DE2625869A1 - Waessrige ammoniakalische aetzloesung zum aetzen von kupfer und kupferlegierungen - Google Patents
Waessrige ammoniakalische aetzloesung zum aetzen von kupfer und kupferlegierungenInfo
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Description
-
- Wäßrige ammoniakalische Ätzlösung zum Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen Die Erfindung betrifft eine wäßrige ammoniakalische Ätzlösung zum Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen, insbesondere von galvanisierten Leiterplatten, in welcher Ammoniak und Ammoniumcarbonat enthalten sind.
- Aus der DT-AS 1 521 723 ist es bereits bekannt, zum Ätzen von kupferkaschierten Leiterplatten wäßrige Natriumchloritlösungen:-su verwenden, welche Ammoniak und Ammoniumcarbonat enthalten. Der Ätzvorgang läuft nach der folgenden Formel ab : Cu + 1/2 NaCl02 + 2 NH3 + (NH4)2CO3 --->[Cu(NH3)4]CO3 + 1/2 NaCl + H20 Daraus ist ersichtlich, daß als Reaktionsprodukte Tetraminkupfer(II)-carbonat und Natriumchlorid entstehen. Obwohl bis 50 g/l Kupfer abgeätzt werden können, dürfte die wirtschaftlich tragbare Grenze bei 30 bis 40 g/l liegen. Die abwassertechnische Aufbereitung der Ätzkonzentrate gestaltet sich schwierig, da durch noch nicht vollständig umgesetzte Anteile des Natriumschlorits Chlordioxyd, welches chlorähnliche Bigenschaften hat und außerdem ggf. explosiv ist, entstehen kann.
- Da die anfallenden Ätzkonzentrate nur wenig Kupfer enthaltern, werden sie von einschlägigen Kupferverarbeitungsbetrieben auch nur zu relativ ungünstigen Bedingungen zurückgenommen. Weitere Nachteile derartiger Ätzlösungen sind ihre geringen Ätzgeschwindigkeiten und ein gegenüber anderen Ätzlösungen etwas erhöhter Preis; zudem besteht bei Abnahme des pH-V[ertes bzw. bei Abscheidung von Chloritsalzen Explosionsgefahr in der Ätzmaschine. Andererseits bieten Ätzlösungen auf der Basis von Batriumchlorit gegenüber anderen bekannten Ätzlösungen, wie Eisen chlorid, Kupferchlorid, Ammolliumpersulfat oder Wasserstoffperoxid erhebliche Vorteile beim Ätzen von Leiterplatten mit metallischen Ätzreserven, da sie Ätzreserven wie Bleizinn, Zinn, Gold und Nickel nicht angreifen. Charakteristisch für alle diese Lösungen, außer Fupferchlorid, ist, daß sie nicht regenerierbar sind. Ihre Atzkraft nimmt während des Ätzprozesses stats ab und sie müssen schließlich verworfen und durch frische Ätzlösung ersetzt werden.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Ätzlösung zu schafft, die eine konstante Ätzkraft aufweist, nicht explosionsgefährdet ist und außerdem die oben erwähnten metallischen Ätzreserven nicht angreift und nur geringfügig unterätzt.
- Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Ätzlösung der eingangs genannten Art vor, welche zusätzlich Tetraminkupfer(II)-Ionen und Ammoniumchlorid enthält, wobei auf einen Liter Lösung 2,00 bis 2,75 Mol Cupri-Ionen 8,40 bis 14,00 Mol Ammoniak, gesamt 4,00 bis 6,50 Mol Chlorid-Ionen und 0,20 bis 1,00 Carbonat-Ionen entfallen.
- Beim Ätzen mit hilfe dieser Ätzlösung läuft der Ätzprozeß nach den folgenden Gleichungen ab: a) Ätzen: b) Regenerierung: Daraus ergibt sich als Gesamtreaktion: Gemäß Reaktion I entsteht aus metallischem Kupfer und dem Detraminkupfer(II)-Komplex [Cu(NH3)4]++ zu++ die doppelte Menge an inaktivem Diaminkupfer(I)-Komplex WU(NH3); +. Letzterer wird nach der Reaktion II unter Verbrauch von NH3 und NH4+-Ionen sowie unter Mitwirkung des Luftsauerstoffs wieder zu dem ätzfähigen Tetraminkupfer(II)-Ion aufoxydiert. Die Gesamtreaktion III zeigt, daß beim Ätzen des metallischen Kupfers Ammoniak, NII4+ -Ionen und Luftsauerstoff verbraucht werden, wobei Getraminkupfer(II)-Ionen entstehen. Fur das Ätzen von 63,5 g Cu (1 g Atom) sind 2 Mol NIS3 (150 ml konz -I3) und 2 Mol NH4+-Ion (107 g NH4Cl) erforderlich. Die durch den Ätzregenerierprozeß verbrauchlten Stoffe, Ammoniak und NH4+-Ionen, müssen daher der Ätzlösung zudosiert werden.
- Die Ausgangsätzlösung wird nach Gleichung III durch Ätzen von metallischem Kupfer (z*B. Kupferplatten mit Ammoniak, Ammoniumchlorid und Ammoniumcarbonat (unter Mitwirkung des Buftsaucrstoffes) hergestellt: Nachdem sich auf diese Weise [Cu(NH3)4]@-Ionen gebildet haben, verläuft der ejiemische Prozeß nach den Gleichungen I und II. Die erforderliche Konzentration an Tetraminkujfer(IT)-Ion wird durch die Mengen an metallischem Kupfer eingestellt.
- Die sich hierbei ergebende Ätzlösung bietet gegenüber den bekannten Ätzlösungen auf der Basis von Natriumchlorit eine Reihe von Vorteilen, sofern die angegebenen Konzentrationen eingehalten werden. So besitzt sie eine kurze und konstante Ätzgechwindigkeit, ca. 50" für 35 µm Cu-Auflage. Die Ätzlösung auf liatriunchlorit-Basis ätzt dagegen langsamer und wird während des Ätzprozesses schwächer. Die Ätzzeit beginnt mit ca. 80" und steigt bis über 206", wobei die stark verbrauchte Ate gegen frische Ätzlösung ausgetauscht wird.
- Ferner ist die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Ätzlösung so gewahlt, daß kein elektrolytisher Effekt bei vergoldeten Leiterplatten auftreten kann. Dies wird durch die hohe Konzentration an Cupri-Ionen erreicht. Das Kupfer wird überall auch in der Nähe der vergoldeten Leiterbahnen bzw.
- Lötaugen gleich schnell abgeätzt, so daß sich nur geringfügige Unterätzungen ergeben. Ist die C++-Konzentration dagegen geringer (<120 g/l), so werden die vergoldeten Leiterplatten durch den auftretenden elektrolytischen Effekt stark unterätzt. Außerdem wird durch die Anwesenheit von Carbonat in den angegebenen Konzentrationen eine dunkle Verfärbung und eine Beeinträchtigung der Lötbarkeit von Zinnblei-Oberflächen verhindert. Anstelle des teuren und explosiven Natriumchlorits wird als Oxydationsmittel gemäß Gleichung II Luftsauerstoff verwendet. Die Geschwindigkeit dieser Reaktion is-t so groB, daß hierfür keine Preßluft, wie es bei der analogen Oxydation des bekannten Cu Cl2-Ätzregenerierverfahrens Cu+ + II+ + 1/4 02 --> 02Cu + 1/2 H20 geschieht, erforderlich ist. Da jede Jitzmaschine an einer Absaugung angeschlossen ist, genügt der angesaugte Lufstrom für die restlose Oxydation des [Cu(NH3)2]+ - lons zum zweiwertigen FCu(rn13)$1++-Ion. Die Oxydation erfolgt also praktisch konstenlos ohne zunätzlichen Aufwand. Außerdem fallen die Kosten für Lagerraum und für Stapelbehalter für die NaClO2-Lösung weg. Schließlieh stellt sich bei der erfintlungsgemäßen Ätzlösung die Abwassersitwation besonders einfach, da die stark kupferhaltigen Ätzkonzentrate von einschlägigen Kupferverarbeitungsbetrieben zu chr günstigen Bedingungen angekauft werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ätzlösung entfallen auf einen -Liter Lösung 2,3 bis 2,45 Mol Cupri-Ionen 9,8 bis 12,2 Mol Ammoniak, gesamt 4,8 bis 5,7 Mol Chlorid-Ionen und 0,2 bis 0,8 Mol Carbonat-Ionen.
- Diese engen Bereiche der Konzentrationen der einzelnen Bestandteile stellen hinsichtlich der geringen Unterätzung von vergeldeten Leiterplatten, dei Erhaltung der Tötbarkei, von bleiverzinnten Leiterplatten und der hohen Xtzgeschwindigkeit ein Optimum dar.
- Ein Verfahren zum Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen unter Verwendung der vorstehend angegebenen Ätzlösungen ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Konzentrationen an Cupri-Ionen ein Teil der Lösung entfernt und dieser Teil durch die gleiche Volumenmenge einer Ergänzungslösung ersetzt wird, welche 215 bis 335 g/l Ammoniumchlorid 20 bis 80 g/l Ammoniumcarbonat 300 bis l15 ml/l konzentriertes Ammoniak enthält. Gemäß Gleichung III werden beim Ätzen neben dem Luftsauerstoff laufend Ammoniak und 1>E4+-Ionen verbraucht.
- Durch die Zufuhr der Ergänzungslösung wird der Verbrauch an Ammoniak und Nil4 -Ionen ausgeglichen, so daß der Atzvorgng stets unter den erwünschten günstigen Bedingungen stattfindet. Insbesondere wird durch die Aufrechterhaltung der Konzentration an Cupri-Ionen die Ätzkraft der Xtzlösung konstant gehalten. Beim Zudosieren der Ergänzungslösung fließt gleichzeitig aus einem Überlauf der Ätzmaschine die gleiche Menge an Ätzkonzentrat heraus. Das Zudosieren kann über die Dichtemessung der Ätzlösung voll automatisiert werden.
- Die Zusammensetzung der Ergänzungslösung für den oben angegebenen engeren Konzentrationsbereich der Ätzlösung lautet: 255 bis 305 g/l Ammoniumchlorid 20 bis 80 g/l Ammoniumcarbonat 345 bis 370 ml/l konz. Ammoniak Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen den starken Einfluß der Cu++ - Konzentration' auf die Unterätzung beim Ätzen von Leiterplatten mit galvanisch aufgebrachten Ni/Au-Oberflächen.
- Beispiel 1 In dem Tank einer Sprühätzmaschine wurden 100 1 einer wäßrigen Lösung mit 355 ml/l konz. Ammoniak (4,72 Mol/l NH3) und 253 g/l Ammoniumchlorid (4,72 Mol/l NH4 Cl) angesetzt. Diese Mengen an Chemikalien reichen aus, um 150 g Cu/l (2,36 g Atom Cu/l) zu ätzen. (Siehe Gleichung III). Zur Herstellung der Tetraminkupfer(II)-Ätze wurden daher 15 kg Kupfer, z.B. in Form von Kupferplatten bei ca. 47°C hineingeätst. Die resultierende Ätzlösung wies folgende Zusammensetzung auf: 2,36 Mol/l Cu++ 1 150 g/l) 9,44 Mol/l 1i3 gesamt 4,72 Mol/l Cl .
- Anschließend wurden zur Verbesserung der Eigenschaften der Ätzlösung gegenüber bleiverzinnten Leiterplatten (Aussehen und Lötbarkeit) und zur Stabilisierung des pH-Wertes 70 g/l Ammoniumcarbonat (0,71 Mol/l) gelöst. Der resultierende pH-Wert betrug 8,9 und die Dichte 1,21 g/cm3.
- In dieser Ätzlösung wurden Leiterplatten mit 55/um Kupferaufloage und einer Ni/Au-Oberfläche als Ätzreserve bei 470C geätzt. Die Ätzzeit betrug ca. 78 Sekunden. Zur Aufrechterhaltung der vorstehend angegebenen Konzentrationen wurde während des Atzprozesses mit Hilfe einer Dosierautomatik eine wäßrige Ergänzungslösung mit folgender Zusammensetzung zudosiert: 253 g/l Ammoniumchlorid (NlI4Cl) 70 g/l Ammoniumcarbonat ((N114)2C03) 355 ml/l konz. Ammoniak (NH3) Als Regelgröße der Dosierautomatik diente hierbei die einer Kupferkonzentration von 150 g/i (2,36 Mol/l) entsprechende Dichte der Ätzlösung. Nach Beendigung des Ätzvorganges wurden die Leiterplatten gespült, wobei das anfallende Spülwasser zum Ansetzen der Ergänzungslösung wieder verwendet wurde. Die auf diese Weise geätzten Leiterplatten zeigten eine hohe Kantengenauigkeit und im Vergleich zu weniger konzentrierter Kupfertetramin(II)-tzlösungen äußerst geringe Unterätzungen.
- Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Leiterbahn einer derart geätzten Leiterplatte. Das Basismaterial (z.B. Epoxid-Glasgewebe) ist mit 1, die Kupferkaschierung (35/um) mit 2, die galvanisierte Aufkupferung (20/zum) mit 3 und die Ni/Au-Oberfläche mit 4 bezeichnet. Bei einer Dicke der geätzten Kupferschicht von h = 55/um beträgt die seitliche Unterätzung im Mittel a1 = 27/um.
- Beispiel 2 Zur Demonstration des Einflusses der Cu++-Konzentration auf die Unterätzung wurde in Abwandlung des Beispieles 1 eine Ätzlösung angesetzt, die folgende Zusammensetzung aufwies: 1,75 Mol/l Cu++ 9,44 Mol/l NlI3 gesamt 4,72 Mol/l Cl 0,71 Mol/l Cu Die Konzentration an Cuf+-Ionen von 1,75 Mol/l (111,2 g/l) lag also deutlich außerhalb des für die erfindungsgemäße Ätzlösung angegebenen Bereiches. Beim Ätzen der im Beispiel 1 beschriebenen vergoldeten Leiterplatten stellte sich infolge der geringen Cu++-Konzentration ein elektrolytischer Effekt mit starken Unterätzungen des Leiterbildes ein. Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Leiterbahn einer derart geätzten Leiterplatte. Die Kupferkaschierung ist wieder mit 2 und die galvanisierte Aufkupferung mit 3 bezeichnet. Bei einer Diese der Kupferschicht von h = 55/um beträgt der MittelQJert der seitlichen Unterätzung in diesem Fall a2 = 60/um.
- Beiaticl 3 Unter Verwendung einer Ätzlösung der im Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung wurden Leiterplatten mit 55/um Kupferauflage und einer SnPb-Oberfläche als Ätzreserve bei 470 C geätzt. Die Ätzzeit betrug 78 Sekunden bei konstanter Ätzgeschwindigkeit, da automatisch über die Dichtemessung Ergänzungslösung taktweise zudosiert wurde. Die fertiggeätzten Leiterplatten zeigten eine hohe Kantengenauigkeit mit einem Mittelwert der seitlichen Unterätzung von 27/um. Die SnPb-Oberfläche erfuhr während des Ätzprozesses keine Änderung der Originalfarbe, d.h.
- sie blieb hell und wies eine sehr gute Lötbarkeit auf.
- 4 Patentansprüche 2 Figuren
Claims (1)
- P a t e n t a n s p r ü c h e Wäßrige, ammoniakalische Ätzlösung zumÄtzen von Kupfer und Kupferlegierungen, insbesondereg von galvanisierten Leiterplatten mit Sn-, SnPb- oder Ni/Au-Oberflächen, in welcher Ammoniak und Ammoniumcarbonat enthalten sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie zusätzlich Tetraminkupfer(II)-Ionen t:id Ammoniumchlorid enthält, wobei auf einen Liter Lösung 2,0 bis 2,75 Mol Cupri-Ionen, 8,4 bis 14 Mol Ammoniak, gesamt, 4,0 bis 6,5 Mol Chlorid-Ionen und 0,2 bis 1,0 Mol Carbonat-Ionen entfallen 2. Ätzlösung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß auf einen Liter Lösung 2,30 bis 2,45 Mol Cupri-Ionen 9,8 bis 12,2 Mol Ammoniak, gesamt 4,8 bis 5,7 Mol Chlorid-Ionen und 0,2 bis 0,8 Mol Carbonat-Ionan entfallen.5. Verfahren zum Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen unter Verwendung einer Ätzlösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Aufrechterhaltung der Konzentration an Cupri-Ionen ein Teil der Lösung entfernt uIld dieser Teil durch die gleiche Volumenmenge einer Erginzungslösurlg ersetzt wird, welche 215 bis 335 g/l Ammonim@hlorid, 20 bis 80 gÄl Ammoniumcarbonat und 300 bis 415 ml/l konz. Ammoniak enthält.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Ergänzungslösung verwendet wird, welche 255 bis 305 g/l Ammoniumchlorid, 20 bis 80 g/l Ammoniurcarbonat und 345 bis 370 ml/l konz. Ammoniak enthält
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| WO1992001086A1 (de) * | 1990-07-05 | 1992-01-23 | Elo-Chem Ätztechnik Gmbh | Ätzlösung |
| WO2006026989A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Danmarks Tekniske Universitet | A method of manufacturing a mould part |
| DE102004060281A1 (de) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Mittel- oder Hochspannungsschalters, sowie ein Mittel- oder Hochspannungsschalter selbst |
-
1976
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| WO1992001086A1 (de) * | 1990-07-05 | 1992-01-23 | Elo-Chem Ätztechnik Gmbh | Ätzlösung |
| WO2006026989A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Danmarks Tekniske Universitet | A method of manufacturing a mould part |
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| DE102004060281A1 (de) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Mittel- oder Hochspannungsschalters, sowie ein Mittel- oder Hochspannungsschalter selbst |
| DE102004060281B4 (de) * | 2004-12-15 | 2006-10-19 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines isolierstoffgekapselten Mittel- oder Hochspannungsschalters, sowie ein isolierstoffgekapselter Mittel- oder Hochspannungsschalter selbst |
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