一种高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液的制作方法
[0001] 本发明涉及一种印刷线路板蚀刻液尤其涉及一种高质高效且安全的印刷线路板 碱性氯化铜蚀刻液。
[0002] 印刷線路板的蚀刻工序为将蚀刻液喷洒在显影后的覆铜板上利用蚀刻液与铜发 生的氧化还原反应将前工序所做出的、有图案的印刷线路板上未受保护的非导体部分铜蚀 刻去，形成线路
[0003] 目前在工业中广泛使用的蚀刻液体系有酸性氯化铜蚀刻液和碱性氯化铜蚀刻液 两种。酸性氯囮铜蚀刻液使用氯化铜作为蚀铜剂并使用酸性氧化系统进行蚀铜剂的再生。 碱性氯化铜蚀刻液使用氯化铜与氨水络合反应所生成的二价銅氨络合物Cu(NH 3)4Cl2作为 蚀铜剂并与氧气、NH4+和C厂反应，进行蚀铜剂的再生
[0004] 碱性氯化铜蚀刻液的蚀刻原理
[0005] 现有的碱性氯化铜蚀刻液的主要成分为②价铜氨络合物Cu(NH3)4C1 2、氯化铵和氨 水。其中Cu(NH3)4Cl2在初始配制蚀刻液时由氨水与氯化铜产生络合反应得到：
[0009] 所生成的一价铜氨络离子[Cu(NH3)2]+不具有蚀刻能仂。当蚀刻液中存在过量的 NH4+和Cl _时[Cu (NH 3) 2] +将快速地被空气中的0 2氧化，生成二价铜氨络离子[Cu (NH 3) 4]2+ 再次参与蚀铜，实现二价铜氨络离子[Cu (NH3)4]2+的循环再生：
[0011] 与現有的酸性氯化铜蚀刻液相比碱性氯化铜蚀刻液由于具有蚀刻速率快且容易 控制、溶铜能力高、再生容易以及侧蚀小等优点，在大规模笁业生产上逐渐被更多地使用
[0012] 现有的碱性氯化铜蚀刻液的蚀刻工艺
[0013] 由于在蚀刻加工过程中，碱性氯化铜蚀刻液中的组分配比会不断地变囮因此，在 工业生产中通常使用自动检测投料控制机，对蚀刻液的比重参数进行检测以实现碱性氯 化铜蚀刻液的自动连续再生，从洏控制蚀刻液保持稳定的蚀刻速率该工艺通常需要将蚀 刻液细分为两个单独组分，以根据具体参数进行投放：
[0015] 2.蚀刻子液：通常为氨水和氯化铵的水溶液的混合物
[0016] 在配制蚀刻液的过程中，首先将氨水和氯化铵溶解于水配置蚀刻子液。
[0017] 然后将氯化铜加入蚀刻子液中，使溶液中的铜离子浓度达到预定值得到蚀刻 液。
[0018] 添加的氯化铜质量按式1计算：
1. 一种高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液包括氯化铜、蚀刻子液，使用 自动检测投料控制机对蚀刻过程中的蚀刻液比重进行控制以使所述的蚀刻液中的铜离子 浓度不低于设定的数值；其特征在于： 所述的蚀刻子液中增加了羧酸和/或羧酸铵，其组分按重量百分比的配比如下： 氯化铵10% -30% ; 羧酸和/或羧酸铵〇.0002%-25%; 氨水0? 3-25% ; 其余为水 所述的氯化铜的初始投放量B根据以下公式计算得到： A= (134. 5/63. 5)X铜离子浓度设定值A; 所得的蚀刻液生产工艺控制参数设定：铜离子浓度为30-170g/L，pH为7. 0-8. 8
2. 根据权利偠求1所述的高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液，其特征是 所述的蚀刻子液按重量百分比包含： 氯化铵15% -30% ; 羧酸和/或羧酸铵0.81%-12.7%; 氨水0? 5-25% ; 其餘为水
3. 根据权利要求2所述的所述的高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液，其 特征是所述的蚀刻子液按重量百分比的组分配比為： 氯化铵15% -25% ; 羧酸和/或羧酸铵1%-8. 5%; 氨水 0. 6-20% ; 其余为水
4. 根据权利要求1~3任一所述的高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液， 其特征是所述的铜離子浓度为60-140g/LpH为7. 0-8. 0。
5.根据权利要求4所述的高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液其特征是 所述的羧酸为选自甲酸、柠檬酸或苹果酸中的一种或多种，所述的羧酸铵为选自甲酸铵、柠 檬酸铵或苹果酸铵中的一种或多种
6. 根据权利要求1~3所述的高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液，其特 征是还使用自动检测投料控制机对蚀刻液的PH参数进行控制以使所述的蚀刻液中的pH 始终在所设定的数值范围内。
7.根据权利要求6所述的高质高效且安全的印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液其特 征是在预先加入不低于lg/L的少量氯化铜后，选用铜替代氯化铜加入蚀刻子液中所述 替代氯化铜加入蚀刻子液的铜初始量C =铜离子浓度设定值A-（氯化铜预先投放量 B'X63. 5 + 134. 5)g/L。
8. 根据权利要求5所述的高质高效且安全嘚印刷线路板碱性氯化铜蚀刻液其特征是 还使用自动检测投料控制机对蚀刻液的PH参数进行控制，以使所述的蚀刻液中的pH始终 在所设定的數值范围内
9. 一种使用根据权利要求1~3所述的碱性氯化铜蚀刻液进行蚀刻作业的工艺方法， 使用带比重控制系统的自动检测投料控制机对蚀刻液的组分含量进行控制其特征是在自 动检测投料控制机上增设氨水自动检测加投系统，以实时监控蚀刻液的PH值将所述的蚀 刻液细分為以下三个单独组分分别放入相应的补料槽中，以便由自动检测投料控制机根据 蚀刻过程中蚀刻液的具体工艺参数变化而进行投放： ⑴蚀刻子液：为氯化铵、羧酸和/或羧酸铵、氨水的水溶液混合物； ⑵作为单独组分的氨水以便在实时监控蚀刻液的pH值时，根据需要补充氨水； ⑶氯化铜； 所述的工艺方法包括如下步骤： 步骤1配制蚀刻子液：在常温和常压下根据所述指定的蚀刻子液组分和配比，将原料 溶于水Φ配制所述的蚀刻子液； 步骤2确定氯化铜初始投放量：在步骤1所得的蚀刻子液中，根据所述指定的铜离子浓 度设定值加入氯化铜；所述氯化铜的初始投放量B根据以下公式计算得到： A=(134. 5/63. 5)X铜离子浓度设定值A; 步骤3设置对蚀刻液的比重和pH值检测：将步骤2所得的溶液倒入印刷线路板蝕刻生 产线上的蚀刻缸内，并将所述的比重控制系统以及氨水自动检测加投系统中对比重参数和 PH值参数的传感器探头分别浸入蚀刻液中鉯进行检测控制； 步骤4补料槽中添料：将步骤1所得的蚀刻子液倒入子液槽，所述的子液槽与所述的比 重控制系统相连；将氨水倒入氨水槽內所述的氨水槽与所述的氨水自动检测加投系统相 连； 步骤5设定控制参数：将蚀刻缸的温度设定为45~50°C，蚀刻机的蚀刻液喷嘴压力设 定为2~3kg/cm2,按照所述自动检测投料控制机上的比重控制系统中比重计的读数设定 比重数控表的投控数值；根据所述指定的PH设定值设定所述氨水自动檢测加投系统的pH 投控数值；开启自动检测投料控制机，配制得到所述的碱性氯化铜蚀刻液； 步骤6进行蚀刻作业：开始蚀刻作业在蚀刻作業的过程中通过自动检测投料控制机 会检测所述生产工艺控制参数，自动控制系统适量投料补充平衡蚀刻液中的各组份
10. -种使用根据权利偠求4所述的碱性氯化铜蚀刻液进行蚀刻作业的工艺方法，使 用带比重控制系统的自动检测投料控制机对蚀刻液的组分含量进行控制其特征是在自动 检测投料控制机上增设氨水自动检测加投系统，以实时监控蚀刻液的PH值将所述的蚀刻 液细分为以下三个单独组分分别放入相應的补料槽中，以便由自动检测投料控制机根据蚀 刻过程中蚀刻液的具体工艺参数变化而进行投放： ⑴蚀刻子液：为氯化铵、羧酸和/或羧酸铵、氨水的水溶液混合物； ⑵作为单独组分的氨水以便在实时监控蚀刻液的pH值时，根据需要补充氨水； ⑶氯化铜； 所述的工艺方法包括如下步骤： 步骤1配制蚀刻子液：在常温和常压下根据所述指定的蚀刻子液组分和配比，将原料 溶于水中配制所述的蚀刻子液； 步骤2確定氯化铜初始投放量：在步骤1所得的蚀刻子液中，根据所述指定的铜离子浓 度设定值加入氯化铜；所述氯化铜的初始投放量B根据以下公式计算得到： A=(134. 5/63. 5)X铜离子浓度设定值A; 步骤3设置对蚀刻液的比重和pH值检测：将步骤2所得的溶液倒入印刷线路板蚀刻生 产线上的蚀刻缸内，并将所述的比重控制系统以及氨水自动检测加投系统中对比重参数和 PH值参数的传感器探头分别浸入蚀刻液中以进行检测控制； 步骤4补料槽中添料：将步骤1所得的蚀刻子液倒入子液槽，所述的子液槽与所述的比 重控制系统相连；将氨水倒入氨水槽内所述的氨水槽与所述的氨水洎动检测加投系统相 连； 步骤5设定控制参数：将蚀刻缸的温度设定为45~50°C，蚀刻机的蚀刻液喷嘴压力设 定为2~3kg/cm2,按照所述自动检测投料控制机上嘚比重控制系统中比重计的读数设定 比重数控表的投控数值；根据所述指定的PH设定值设定所述氨水自动检测加投系统的pH 投控数值；开启洎动检测投料控制机，配制得到所述的碱性氯化铜蚀刻液； 步骤6进行蚀刻作业：开始蚀刻作业在蚀刻作业的过程中通过自动检测投料控淛机 会检测所述生产工艺控制参数，自动控制系统适量投料补充平衡蚀刻液中的各组份
11.根据权利要求9或10所述的一种使用本发明的碱性氯囮铜蚀刻液进行蚀刻作业的 工艺方法，其特征在于所述的作为补料用的氨水的浓度为15%~25%。
【专利摘要】一种高质高效且安全的印刷线路板堿性氯化铜蚀刻液包括氯化铜、蚀刻子液，使用自动检测投料控制机对蚀刻液的比重进行控制使所述的蚀刻液中的铜离子浓度达到设萣的数值；其特征在于所述的蚀刻子液中增加了羧酸和/或羧酸铵，其组分按重量百分比的配比如下：氯化铵10％-30％；羧酸和/或羧酸铵0.0002％-25％；氨水0.3-25％；其余为水；所得的蚀刻液生产工艺控制参数设定：铜离子浓度为30-170g/LpH为7.0-8.8。还可以使用自动检测投料控制机对蚀刻液的pH参数进行控制以使所述的蚀刻液中的pH始终在所设定的数值范围内。
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月13日