Способ непрерывного травления меди в рецикле с электрохимической регенерацией травильного раствора Советский патент 1989 года по МПК C23F1/00 C23G1/28 

Изобретение относится -к химической обработке поверхности металлов, в частности к способу травления медных печатных плат в рецикле с элек-. трохимической регенерацией травильного раствора.

Целью изобретения является повышение скорости травления и выхода металла по току на стадии регенерации .

Сущность изобретения заключается в том, что процесс травления ведут в струе раствора, подаваемого со стадии регенерации, содержащего хлорид меди (II) двухводный 0,1- 0,8 моль, нитрат меди (II) трехводный 0,6-2,0 моль и ацетонитрил 1 л до накопления в нем стравленной меди 5,5-6,5 г/л, процесс регенерации проводят при скорости прот.ока раствора

(6-8) 1 О - м/с и плотности тока 8-9 А/дм.

Нижние пределы концентраций солей двухвалентной меди ограничены малой скоростью травления меди в этих растворах. Верхние пределы (0,8 и 2,0 м) ограничены растворимостью соответственно хлорида меди (II) и нитрата меди (II). в ацетонитриле.

Испытания растворов травления про водили в режиме травление - регенерация на полупроизводственном комплексе оборудования, состоящем из травильной установки струйного типа (емкостью 3л), обеспечивающей подачу раствора через форсунку перпендикулярно поверхности образца из меди (давление в системе ,0 атм), и проточного электролизера-регенератор с токовой нагрузкой до 30 А-с, катодом из титана марки БТ-1-0 и графитовыми анодами.

На чертеже представлена принципиальная схема работы полупроизводст- венного комплекса травильная машина - регенератор.

Схема включает в себя травильную установку струйного типа I. Циркуляцию раствора в испытуемом комплекса обеспечивали с помощью центробежного насоса 2. Скорость протока раствора черезрегенератор регулировали вентилем 3 и измеряли дифференциальным манометром 4. Постоянную температуру раствора в процессе травление - регенерация поддерживали с помощью обратного холодильника 5, соединенного с ультратермостатом UTU-4. Постоянство заданных значений токовой наг рузки на регенератор 6 обеспечивали тремя выпрямителями , под- ключеннь1мй параллельно.

Скорость протока является минимальной, которую смогли по- лучить на полупроизводственном комплексе оборудования травильная машина - регенератор.

За счет постоянной циркуляции раствора и вьделения джоулева тепла при регенерации раствор нагревается до 35 С. Данная температура являлась

рабочей температурой раствора

Скорость травления меди оценивали

по времени, необходимому для полного

стравливания медной фольги с незащи-

щенных резистом участков Ш1,

Определение катодного выхода по

току меди проводили весовым методом - по массе, выделенной из травильного раствора металлической меди.

Пример 1. Образец печатных плат (в соответствии с известным способом) помещали в травильную камеру струйной машины, содержащей 3 л водного раствора, состав, моль/л:

Хлорид меди1,62

Хлорид железа 0,18

Хлористый кальций 2,4

Соляная кислота 0,6

Когда количество стравленной меди составило 8,5 г/л, регенерацию вели при скорости протока раствора 18,8 X и плотности тока 22 А/дм. Скорость травления в таком растворе оказалась равной 45 мкм/мин, а выход по току металлической меди составил 63%.

Пример 2 о Образец печатных плат (по предложенному способу) помещали в травильную камеру струйной машины, содержащую:

Хлорид меди (двухвод- . ный), моль0,8

Нитрат меди (трехводный), моль0,8

Ацетонитрил, лДо I

Скорость травления в этом растворе составила 65 мкм/мин Затем в раствор стравливали до 6 г/л металлической меди, проводили регенерацию при скорости протока раствора 6 ) 10 м/Со При плотности тока 8,7 А/дм выход по току металлической меди составил 84%о

Все эксперименты проводили аналогично.

Результаты сведены в таблицу.

Как видно из .таблицы, с увеличением скорости потока выход по току меди падает. При скоростях протока более наблюдаются низкие выхода по току металлической меди.

При стравливании в раствор более 6,5 г/л металлической меди резко падают скорости травления, а при концентрации стравленно й меди менее 5,5 г/л значительно снижается выход по току меди.

Указанные плотности тока являются оптимальными для достижения наиболь- шш-: выходов по току металлической меди в ВАН травильном растворе. При плотности тока менее 8 А/дм существенно снижается выход по току меди, а при увеличении ее выше 9 А/дм

51

начинает вьщеляться крупнодисперсньш осыпающийся осадок„

Из таблицы видно, что в предлагаемом способе по сравнению с известным скорость травления повышается на 10- 45%, выход по току - на 15-30%, а плотность тока снижается в 2,5 раза.

Таким образом, предлагаемый способ обладает преимуществами перед известным и по скоростям травления, и по выходам по току металлической меди, и по энергозатратам на проведение электрохимической регенерации

Формула изобретения

Способ непрерьшного травления меди в рецикле с электрохимической регенерацией травильного раствора, заключающийся в том, что процесс травления ведут в струе раствора на

96

основе хлорида меди (II), подаваемого со стадии регенерации, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости травления и вьгхо- да металла по току на стадии регенерации, для травления берут раствор на основе хлорида меди (II) дополнительно содержащий нитрат меди (II), а в качестве растворителя - ацетонит- рил при следующем соотношении компонентов:

Хлорид меди (II) двухводный (моль/л) 0,1-0,8 Нитрат меди (II)

трехводный (моль/п) 0,6-2,0 Ацетонитрил {л) До 1 процесс травления проводят в нем до нйкоплелия 5,5-6,5 г/л стравленной меди, а процесс регенерации осуществляют при скоросфи протока раствора (6-8) и плотность тока 8- 9 А/дм.

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности к способам травления медных печатных плат в рецикле с электрохимической регенерацией травильного раствора. Целью изобретения является повышение скорости травления и выхода металла по току металлической меди и снижение энергозатрат. Процесс травления ведут в струе раствора, подаваемого со стадии регенерации, причем для травления берут раствор на основе хлорида меди (II) следующего состава, моль/л: хлорид меди (II), двухводный 0,1-0,8

нитрат меди (II) трехводный 0,6-2,0

ацетонитрил до 1 л, когда количество стравленной меди в растворе составляет 5,5-6,5 г/л, процесс регенерации проводят при скорости протока раствора (6-8)^.10^-3 м/с и плотности тока (8-9) А/дм². Данный способ позволяет повысить скорость травления до 65 мкм/мин, выход по току металлической меди до 85%, снизить энергозатраты за счет проведения электролиза при низких плотностях тока. 1 ил., 1 табл.