Кислое травление меди, страница 2

6. Зависимость бокового подтравливания от рН растворательно влияет на боковое подтравливание проводящих элементов схемы (рис. 6). Аналогичный результат получается и при изменении плотности раствора (рис. 7).Боковое подтравливание является важнымпоказателем процесса травления и приобретает тем большее значение, чем более узкиепроводники необходимо выполнять на плате.Поэтому глубину подтравливания необходимо контролировать.

Наиболее точный контроль бокового подтравливания — это контроль по шлифам.В ходе процесса травления состав раствораменяется, в нем накапливается медь, плотностьувеличивается. Для поддержания параметровпроцесса на постоянном уровне необходимовосстановление травящей способности раствора, т.

е. его регенерация.Различают химическую и электрохимическую регенерацию.Химическая регенерация состоит в том, чтопри достижении заданной плотности травильного раствора часть его сливается и в установку вводится раствор, содержащий толькохлористый аммоний и аммиак. При необходимости корректировки рН вводится газообразный (сжиженный) или водный раствор аммиака.Сливаемый с установки в результате химической регенерации раствор содержит большое количество меди. Ее необходимо извлекать, т. е.

утилизировать.Существует химический способ утилизациимеди. При его выполнении отработанный травильный раствор помещают в аппарат, нагревают до температуры 75–85 °С и при постоянном перемешивании вводят в него раствор щелочи до получения рН 12–13. Приэтом медь осаждается в виде окиси. Ее отфильтровывают, промывают и сушат.Такая система утилизации меди достаточно трудоемка и связана с загрязнением окружающей среды применяемыми химикатами.Поэтому наибольшее развитие получил другой способ регенерации травильного раствора, сочетающий регенерацию травящей способности раствора с утилизацией меди.Электрохимическая регенерация совмещаетоба процесса: регенерацию, т. е. восстановление травящей способности раствора, и утилизацию из него стравленной меди.Рис.

7. Зависимость бокового подтравливания от плотности раствораВ связи с разработками систем электрохимической регенерации возник интерес к сульфатным медноаммиачным травителям, и связано это с тем, что они позволяют полностьюисключить проблему возможного выделенияхлора на аноде при проведении электролиза.Однако поскольку скорость травления в немсущественно ниже, чем в хлоридном медноаммиачном травителе, в его состав вводятсяспециальные катализаторы.При работе с сульфатным травителем надознать, что:• скорость травления в нем повышается пропорционально повышению температурыи при повышении температуры от 45 до 65 °Свозрастает почти вдвое. Но с учетом гарантированной устойчивости конструкционныхматериалов оборудования она должна бытьне выше 55°С;• скорость травления резко растет с увеличением содержания меди.

Но при повышениисодержания меди свыше 105–110 г/л по металлу из раствора может выпадать труднорастворимый осадок.Для регенерации сульфатного травителяСПбЦ «ЭЛМА» разработал и изготавливаетустановку электрохимической регенерации.Установка предназначена для поддержанияна постоянном уровне характеристик раствора травления меди и одновременно для утилизации меди, накапливаемой в растворев ходе процесса.Конструктивная особенность электролизерарегенератора состоит в том, что катод электролизера выполнен в виде барабана, погруженного в травильный раствор и вращающегося со скоростью, необходимой для электрохимического осаждения меди из раствора в видеметаллического порошка. Это позволяет автоматически выгружать утилизированную медьиз электролизера в приемник с помощью шнекового устройства.На рис. 8 приведена блок-схема установкии привязки ее к оборудованию для травленияпечатных плат.При эксплуатации травильный раствориз установки травления 1 поступает в резервную емкость 2, из которой с помощью насосанепрерывно циркулирует по контуру: емкость2 — установка травления 1.

Емкость оснащена устройствами для контроля и регулирования рН и плотности раствора травления.При снижении рН ниже заданного значения в контур непрерывной циркуляции тра-Рис. 8. Блок-схема установки и привязки ее к оборудованию для травления печатных плат:1 — установка травления, 2 — резервная емкость, 3 — насос, 4, 5 — электромагнитный клапан, 6 — электролизер,7 — катод, 8 — аноды28www.finestreet.ruTEP#15(3):TvEP.qxd24.04.200710:18Page 29Печатные платыРис. 9. Установка регенерация раствора травления печатных платвильного раствора подается газообразный аммиак до тех пор, пока рН не достигнет необходимого значения.При повышении плотности травильногораствора до предельно заданного значениянасыщения медью раствор травления подается в электролизер.

При прохождении токана катоде происходит осаждение меди, благодаря чему снижается плотность раствораи восстанавливается его травящая способность.Медный порошок с помощью скребка автоматически снимается с катода и ссыпаетсяв желоб шнекового устройства, с помощьюкоторого выгружается из электролизера в приемник.www.finestreet.ruНа аноде при прохождении тока происходитвосстановление травящих свойств растворапутем окисления одновалентной меди, образовавшейся в растворе при травлении печатныхплат, до двухвалентной. Наряду с этим на анодевыделяется кислород, который вместе с прочими газами (аммиак, азот) отсасывается из электролизера и при пропускании через травильный раствор также окисляет одновалентнуюмедь до двухвалентной, регенерируя раствор.Раствор из электролизера, обедненный медью,самотеком сливается в установку травления печатных плат и снижает концентрацию медив рабочем растворе.

Процесс в электролизерепродолжается до тех пор, пока концентрациямеди в травильном растворе не достигнет за-29данного нижнего предела. Производительностьустановки регенерации до 2 кг меди в час.На рис. 9 представлены фрагменты установки.При использовании электрохимическогорегенератора достигаются:• возможность использования одного раствора без замены в замкнутом цикле;• утилизация меди и исключение сбросовмедьсодержащего раствора на очистные сооружения;• автоматическая выгрузка выделенной израствора меди;• полная автоматизация процесса регенерации;• улучшение условий труда.Регенератор может быть подсоединенк любой установке травления..