DE2848453A1 - Aufloesung von metallen - Google Patents
Aufloesung von metallenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE £ SJ H ö H 3 J
DlpL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK
Dlpi.-ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
335024 - b "
SIEGFRIEDSTRASSE 8
RC-1415-M037
DART Industries Inc.
8480 Beverly Boulevard Los Angeles, CaI. 90048/USA
Auflösung von Metallen
909820/0706
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Auflösung von Metallen in einem wässerigen Bad, das Schwefelsäure und Wasserstoffperoxyd
enthält, insbesondere auf eine neue Zusammensetzung eines Bades, das eine Auflösung bei hohen Geschwindigkeiten bewirkt.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft das Ätzen von Kupfer bei' der Herstellung von gedruckten Schaltungen.
Es ist dem Fachmann bekannt, daß bei der Herstellung von gedruckten
Schaltungen Kupferschichtstoffe und ein ätzbeständiges Material, gewöhnlich Kunststoff, verwendet werden. Eine gebräuchliche Methode,
mit der man die Schaltungen erhält, ist das Maskieren des gewünschten Musters auf der Kupferoberfläche des Schichtstoffes mit einem
abdeckenden Schutzmaterial, das gegenüber der Wirkung der Ätzlösung undurchdringlich ist. Bei einem nachfolgenden Schritt des
Ätzens werden die ungeschützten Flächen an Kupfer weggeäzt, während die maskierten Flächen intakt bleiben, die dann die erwünschte
Schaltung auf dem Kunststoffträger bilden. Das Schutzmaterial kann ein Kunststoff, eine Farbe ("ink") oder ein Lötmaterial
(Bindemittel) sein.
In den letzten Jahren hat sich die Industrie mehr und mehr dem Wasserstoffperoxyd/Schwefelsäure-System für das Ätzen von gedruckten
Schaltungen**) zugewendet, da diese Ätzlösung geringe Kosten
verursacht und das Kupfermaterial relativ leicht aus der verbrauchten Ätzlösung wiedergewonnen werden kann. Im Zusammenhang mit der
Verwendung von Wasserstoffperoxyd als Bestandteil des Ätzmittels bestehen jedoch viele Probleme. Es ist bekannt, daß die Stabilität
von Wasserstoffperoxyd in einer Schwefelsäure-Wasserstoffperoxyd-Lösung durch die Anwesenheit von Schwermetall-Ionen wie den
Kupferionen nachteilig beeinflußt wird. Wenn der Ätzprozeß fortschreitet
und der Gehalt an Kupferionen im Ätzmittel dadurch ansteigt, sinkt die Ätzwirksamkeit beträchtlich ab, was auf dem
Zerfall des Wasserstoffperoxyds im Ätzbad beruht, und diese wird sich bald erschöpfen. Um die Leistungsfähigkeit dieser Ätzmittel
zu verbessern, wurden verschiedene Stabilisatoren vorgeschlagen
und mit gewissem Erfolg zur Verminderung des Wasserstoffperoxydzerfalls
aufgrund der Anwesenheit von Kupferionen eingesetzt.
χ) ("electronic circuit boards")
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Zum Beispiel werden in der U.S. Patentschrift 3 597 290 gesättigte,
aliphatische niedere Alkohole wie: Methanol, Äthanol, Propan und Butanol als wirksame stabilisierende Zusatzmittel für angesäuerte
(bzw. saure) Wasserstoffperoxyd-Kupfer-Lösungen besehtieben.
Ein Nachteil dieser stabilisierten Lösungen besteht darin, daß sie
äußerst empfindlich gegenüber der Anwesenheit von Chlorid- oder Bromid-Ionen reagieren; daher müssen Vorkehrungen getroffen werden,
diese Ionen aus dem Ätzsystem vor der Verwendung zu entfernen, z. B. durch Entionisieren oder durch Fällung der Ionenverunreinigun^gen z. B. mit einem Silbersalz. Auch sind die Alkohole im allgemeinen bei den erforderlichen erhöhten Temperaturen des Ätzverfahrens stark flüchtig; daher treten während des Verfahrens
wesentliche Verluste an Stabilisatoren auf.
Eine andere Verbindung, die dafür bekannt ist, daß sie saure Wasserstoffperoxydlösungen stabilisiert, die bei Metallauflösungsverfahren wie z. B. Beizen mit Kupfer (siehe US.Patentschrift
3 537 895) und Ätzen (siehe U.S. Patentschrift 3 773 577) verwendet wird, ist Äthylenglykol entweder in monamerer oder polymerer
Form. Zusätzlich zu dem Stabi1iserungseffekt hat Äthylenglykol
auch andere Vorteile wie sie in den genannten Patentschriften
dargestellt werden, und zwar: eine relativ niedrige Flüchtigkeit bei normalen Verfahrenstemperaturen wodurch die Ätz- und
Beizwirksamkeit etwas verbessert wird. Jedoch sind diese Ätzgeschwindigkeiten für viele Metall auf lösungsverfahren noch immer
nicht rasch genug; auch bleibt das Problem der Chlorid- und Bromidempfindlichkeit bei diesen stabilisierten Metallbehandlungslösungen bestehen.
Wenn auch eine beträchtliche Verzögerung des Zerfalls des Wasserstoffperoxyds, der durch Metallionen hervorgerufen wird, durch
den Zusatz geeigneten Stabilisatoren erreicht werden kann, sind
die Ätzgeschwindigkeiten der stabilisierten Wasserstoffperoxyd-Schwefelsäure-Ätzmittel im allgemeinen sehr niedrig und bedürfen
der Verbesserung besonders bei hohen Konzentrationen an Kupferionen. Es ist daher vorgeschlagen worden, einen Katalysator oder
Aktivator zuzugeben, um die Ätzgeschwindigkeit zu erhöhen. Besondere Beispiele solther Katalysatoren sind Metallionen, wie
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sie in U.S. Patentschrift 3 597 290 beschrieben werden, z. B.:
Silber-, Quecksilber-, Palladium-, Gold- und Platinionen, die alle ein niedrigeres Oxydationspotential besitzen als -das des
Kupfers. Andere Beispiele umfassen jene wie in U.S. Patentschrift 3 293 093 beschrieben, und zwar: Phenacetin, Sulfathiazol und
Silberion oder die verschiedenen Kombinationen obiger drei Komponenten mit zweibasischen Säuren wie in US. Patentschrift 3 341
beschrieben oder mit Phenyl-Harnstoffverbindungen oder Benzolsäuren wie in U.S. Patentschrift 3 407 141 oder mit Harnstoff- und
Thioharnstoff-Verbindungen wie in U.S.· Patentschrift 3 668 131
beschrieben.
Obwohl daher Silberionen eine Uni versa!lösung für die oben beschriebenen Probleme niedriger Ätzgeschwindigkeit wie auch für
jene, die durch die Anwesenheit freier Chlorid- und Bromidionen verursacht werden zu bieten scheinen, bestehen doch noch einige
Nachteile, wenn Silberionen bei der Bereitung von Wasserstoffperoxyd-Schwefelsätfre-Ätzlösungen verwendet werden. Einer dieser
Nachteile ist der hohe Preis für Silber, ein weiterer, daß die Silberionen die Ätzgeschwindigkeit noch nicht in dem Ausmaße
fördern, wie dies wünschenwert wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neuartige,
in hohem Maße wirksame wässerige Zusammensetzung für die Auflösung von Metallen zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens für die Auflösung von Metallen wie z. B. Kupfer oder
Kupferlegierungen mit hohen Geschwindigkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer Zusammensetzung und eines Verfahrens zum Ätzen von Kupfer, wobei die
Ätzgeschwindigkeit durchdie Anwesenheit von Chlorid-· oder Bromidionen relativ unbeeiflußt bleibt.
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- Sf ~
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine wässerige Lösung
von etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol Schwefelsäure pro Liter, etwa 0,25 bis etwa 8 g-Mol Wasserstoffperoxyd pro Liter und eine
wirksame Menge eines primären Diols als Aktivator der folgenden allgemeinen Formel umfaßt:
H H
I I HO—C — R—C-OH
H H worin R-,
a) -(C R9 Ro) -,wobei jedes R9 und R^. unabhängig
voneinander entweder Wasserstoff oder eine Alkyl gruppe
mit 1-4 Kohlenstoffatomen und η wenigstens 2 ist,
oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte
Zykloparaffingruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im
Ring und mit 1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten
bedeutet.
Bei einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein Diol als Aktivator verwendet, bei dem η einen Wert von
höchstens 6 aufweist.
Die Schwefelsäure-Konzentration der Ätzlösung soll also zwischen
etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol/1 gehalten werden. Die Wasserstoffperoxyd-Konzentration
der Lösung soll höchstens im Bereich zwischen etwa 0,25 und etwa 8 g-Mol/1 liegen und vorzugsweise auf
1 bis etwa 4 g-Mol/1 begrenzt sein.
Beispiele geeigneter primärer Diole als Aktivatoren, die erfindungsgemäß
geeignet sind, umfassen: 1,4-Butandiol, 2,5-Pentandiol,
1,6-Hexandiol, 1,7-Hepfandiol etc.; 2-Methyl-1,4-butandiol,
2-Äthyl-l,5-pentandiol, 3-Propyl-1,5-pentandiol etc.; 1,4-Zyklohexandimethanol,
2-Methyl-l,3-zyklopentandimethanol etc.
Die Aktivatoren werdea. Ja jWirJcsajn£ii Mengen von gewöhnlich
mindestens 0,01 g-Mol/1, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa
0,5 g-Mol/1 zugegeben.
Die zu verwendende Menge an Aktivator in der Lösung hängt etwas von deren Gehalt an freiem Chlorid oder Bromid ab. Wenn z. B. die
Konzentration dieser Verunreinigungen niedrig ist, z. B. zwischen etwa 2 und etwa 25 TpM, sind Aktivatorkonzentrationen im unteren
Bereich, z. B. zwischen etwa 0,01 bis etwa 0,2 g-Mol/1 ausreichend, um die gewünschte Ätzgeschwindigkeit zu erhalten. Wenn dagegen
die Verunreinigungen in relativ hohen Konzentrationen vorhanden sind, z. B. von etwa 25 bis zu 60 TpM, soll eine Zugabe an Aktivator
von wenigstens 0,2 g-Mol/1 erfolgen.
Wenn η in Formel (1) entweder 0 oder 1 bedeutet wie dies mit Äthylenglykol und Propylenglykol der Fall ist, führt die Zugabe
eines dieser primären Diole zu einer herkömmlichen Ätzlösung
nicht zu einer akzeptablen Ätzgeschwindigkeit, wenn Chlorid- oder
Bromidionen anwesend sind. Dies trifft ebenfalls für die polymeren Formen von Äthylenglykol und Propylenglykol zu. Gleichermassen
sind Hydroxyl- substituierte Paraffine mit einer oder mehreren
sekundären oder tertiären Hydroxylgruppen wegen der Chlorid- und Bromid-Empfindlichkeit nicht geeignet.
Zur Auffüllung des restlichen Teiles der Ätzlösung wird Wasser verwendet. Es ist keine besondere Behandlung zur Entfernung des
freien Chlorids oder Bromids aus der Lösung erforderlich, da die
Anwesenheit der zyklischen Alkohole oder Diole gegenüber diesen Verunreinigungen ausreichende Unempf1indlichkeit verleiht, was
sonst einen starken Rückgang der Ätzgeschwindigkeit verursacht hätte.
Die Lösung kann weiterhin andere, verschiedene Bestandteile wie die bekannten Stabilisatoren enthalten, die verwendet werden,
um dem durch Schwermetal1 ionen verursachten Zerfall des Wasserstof
fperoxyds entgegenzuwirken. Beispiele geeigneter Stabilisatoren umfassen jene, die in den U.S Patentschriften 3 537 895,
3 597 290, 3 649 194, 3 801 512 und 3 945 865 beschrieben werden. Auf die Offenbarung der vorgenannten Patentschriften wird hier
ausdrücklich verwiesen. Es können selbstverständlich auch verschiedene
andere Verbindungen, die eine stabilisierende Wirkung auf angesäuerte (saure) Wasserstoffperoxyd-Metallbehandlungslösungen
haben, mit gleichem Nutzen verwendet werden.
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ur bekannt sind,
/11
Gegebenenfalls können auch alle Zusätze, die dafür daß sie Unterschnitt, d. h. seitliches bzw. laterales Ätzen verhindern,
zugefügt werden. Beispiele solcher Verbindungen sind die Stickstoffverbindungen, die in den U.S. Patentschriften
3 597 290 und 3 773 577 beschrieben werden, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich verwiesen wird. Erfindungsgemäß ist jedoch
die Verwendung solcher Zusätze nicht notwendig, da aufgrund der Aktivatoren in den Ätzzusammensetzungen schnelle Ätzzeiten erhalten
werden.
Die Lösungen sind beim chemischen Mahlen ("milling") und dem Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen besonders wirksam, aber auch
andere Metalle und Metallegierungen können mit den erfindungsgemäßen
Lösungen aufgelöst werden, z. B. Eisen, Nickel, Zink und Stahl.
Wenn die Lösungen zur Auflösung eines Metalls verwendet werden, werden die konventionellen Verfahrensbedingungen für das jeweilige
Metall angewendet. Dementsprechend sollen beim Ätzen von Kupfer gewöhnlich Temperaturen zwischen etwa 40 C bis etwa 60 C aufrechterhalten
werden, vorzugsweise soll die Verfahrenstemperatur zwischen etwa 490C und etwa 57° C liegen.
Die Lösungen sind außerordentlich als Ätzmittel bei Eintauchoder
Sprühätzverfahren geeignet. Die Ätzgeschwindigkeit, die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhalten wird, ist
äußerst schnell. Wegen dieser ungewöhnlich hohen Ätzgeschwindigkeiten
sind die Zusammensetzungen als Ätzmittel bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen besonders attraktiv, bei denen es erforderlich
ist, daß eine große Anzahl an Werkstücken pro Zeiteinheit bearbeitet wird, sowohl aus ökonomischen Gründen als auch
wegen der Verringerung schädlichen lateralen Ätzens oder Unterschnittes der Ränder unter dem Schutzmaterial. Ein weiterer,
wichtiger Vorteil der Erfindung ist es, daß sauberes Ätzen ermöglicht
wird. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anwesenheit freier Chlorid- oder Bromidionen in der Lösung von
über 2 TpM bis zu 60 TpM und sogar höher toleriert werden kann, wobei nur ein sehr geringer Verlust an Ätzgeschwindigkeit auftritt.
Es kann daher gewöhnliches Leitungswasser zur Bereitung der
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Lösungen verwendet werden. Weiterhin wurde festgestellt, daß die
erfindungsgemäßen primären Diol-Aktivatoren einen beträchtlichen
Stabilisierungseffekt auf Wasserstoffperoxyd ausüben, wodurch die
Notwendigkeit zusätzlicher Wasserstoffperoxyd-Stabi1isatoren vermindert
oder gar ausgeschaltet wird. Noch ein weiterer Vorteil ist es, daß die Ätzgeschwindigkeiten der Lösungen durch hohen
Kupfergehalt relativ unbeeiflußt bleiben. Weitere Vorteile umfassen den niedrigen Fllichti gkeitsgrad und den hohen Löslichkeitsgrad
der Aktivatoren in den Lösungen.
Die folgenden Beispiele dienen der näheren Beschreibung der Erfindung.
Beispiele 1-5
In dieser Reihe vergleichender Versuche wurden Kupferschicht-
In dieser Reihe vergleichender Versuche wurden Kupferschicht-
stoffe (~5x 5 cm) mit einem überzug von 0,03 g Kupfer/cm
durch Eintauchen in eine gerührte Lösung (800 ml), die bei 540C
gehalten wurde, geäzt. Jede der Lösungen enthielt 15 Vol.% (66° Baume) Schwefelsäure (2,7 g-Mol/1), 15 Vol.% (5o Gew.-prozentig)
Wasserstoffperoxyd (2,6 g-Mol/1) und 70 Vol.% entweder entionisiertes
oder destilliertes Wasser. Die Lösungen wurden mit 2,5 g-Mol/1
Natriumphenolsulfonat stabilisiert. Ohne Katalysator und ohne Zugabe
von Chloridionen (Beispiel 1) betrug die Zeit, die benötigt wurde, um das Kupfer von der Unterseite des Schichtstoffes zu
entfernen, 270 Sekunden (190-200 Sek. mit Lösungen, die mit destilliertem Wasser bereitet wurden).
Die Ätzlösungen der Beispiele 2-5 hatten die gleichen Zusammensetzungen
wie Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß sie zusätzlich ein primäres Diol als Aktivator enthielten wie in Tabelle Γ gezeigt.
Die Ergebnisse dieser Ätzversuche zeigten, daß alle Zusätze eine
dramatische Auswirkung auf die Verbesserung der Ätzgeschwindigkeiten hatten, und zwar sowohl in Abwesenheit von Chloridionen
als auch in Anwesenheit beträchtlicher Mengen von diesen, z. B.
45 TpM hinzugefügter Chloridionen.
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Zusätze | Name | - | Tabelle I | Ätzzeit i | in Sekunden | 270(190-200) | 125 | |
1,4-BUtJIn1- | ohne | mit Cl" | 95 | 130 | ||||
Bei spiel | 1,5-Pentan - | Cl"" | (45 ppm) | 80 | ||||
Nr, | diol | ml/1 (g/l) | 125 | |||||
1 | 1,6-Hoxan - | - | 80 | |||||
2 | diol | 20 | 115 | |||||
3<1> |
1,4-Cyclohexan
dimethanol |
20 | 75 | |||||
4(4) | (20) | |||||||
5(1) | (20) | |||||||
(1) Lösungen wurden mit destilliertem Wasser bereitet.
Es sei besonders erwähnt, daß durchweg bessere Ergebnisse mit
den erfindungsgemäßen Lösungen bei Verfahren größeren Umfanges erhalten werden wie z. B. dem Spühätzverfahren. Insbesondere
ist das Ansteigen der Ätzgeschwindigkeit im Vergleich zu der der
Vergleichslösung wesentlich ausgeprägter und auch die tatsächlichen Ätzzeiten sind wesentlich niedriger, und zwar allgemein in
der Größenordnung von 1/3 bis 2/3 der Werte, die man bei den Tauchätzverfahren kleineren Ausmaßes - wie oben beschrieben erhält.
Beispiele 6-15
Bei diesen Beispielen wurden der Ätzlösung von gleicher Zusammensetzung
wie in Beispiel 1 entweder 20 ml oder 20 g-pro 1 verschiedener Diole zugegeben, die nicht den erfindungsgemäßen
Bedingungen entsprachen. Wie man aus den Daten in Tabelle II ersieht, waren die Ergebnisse der Ätzversuche insofern schlechter,
als die Ätzgeschwindigkeiten, besonders in Anwesenheit von 45 TpM hinzugefügter freier Chloride, nicht akzeptabel waren.
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KT-
Tabelle II | 1,2,6-Trihydroxy- hexan |
or (g/l) | Ätzzei t | in Sek. | |
20 | ohne | mit el | |||
Beispiel | Zusätze | 20 | Cl | (45 ppm) | |
Nr. | Name ml/1 | 20 | 135 | >350 | |
6 | Äthylenglykol | 20 | 130 | >350 | |
7 | Diäthylenglykol | 20 | 130 | >350 | |
8 | Triäthyleng1yk ο 1 | 20 | 120 | >350 | |
gU) | 1,2-Propandiol | 20 | 90 | 250 | |
ΙΟ*1* | 1,3-Propandiol | 20 | 175 | - | |
11 | Glyceri η | (20) | 95 | >350 | |
12 | 1,2-Dipropylen - glycol |
100 | >35O | ||
13(D | 2-Mßthyl-2,4-pentan - diol |
20 | 90 | >200 | |
14 | 2,5-Dimethyl-2,5-hexan - | ||||
diol | 85 | 215 | |||
15(D |
(1) Lösungen mit destilliertem Wasser hergestellt.
Beispiele 6-21
Um den Stabilisierungseffekt hervorzuheben, der mit den erfindungsgemäßen
Aktivatoren erzielt wurde, wurde eine Vergleichslösung (Beispiel 16) mit destilliertem Wasser und der gleichen
Zusammensetzung wie Beispiel 1 hergestellt, die noch 38,2 g
Kupferionen/l enthielt, die in Form von 150 g Kupfer-II-sulfat-Pentahydrat/1 zugegeben wurden. Die Lösung wurde bei 54 C gehalten und 24 Stunden land ständig gerührt; die Peroxyd-Konzentration wurde am Anfang und dann periodisch während der Versuchszeit durch Titrieren unter Verwendung einer Standard-Cer-Ammoniumsulfat-Lösung mit einem Ferroin-Indikator gemessen.
Kupferionen/l enthielt, die in Form von 150 g Kupfer-II-sulfat-Pentahydrat/1 zugegeben wurden. Die Lösung wurde bei 54 C gehalten und 24 Stunden land ständig gerührt; die Peroxyd-Konzentration wurde am Anfang und dann periodisch während der Versuchszeit durch Titrieren unter Verwendung einer Standard-Cer-Ammoniumsulfat-Lösung mit einem Ferroin-Indikator gemessen.
Beispiel 17 wurde in der genau gleichen Weise durchgeführt mit der Ausnahme, daß Natriumphenolsulfonat, ein ausgezeichneter
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Stabilisator für Wasserstoffperoxyd, in den für die Stabilisierung
üblichen Mengen zusätzlich hinzugegeben wurde. Zu den Lösungen der Beispiele 18 bis 21 wurden die verschiedenen
Diole, die in Tabelle III beschrieben werden, in Mengen zugegeben, die allgemein dafür bekannt sind, daß sie die Atzgeschwindigkeiten
fördern. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß die primären Diole als Stabilisatoren gegenüber einem Zerfall von
Wasserstoffperoxyd außerordentlich wirksam sind.
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Tabelle III
Vol.% H2O2 (50 Gew
Stabilisator hinzugefügte Menge
<O 16 keiner ο
«D i7 Natrium-phenolsulfonat
ο 19 1,5-Pentandiol
2 20 1,6-Hexandiol
21 1,4-Cyclohexan -dimethanol
ml/1 (g/l) | 0 Std. | 2b | td. | 18 | Std. | 24 Std | I |
14.8 | 10 | .4 | 0 | .4 | 0.2 | A? I |
|
(2.5) | 14.8 | 14 | .8 | 11 | .6 | 10.7 | β"» |
20 | 14.9 | 14 | .7 | 14 | .5 | 11.2 | |
20 | 15.0 | 14 | .7 | 14 | .4 | 9.8 | |
(20) | 14.9 | 14 | .8 | 14 | .6 | 11.2 | |
(20) | 14.9 | 14 | .7 | 14 | .4 | 8.1 | |
-W-
Beispiele 22-26
Um die Wirkung zu zeigen, die die Konzentration des Aktivators auf die Ätzgeschwindigkeit hat, wurden die folgenden vergleichenden
Versuche in einer Sprühätzvorrichtung vom Typ DEA-30 bei 500C unter Verwendung eines Kupferschichtstoff-Musters von
•^•5 χ 5 cm Größe mit einem überzug von 0,03 g Kupfer/cm durchgeführt.
Die Vergleichslösung (Beispiel 22) enthielt 10 Vol.%
(50 Gew.-prozentigesJ Wasserstoffperoxyd (1,8 g-Mol/1), 20 Vol.%
(66° Baume) Schwefelsäure (3,6 g-Mol/1), 70 Vol.% destilliertes
Wasser, zu welchem noch 1 g pro 1 Natriumphenolsulfonat als
Stabilisator und 15 g pro 1 Kupfersulfat-Pentahydrat zugegeben
wurden.
Bei den Beispielen 22-26 umfaßten die Lösungen auch verschiedene Mengen an 1,4-Butandiol. Die Auswirkung der Diol-Konzentrationen
auf die Ätzgeschwindigkeit ist aus Tabelle IV zu entnehmen.
Tabelle IV | Ätzzeit, Sekunden | |
Beispiel Nr. | 1,4-Butandiol ml/1 | 635 |
22 | _ | 69 |
23 | 5 | 58 |
24 | 10 | 54 |
25 | 15 | 54 |
26 | 20 | |
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Claims (18)
1. Verfahren zur Auflösung von Metallen, dadurch gekennzeichnet, y daß ein Metall mit einer wässrigen Lösung in Berührung gebracht
wird, die von etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol pro Liter Schwefelsäure, von etwa 0,25 bis etwa 8 g-Mol pro Liter
Wasserstoffperoxyd und eine wirksame Menge eines primären Diols als Aktivator mit der allgemeinen Formel
H H
HO-C-R1-C-OH H H
enthält, worin R^
a) -(CR2R^)n-, wobei R2 und R, unabhängig voneinander entweder
Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen sind und η wenigstens 2 ist, oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte
Zykloparaffin-Gruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit 1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten
bedeutet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivator
in einer Konzentration von mindestens etwa 0,01 g-Mol pro Liter, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,5
g-Mol/1, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß in der wässrigen Lösung Natriumphenolsulfonat als Stabilisator
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Wasserstoffperoxyd zwischen etwa 1 und etwa
4 g-Mol/1 gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure-Konzentration zwischen etwa 0,3 und etwa
4 g-Mol/l gehalten wird.
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6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als
Aktivator 1,4 Butandiol, 1,5-Pentadiol, 1-6-Hexandiol bzw.
1,4-Zyklohexandimethanol verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses in Anwesenheit von wenigstens etwa 2 TpM freier Chloridoder Bromidionen durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration des Aktivators von mindestens etwa 0,2
g-Mol pro Liter angewendet und die Auflösung in Anwesenheit von mindestens etwa 25 TpM freier Chlorid- oder Bromidionen
vorgenommen wird.
10. Zusammensetzung zur Auflösung von Metallen, dadurch gekennzeichnet,
daß diese eine wässrige Lösung von etwa 0,2 bis etwa 4,5 g-Mol pro Liter Schwefelsäure, von etwa 0,25 g bis
etwa 8 g-Mol pro Liter Wasserstoff peroxyd, eine wirksame
Menge eines primären Diols als Aktivator mit der folgenden allgemeinen Formel
H H
HO-C-R.-C-OH H H
enthält, worin R^
a) -(CRpR^)n-, wobei R2 und R-, unabhängig voneinander entweder
Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen sind und η wenigstens 2 ist, oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte
Zykloparaffin-Gruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit
1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten bedeutet,,
umfaßt.
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11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Aktivator In einer Konzentration von mindestens etwa 0,01 g-Mol/1, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa
0,5 g-Mol/1 vorliegt.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 10-11, dadurch gekennzeichnet,
daß diese zusätzlich Natriumphenolsulfonat als Stabilisator
enthält.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 10-12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vasserstoffperoxyd-Konzentration zwischen etwa 1 und etwa 4 g-Mol/1 liegt.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 10-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure-Konzentration zwischen etwa 0,3 und
etwa 4 g-Mol/1 liegt.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 10-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivator 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1-6-Hexandiol
bzw. 1,4-Zyklohexandimethanol ist.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß diese freie Chlorid- oder Bromidionen von mehr als etwa
2 TpM enthält.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß diese wenigstens etwa 0,2 g-Mol/1 an Diol als Aktivator und freie Chlorid- oder Bromidionen von mehr als 25 TpM
enthält.
18. Verfahren zur Stabilisierung einer Wasserstoffsuperoxydhaltigen
Lösung gegenüber der Zersetzungswirkung durch Schwermetallionen, dadurch gekennzeichnet, daß in diese Lösung
eine stabilisierende Menge eines primären Diols der allgemeinen Formel
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H H
HO-C-R.-C-OH H H
enthält, worin R..
a) -(CR2Rx)n-, wobei R2 und R, unabhängig voneinander entweder
Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen sind und η wenigstens 2 ist, oder
b) eine Zykloparaffin-Gruppe oder eine Alkyl-substituierte
Zykloparaffin-Gruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen im Ring und mit
1-4 Kohlenstoffatomen in jedem Alkyl-Substituenten bedeutet,
eingebracht wird.
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