Способ непрерывного травления меди в рецикле с электрохимической регенерацией травильного раствора

Способ непрерывного травления меди в рецикле с электрохимической регенерацией травильного раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-3</SP> м/с и плотности тока (8-9) А/дм<SP POS="POST">2</SP>. 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

С 23 F 1/00, С 23 С )/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИД

К А BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4403611/31-02 (22) 09.03.88 (46) 15.10.89. Бюл. ¹ 38 (71) Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева и Горьковский политехнический институт (72) А.Г.Атанасянп, А.В.Кучерейко, В.Л.Кочетков, А.А.Туманов, В.И,Шумилов и В.И.Кучеренко (53) 621.794.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 922178, кл. С 23 F 1/00, 1980.

10зефович Д.К., Наумов 10.И., Прапоров А.M. и др. Расчет экономического состава раствора для травления печатных плат и определение оптимальных режимов работы комплекса травильная машина — регенератор .

Обмен опытом в радиопромышленности, 1979, вып. ¹ 10, с. 63 — 65. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ТРАВЛЕНИЯ

МЕДИ В РЕЦИКЛЕ С. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ТРАВИЛЬНОГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к химической обработке поверхности металИзобретение 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 регенера-.

I ции.

„„SU„„1514829 A1

2 лов, в частности к способу 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 м/с и плотности тока 8-9 А/дм . Данный способ позволяет повысить скорость травления до 65 мкм/мин, выход по току металлической меди до 85X., снизить энергозатраты за счет проведения электролиза при низких плотностях тока.

1 ил., 1 табл.

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, nponei с регенерации проводят при скорости протока раствора

1514829 (6 — 8) .10 З м/с и плотности тока

8 — 9 А/дм

Нижние пределы концентраций солей двухналентной 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. 10

Испытания растворов травления про водили в режиме травление — регенерация на полупроизводственном комплексе оборудования, состоящем из травильной установки струйного типа !5 (емкостью 3 л), обеспечивающей подачу раствора через форсунку перпендикулярно поверхности образца из меди (давление в системе 1,0 атм}, и проточного электролизера-регенератора >О с токовой нагрузкой до 30 А ° с, като— дом из титана марки ВТ-1-0 и графитовыми анодами.

На чертеже представлена принципиальная схема работы полупроизводственного комплекса травильная машина — регенератор.

Схема включает в себя травильную установку струйного типа 1. Циркупяцию раствора в испытуемом комплек".з 30 обеспечивали с помощью центробежного насоса 2. Скорость протока раствора через регенератор 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". Посто— янство заданных значений токовой:наг- 40 рузки на регенератор 6 обеспечивали тремя выпрямителями РГТ-3217, подключенными параллельно.

-3

Скорость протока 6 10 м/с является минимальной, которую смогли получить на полупроизводственном комплексе оборудования травильная машина — регенератор.

За счет постоянной циркуляции раствора и выделения 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 ПП.

Определение катодного выхода по току меди проводили весовым методом — по массе, выделенной из травильного раствора металлической меди.

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

Хлорид меди 1,62

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 "

« 10 м/с 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. Образец печатных плат (по предложенному способу) помещали в травильную камеру струйной машины, содержащую:

Хлорид меди (двухводный}, моль 0,8

Нитрат меди (трехводный), моль 0,8

Ацетонитрил, л До 1

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 «

-3 2

«10 м/с. При плотности тока 8,7 А/дм выход по току металлической меди составил 84%.

Все эксперименты проводили аналогично ° Ф

Результаты сведены .в таблицу.

Как вицно из таблицы, с увеличением скорости потока выход по току меди падает. При скоростях протока более 8 ° 10 м/с 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 стравленной меди менее

5,5 г/л значительно снижается выход по току меди.

Указанные плотности тока являются оптимальными для достижения наибольших выходов по току металлической меди в ВАН травильном растворе. При плотности тока менее 8 А/дм существ ! венно снижается выход по току меди

У а при увеличении ее вьппе 9 А/дм

1514829

Плотность

Скорость травлеHHR» мкм/мин

Концентраци хлорида мед

2Н 0 моль/л

Концентрация стравленной в

Пример

Концентрация нитрата меди

Cu(N0 ) ° Н 0 моль/л

Выход по. токорость протока тока, А/дм аствора

10 м/с ку меди, Х раствор меди, г/л

0,8

0,8

0,8

2,0

0,6

1,4

1,0

0,8

0,8

0,8

0,8

0,1

0,4

0,6

62

63

1

3

5

7

8 (состав по . приме ру 1) 6,0

5,5

6 5

6,0

5,5

6,5

6,5

6

7

8

8,7 84

9,0 80

8,7 75

8,0 80

9,0 82

8,5 85

8,7 86

8,5

18,8

22 63 начинает выделяться крупнодисперсный осыпающийся. осадок.

Из таблицы видно, что в предлагаемом способе по сравнению с известным скорость травления повышается на 1045, 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 непрерывного травления меди в рецикле с электрохимической ре- 20 генерацией травильного раствора, заключающийся в том, что процесс травления ведут в струе раствора на основе хлорида меди (II), подаваемого со стадии регенерации, о т л и— ч ающ ийс я тем, что, с целью повышения скорости травления и выхода металла по току на стадии регенерации, для травления берут раствор на основе хлорида меди (II) дополнительно содержащий нитрат меди .(II), а в качестве растворителя — ацетонитрил при следующем соотношении компонентов:

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

Нитрат меди (II) трехводный (моль/л) 0,6-2,0

Ацетонитрил (л) До 1 процесс травления проводят в нем до накопления 5,5-6,5 r/л стравленной меди, а процесс регенерации осуществляют при скорости протока раствора (6-8) 10 м/с и плотность тока 89 А/дм с,14829

Составитель Л. Джанибахчиева

Техред А,, Кравчук Корректор М, Васильева

Редактор М. Бандура

Заказ 6197/29 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101