且使所腐蚀的板具有低缺陷率。更特别地，本专利技术提供了一种腐蚀板上的铜的方法，该方法中，在阴极和构成阳极的板之间施加电压，阴极和板浸没在电解液中，该方法的特点在于该电解液至少含有第一组分，其能够从处于离子态的第一状态，该离子具有第一正氧化数的金属原子，还原为处于离子态的第二状态，该离子包括具有第二正氧化数的所述金属原子，第二正氧化数小于所述第一正氧化数，电解液中用于将第一状态还原为第二状态的第一氧化还原电势大于电解液中用于将二价铜离子还原为金属铜的第二氧化还原电势，板上的金属铜被氧化为带正电的铜离子，同时第一组分从第一状态还原为第二状态。本专利技术的另一个目的是消除或者减少上述的缺点，并提供一种用于腐蚀板的设备，该设备允许高效地腐蚀板，并使所腐蚀的板具有低缺陷率。更特别地，本专利技术提供了一种用于腐蚀板上的铜的设备，该设备包括电压发生器、布置成与电压发生器负极相连的阴极和布置成包含电解液的容器，并且阴极和板浸没在电解液中，板被布置成与电压发生器的正极相连以构成阳极，所述设备的特点在于容器被布置成接收至少含有第一组分的电解液，第一组分能够从处于离子态的第一状态，该离子具有第一正氧化数的金属原，还原为处于离子态的第二状态，该离子包括具有第二正氧化数的所述金属原子，第二正氧化数小于所述第一正氧化数，电解液中用于将第一状态还原为第二状态的第一氧化还原电势大于电解液中用于将二价铜离子还原为金属铜的第二氧化还原电势。本专利技术的另外一个目的是消除或者减少上述缺点，并提供一种用于腐蚀板的电解液，该电解液允许高效地腐蚀板，并使所腐蚀的板具有低缺陷率。更特别地，本专利技术提供了一种在电化学腐蚀板上的铜时使用的电解液，在该腐蚀中，在阴极和构成阳极的板之间施加电压，阴极和板浸没在电解液中，该电解液的特点在于它至少含有第一组分，其能够从处于离子态的第一状态，该离子具有第一正氧化数的金属原子，还原为处于离子态的第二状态，该离子具有第二正氧化数的所述金属原子，第二正氧化数小于所述第一正氧化数，电解液中用于将第一状态还原为第二状态的第一氧化还原电势大于电解液中用于将二价铜离子还原为金属铜的第二氧化还原电势。本专利技术进一步的优点和特点在下面的说明以及附加权利要求中将显现出来。附图说明现在将通过无限制的实施例并参考附图更详细地说明本专利技术。图1a是显示用于腐蚀铜层压板一个平面侧的盒子(cassette)的侧视图。图1b显示了图1a中盒子沿直线Ib-Ib的构造。图2a是显示用于腐蚀铜层压板两个平面侧的盒子的侧视图。图2b显示了图2a中盒子沿直线IIb-IIb的构造。图3a是显示用于腐蚀铜层压板两个平面侧的盒子的另一个实施例的侧视图。图3b显示了图3a中盒子沿直线IIIb-IIIb的构造。图3c以大比例尺显示了图3b中的区域IIIc。图3d显示了图3a中盒子沿直线IIId-IIId的构造和处于开启位置(open position)。图3e显示了图3a所示盒子中的阳极框(frame)。图4a显示了流动发生管(flow-generating pipe)，其具有喷嘴并在阴极的整个平坦侧上移动。图4b显示了图4a中的管沿直线IVb-IVb的构造。图4c显示了图4a中的管沿直线IVc-IVc的构造。图4d以大比例尺显示了图4b中的区域IVd。图4e是显示管的可选择实施例的剖面图，该管在它面对阴极的一侧上具有多个圆孔形的喷嘴。图4f显示了图4e所图解的管沿箭头IVf方向观察的构造。图5a显示了条棒状流动发生器(flow-generating means)，其在阴极的整个平坦侧上移动。图5b显示了图5a中的条棒沿直线Vb-Vb的结构。图6显示了条棒的可选择实施例。图7显示了条棒的另一个可选择实施例。图8示意地显示了用于腐蚀铜层压板的设备。具体实施例方式在本专利技术及权利要求书中，术语“板”是指具有铜层的薄片。板能够，例如，具有基片，诸如用聚酯、玻璃纤维增强的环氧树脂塑料、陶瓷或玻璃制成的薄片，在其一个或多个表面上具有铜层。其中一个实例是铜层压板，例如具有铜层并用于为电子工业制造电路板的强化环氧树脂塑料薄片。“板”还指用固体铜制造的薄片。在本专利技术中，具有铜层的板被电化学地腐蚀。在这一处理中，阴极与电压发生器的负极柱相连，板的铜层与电压发生器的正极柱相连从而成为阳极。阴极和板都浸没在电解液中。根据本专利技术的电解液具有一定的氧化还原电势。该氧化还原电势是该电解液氧化能力的尺度，并取决于所含的组分、组分的浓度和电解液的温度。如果某一反应的氧化还原电势低于电解液的氧化还原电势，该反应将向左侧进行，如通常所书写的并在本说明书中使用的。该种类型的反应中所包含组分的形态称为氧化还原对。当电解液中存在数个氧化还原对时，具有最高氧化还原电势的氧化还原对将被还原，也就是说，反应将向右进行，相反，具有最低氧化还原电势的氧化还原对将被氧化，也就是说，反应将向左进行。这样，铜的氧化还原反应能够写作E°＝0.34V在所含全部组分的浓度依赖活度(concentr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腐蚀板（２；４２）上的铜的方法，该方法中在阴极（１２；５８，６６；１０２，１０４）和构成阳极的板（２；４２）之间施加电压，阴极（１２；５８，６６；１０２，１０４）和板（２；４２）浸没在电解液中，其特征在于，电解液至少含有第一组分，其能够从处于离子态的第一状态还原为处于离子态的第二状态，第一状态中的离子具有第一正氧化数的金属原子，第二状态中的离子包括具有第二正氧化数的所述金属原子，第二正氧化数小于所述第一正氧化数，电解液中用于将第一状态还原为第二状态的第一氧化还原电势大于电解液中用于将二价铜离子还原为金属铜的第二氧化还原电势，板（２；４２）上的金属铜被氧化并被转换为带正电的铜离子，而第一组分从它的第一状态还原为它的第二状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约兰弗伦内松，古斯特比宁斯，比亚尔尼比亚尔纳松，珍妮舍贝里，
申请(专利权)人：奥博杜卡特股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]