RU2013467C1 - Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper - Google Patents

Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper Download PDF

Info

Publication number
RU2013467C1
RU2013467C1 SU4919548A RU2013467C1 RU 2013467 C1 RU2013467 C1 RU 2013467C1 SU 4919548 A SU4919548 A SU 4919548A RU 2013467 C1 RU2013467 C1 RU 2013467C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
etching
solution
copper
beg
ammonia
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Э.Б. Хоботова
Original Assignee
Хоботова Элина Борисовна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хоботова Элина Борисовна filed Critical Хоботова Элина Борисовна
Priority to SU4919548 priority Critical patent/RU2013467C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2013467C1 publication Critical patent/RU2013467C1/en

Links

Images

Landscapes

  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing microcircuit. SUBSTANCE: waste copperammonium solution is corrected with the help of ammonium chloride and ammonia. The process is carried out at stage having minimal etching rate, washing waters of stamped array additionally containing sodium chloride are used. Quantity of components are determined according to formulae given in specification. EFFECT: improves efficiency of the method. 2 dwg, 7 tbl

Description

Изобретение относится к области химической обработки меди и может быть использовано в процессе изготовления микросхем на предприятиях приборостроительной и радиоэлектронной промышленности, использующих медно-аммиачные растворы. The invention relates to the field of chemical processing of copper and can be used in the process of manufacturing microcircuits at the enterprises of instrument-making and electronic industries using copper-ammonia solutions.

Применяемая в настоящее время на предприятиях технология изготовления печатных плат предполагает одноразовое использование травильных растворов, что приводит к большим потерям вытравленной меди, расходам химикатов, загрязнению окружающей среды. The PCB manufacturing technology currently used at enterprises involves the one-time use of pickling solutions, which leads to large losses of etched copper, chemical consumption, and environmental pollution.

Известен способ обработки отработанных травильных растворов, основанный на удалении части раствора и замене его свежей порцией [1] . Недостаток способа - сложный состав растворов, используемых для корректировки, невозможность поддержания постоянной концентрации одного из главных компонентов - хлорид - ионов введением только NH4Cl, так как изначально хлорид-ионы входили в состав двух соединений CuCl2 и NH4Cl - происходит постепенное нарушение состава.A known method of processing spent pickling solutions, based on the removal of part of the solution and replacing it with a fresh portion [1]. The disadvantage of this method is the complex composition of the solutions used for adjustment, the inability to maintain a constant concentration of one of the main components - chloride ions by introducing only NH 4 Cl, since initially chloride ions were part of the two compounds CuCl 2 and NH 4 Cl - there is a gradual violation composition.

Известен способ корректировки отработанных травильных растворов связанный с добавлением компонентов раствора после насыщения травильного раствора ионами меди (II) без отбора части раствора или удаления осадка [2] . Недостатком способа является постепенное накопление в растворе сопутствующих ионов, оказывающих ингибирующее действие на скорость травления меди, невозможность поддержания постоянными концентраций всех рабочих компонентов при использовании указанных корректировочных растворов. There is a method of adjusting spent pickling solutions associated with the addition of solution components after saturating the pickling solution with copper (II) ions without taking part of the solution or removing the precipitate [2]. The disadvantage of this method is the gradual accumulation in the solution of concomitant ions that have an inhibitory effect on the etching rate of copper, the inability to maintain constant concentrations of all working components when using these correction solutions.

В качестве прототипа выбран способ обработки отработанных медно-аммиачных растворов для травления меди [3] . В ходе процесса травления оптимальная концентрация компонентов поддерживается путем добавления корректировочного раствора следующего состава: NH4Cl 215-335 г/л; (NH4)2CO3 20-80 г/л; конц. NH4OH 300-415 мл/л.As a prototype of the selected method of processing spent copper-ammonia solutions for etching copper [3]. During the etching process, the optimal concentration of the components is maintained by adding a correction solution of the following composition: NH 4 Cl 215-335 g / l; (NH 4 ) 2 CO 3 20-80 g / l; conc. NH 4 OH 300-415 ml / l.

Существенный недостаток данного способа - его критичность к изменению концентраций. Незначительное изменение пределов концентраций компонентов (например ионов меди (II), которое может произойти во время травления, приводит к невозможности корректирования раствора по данному способу и дальнейшего его использования - укорачивается срок службы электролита. Кроме того, указанные пределы концентрации компонентов не являются оптимальными: с точки зрения поддержания высокой скорости травления; большое содержание ионов меди (II) сказывается в уменьшении скорости травления и емкости по стравленной меди; присутствие карбонат-ионов снижает скорость травления, вызывает обильное образование шлама на поверхности меди в виде ее основных солей и малахита; нарушена оптимальная пропорция между Cu2+, NH3 и Cl-, необходимая для формирования в растворе каталитически-активных частиц, ускоряющих процесс травления. В ходе нескольких циклов корректировки происходит постепенное обеднение раствора хлорид-ионами, что проявляется в ухудшении качества травления, появлении шлама на поверхности, снижении скорости травления уменьшении стабильности раствора.A significant disadvantage of this method is its criticality to changes in concentrations. A slight change in the concentration limits of components (for example, copper (II) ions, which can occur during etching, makes it impossible to adjust the solution by this method and its further use - the electrolyte life is shortened. In addition, the indicated concentration limits of the components are not optimal: point of view of maintaining a high etching rate; a high content of copper (II) ions affects a decrease in the etching rate and the etched copper capacitance; the presence of carbonate nova reduces the etching rate, causes a copious formation of sludge on the surface of copper in the form of its basic salts and malachite, the optimal proportion between Cu 2+ , NH 3 and Cl - is violated, which is necessary for the formation of catalytically active particles in the solution that accelerate the etching process. After several adjustment cycles, the solution is gradually depleted of chloride ions, which is manifested in the deterioration of the etching quality, the appearance of sludge on the surface, a decrease in the etching rate, and a decrease in the solution stability.

К недостаткам также относится отсутствие четких критериев для определения момента корректировки. Введение корректировочного раствора слишком рано - на стадии роста скорости травления - приводит к существенному подтравливанию кромки проводников, затруднению контроля качества изделий, искусственному укорочению срока службы травильного раствора в одном цикле. Запаздывание с корректировкой происходит при сохранении раствором стабильности, однако при этом травление осуществляется с малой скоростью, падает качество изделий в силу зашламленности поверхности меди. Дальнейшее введение незначительного количества меди в раствор приводит к необратимому процессу высаливания соединений меди (II) из раствора. The disadvantages also include the lack of clear criteria for determining the moment of adjustment. The introduction of the correction solution too early - at the stage of increasing the etching rate - leads to a significant etching of the edges of the conductors, difficulty in controlling the quality of the products, artificially shortening the life of the etching solution in one cycle. The delay with adjustment occurs while maintaining the solution stability, however, while etching is carried out at a low speed, the quality of the products decreases due to contamination of the copper surface. Further introduction of a small amount of copper into the solution leads to an irreversible process of salting out the copper (II) compounds from the solution.

Еще один недостаток способа - непродолжительность использования травильного раствора. Раствор, использованный после первой корректировки, невозможно еще раз корректировать, так как в силу малого содержания в добавляемом растворе хлорид-ионов происходит изменение их концентрации относительно оптимальной, усугубляющееся с каждым циклом корректировки. В результате уменьшаются скорость травления и емкость раствора по меди, раствор становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Another disadvantage of this method is the short duration of the use of the etching solution. The solution used after the first adjustment cannot be corrected again, since due to the low content of chloride ions in the added solution, their concentration changes relative to the optimum, aggravated with each adjustment cycle. As a result, the etching rate and the solution capacity in copper decrease, the solution becomes unsuitable for further operation.

Цель изобретения - повышение экологичности и удешевление процесса. The purpose of the invention is to increase environmental friendliness and cheaper process.

Поставленная цель достигается тем, что корректировку осуществляют на стадии минимальной скорости травления при замедлении увеличения общей концентрации меди в растворе. Растворы для корректировки представляют собой промывные воды производства печатных плат на основе аммиака и хлорида аммония, дополнительно содержащие хлорид натрия, при количествах компонентов (г), обеспечивающих возврат к начальным концентрациям и определяемым по формулам:
хлористый аммоний - M

Figure 00000001
(C
Figure 00000002
Figure 00000003
)˙(Vкон-Vнач); (1)
аммиак - М
Figure 00000004
(C
Figure 00000005
Figure 00000006
)˙(Vкон-Vнач); (2)
хлористый натрий - 2MNaCl(C
Figure 00000007
-C
Figure 00000008
)˙(Vкон-Vнач) (3)
вода - остальное, где Снач, Спром.вод. - начальная концентрация указанного компонента в травильном растворе и его концентрация в промывных водах, моль/л;
Сотр. - концентрация Cu (II) в отработанном травильном растворе моль/л;
М - молекулярная масса указанного компонента, г;
Vнач, Vкон - объем отработанного и откорректированного травильных растворов, л,
и при соотношении Vкон./Vнач. = 1,2-1,5.The goal is achieved in that the adjustment is carried out at the stage of the minimum etching rate while slowing down the increase in the total concentration of copper in the solution. Solutions for adjustment are washing water for the production of printed circuit boards based on ammonia and ammonium chloride, additionally containing sodium chloride, with amounts of components (g) that provide a return to the initial concentrations and determined by the formulas:
ammonium chloride - M
Figure 00000001
(C
Figure 00000002
-WITH
Figure 00000003
) ˙ (V con -V beg ); (1)
ammonia - M
Figure 00000004
(C
Figure 00000005
-WITH
Figure 00000006
) ˙ (V con -V beg ); (2)
sodium chloride - 2M NaCl (C
Figure 00000007
-C
Figure 00000008
) ˙ (V con -V beg ) (3)
water - the rest, where C beg , C prom. water. - the initial concentration of the specified component in the etching solution and its concentration in the wash water, mol / l;
From neg. - the concentration of Cu (II) in the spent etching solution mol / l;
M is the molecular weight of the specified component, g;
V beg , V con - the volume of spent and adjusted etching solutions, l,
and with a ratio of V con. / V beg. = 1.2-1.5.

Совокупность заявленных признаков позволяет проводить обработку травильного раствора с любым начальным соотношением компонентов: CuCl2, NH4Cl, NH3 и Н2О, обеспечивает поддержание концентраций компонентов NH4 +, NH3, Cl- на постоянном уровне, что создает условия для высокой скорости травления и емкости растворов. Содержание Cu2+ ионов колеблется в пределах, являющихся оптимальными для проведения травления меди.The combination of the claimed features allows the processing of the etching solution with any initial ratio of components: CuCl 2 , NH 4 Cl, NH 3 and H 2 O, ensures that the concentrations of the components NH 4 + , NH 3 , Cl are maintained at a constant level, which creates conditions for high etching rates and solution capacities. The content of Cu 2+ ions varies within the limits that are optimal for copper etching.

Корректировочный раствор готовится на основе аммиачных промывных вод, используемых в производстве печатных плат на стадии промывки после травления. Промывка осуществляется дважды. Ниже указаны концентрации аммиака и меди (II) в первоначальной и окончательной аммиачных промывных водах до (исходная) и после (отработанная) промывки (табл. 1). The correction solution is prepared on the basis of ammonia wash water used in the manufacture of printed circuit boards at the washing stage after etching. Flushing is carried out twice. The concentrations of ammonia and copper (II) in the initial and final ammonia washings are shown below before (initial) and after (spent) washing (Table 1).

Концентрация аммиака, таким образом, в зависимости от степени выработки промывных вод, может принимать значения в пределах (г/л) 82-21. The concentration of ammonia, thus, depending on the degree of production of wash water, can take values in the range (g / l) 82-21.

Концентрация меди (II) в первоначальной аммиачной промывке может достигать 10-15 г/л. The concentration of copper (II) in the initial ammonia leaching can reach 10-15 g / l.

В формулах расчета количеств компонентов корректировочного раствора указана концентрация С

Figure 00000009
+ пром.вод. , предусматривающая наличие в промывных водах NH4Cl. Техническими процессами производства печатных плат допускается использование аммиачных промывных вод как с NH4Cl, так и без него. Если техпроцессом предусмотрено применение NH4Cl то в формулу (1) появляется концентрация NH4Cl в промывных водах. Данное значение С
Figure 00000010
+ пром.вод не изменяется, так как NH4 +- ионы, в отличие от аммиака практически не расходуются на образование комплексов с ионами меди (II).The formulas for calculating the quantities of components of the correction solution indicate the concentration C
Figure 00000009
+ industrial water providing for the presence in the wash water NH 4 Cl. The technical processes for the production of printed circuit boards allow the use of ammonia wash water with and without NH 4 Cl. If the process involves the use of NH 4 Cl, then the concentration of NH 4 Cl in the wash water appears in formula (1). Given value C
Figure 00000010
+ industrial water does not change, since NH 4 + ions, in contrast to ammonia, are practically not spent on the formation of complexes with copper (II) ions.

Повышение экологичности способа обработки раствора достигается за счет того, что раствор подлежит приготовлению только в начальной стадии, затем он многократно корректируется заявленным способом без потери своих характеристик, что существенно увеличивает срок службы электролита без залповых сбросов. Improving the environmental friendliness of the method of processing the solution is achieved due to the fact that the solution is to be prepared only in the initial stage, then it is repeatedly adjusted by the claimed method without losing its characteristics, which significantly increases the service life of the electrolyte without volley discharges.

Кроме того, способ позволяет существенно снизить объем сбрасываемых растворов за счет использования отработанных промывных аммиачных вод. In addition, the method allows to significantly reduce the volume of discharged solutions through the use of spent washing ammonia water.

Удешевление процесса происходит за счет использования отработанных промывных вод на основе NH3 и NH4Cl, что значительно снижает расход химических реактивов.The process is cheaper due to the use of waste washing water based on NH 3 and NH 4 Cl, which significantly reduces the consumption of chemicals.

Дополнительное введение хлорид-ионов в виде NaCl приводит к стабилизации раствора, невозможности выпадения в осадок избытка стравленной меди. Кроме того, хлорид-ионы входят в состав смешанных медно-аммиачно-хлоридных комплексов, оказывающих каталитическое действие на травление меди, что способствует поддержанию скорости травления и емкости раствора на высоком уровне. An additional introduction of chloride ions in the form of NaCl leads to stabilization of the solution, impossibility of precipitation of excess pickled copper. In addition, chloride ions are part of mixed copper-ammonia-chloride complexes that have a catalytic effect on copper etching, which helps to maintain the etching rate and solution capacity at a high level.

Предлагаемый способ обработки раствора позволяет проводить корректировку в строго определенный момент времени до начала выпадения избытка стравленной меди в виде осадка, что обеспечивает повышение производительности процесса травления за счет достижения достаточно высокой скорости на протяжении всего процесса травления и емкости по меди, способствует стабилизации раствора, обуславливает высокое качество травления: отсутствие шлама и подтравливания кромки медных проводников под слой фоторезиста. The proposed method of processing the solution allows you to make adjustments at a strictly defined point in time before the start of the deposition of excess pickled copper in the form of a precipitate, which ensures an increase in the performance of the etching process by achieving a sufficiently high speed throughout the entire etching process and the copper capacity, helps to stabilize the solution, and causes a high etching quality: absence of sludge and etching of the edges of copper conductors under the photoresist layer.

Преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом приведены в табл. 2. The advantages of the proposed technical solution compared with the prototype are given in table. 2.

Примеры, иллюстрирующие способ обработки травильного раствора, приведены на фиг. 1 и 2, и в табл. 3 и 4. Показано проведение последовательных корректировок с чередованием сильного (1: 1,5) и незначительного (1: 1,2) разбавлений для травильных растворов с начальными концентрациями меди (II) 1,0 и 1,28 моль/л. Скорость травления определяли гравиметрически при 25оС на вращающемся дисковом электроде, изготовленном из меди марки М-99. Интенсивное (73 об/c) вращение электрода имитирует гидродинамический режим струйного травления меди. Знаком *) выделены оптимальные условия обработки травильного раствора. Как видно из фиг. 1, 2, оптимальная корректировка приводит к получению нового раствора с высокой скоростью травления и экстремальной зависимостью скорости от количества стравленной меди: по мере накопления меди в растворе идет увеличение скорости травления, а затем ее спад. Корректировка упреждает выпадение осадков в растворе, а именно: проводится после периода уменьшения скорости, в момент незначительного ее повышения, следом за чем раствор теряет стабильность - избыток стравленной меди выпадает в осадок в виде соединений переменного состава. Этому соответствует последняя точка графических зависимостей видно на фиг. 1 (растворы 1 и 5) и на фиг. 2 (растворы 2, 5, 6, 7).Examples illustrating an etching solution processing method are shown in FIG. 1 and 2, and in table. 3 and 4. Sequential adjustments are shown with alternating strong (1: 1.5) and insignificant (1: 1.2) dilutions for etching solutions with initial copper (II) concentrations of 1.0 and 1.28 mol / L. The etching rate was determined gravimetrically at 25 ° C on a rotating disk electrode made of copper grade M-99. Intensive (73 r / s) electrode rotation simulates the hydrodynamic regime of copper jet etching. The *) marks the optimal conditions for processing the etching solution. As can be seen from FIG. 1, 2, the optimal adjustment leads to the production of a new solution with a high etching rate and an extreme dependence of the rate on the amount of etched copper: as copper accumulates in the solution, the etching rate increases and then decreases. Correction anticipates the precipitation in the solution, namely: it is carried out after a period of speed reduction, at the moment of its slight increase, after which the solution loses stability - excess etched copper precipitates in the form of compounds of variable composition. This corresponds to the last point of the graphical dependencies seen in FIG. 1 (solutions 1 and 5) and in FIG. 2 (solutions 2, 5, 6, 7).

Растворы, для которых мала скорость травления, а зависимость скорости травления от количества вытравленной меди имеет ниспадающий характер, были признаны не пригодными для использования в условиях их получения путем корректировки предыдущего травильного раствора вышли за пределы оптимальных. Solutions for which the etching rate is low, and the dependence of the etching rate on the amount of etched copper has a dropping character, were considered unsuitable for use in the conditions of their preparation by adjusting the previous etching solution that went beyond the optimal range.

Оптимальное разбавление травильных растворов в пределах 1,2-1,5. Рекомендуется чередование незначительного разбавления 1: 1,2 и сильного 1: 1,5. При разбавлении 1: 1,1 раствор теряет стабильность. Нецелесообразно разбавление 1: 1,6, так как, несмотря на возрастание емкости растворов, скорость травления при этом низка и падает по времени (фиг. 1, растворы 6, 8, 9, 10). Optimum dilution of pickling solutions in the range of 1.2-1.5. The alternation of a slight dilution of 1: 1.2 and a strong 1: 1.5 is recommended. When diluted 1: 1.1, the solution loses stability. It is inappropriate to dilute 1: 1.6, since, despite the increase in the capacity of the solutions, the etching rate is low and decreases in time (Fig. 1, solutions 6, 8, 9, 10).

П р и м е р 1. Травление меди осуществляют в 1 л раствора состава, моль/л: Cu2+ - 1,04; NH4+ - 1,48; NH3 - 6,04; Cl- - 2,97; Na+ - 0,10. Скорость травления в начале равнялась 2,18 ˙10-4 кг/м2 ˙ с (фиг. 1, кр. 2), постепенно повышаясь она достигла максимальной величины 23,9 ˙ 10-4 кг/м˙с. Впоследствии скорость уменьшается до 11,4 ˙ 10-4 кг/м2˙с. Не доводя до выпадения в осадок соединений меди при общей концентрации меди 1,51 моль/л при сохранении постоянной минимальной величины скорости, проводят корректировку при разбавлении 1: 1,35. Корректировочный раствор готовят на основе аммиачных промывных вод, которые не сбрасываются, а используются для обработки раствора. Количества добавленных компонентов рассчитаны по формулам 1-4 и обеспечивают возврат к первоначальным концентрациям. Использовались промывные воды с концентрациями компонентов (моль/л): NH3 - 4,0; NH4+ - 0,6. Добавлено компонентов, г:
NH4Cl - 53,45 ˙(1,48-0,6) ˙ (1,35-1,0) = = 16,46
NH3 - 17,0 ˙ (6,04-4,0) ˙(1,35-1,0) = = 12,14
NaCl - 2 ˙ 58,44 ˙ (1,51-1,04)˙(1,35-1,0)= 19,23
H2O - остальное до объема 1350 мл.
PRI me R 1. Etching of copper is carried out in 1 l of a solution of the composition, mol / l: Cu 2+ - 1,04; NH 4 + - 1.48; NH 3 - 6.04; Cl - - 2.97; Na + - 0.10. The etching rate at the beginning was 2.18 ˙ 10 -4 kg / m 2 ˙ s (Fig. 1, curve 2), gradually increasing, it reached a maximum value of 23.9 ˙ 10 -4 kg / m 2 ˙ s. Subsequently, the speed decreases to 11.4 ˙ 10 -4 kg / m 2 ˙ s. Not leading to the precipitation of copper compounds at a total copper concentration of 1.51 mol / L while maintaining a constant minimum velocity value, an adjustment is carried out at a dilution of 1: 1.35. The correction solution is prepared on the basis of ammonia wash water, which is not discharged, but is used to process the solution. The amounts of added components are calculated according to formulas 1-4 and provide a return to the original concentrations. Wash water was used with component concentrations (mol / L): NH 3 - 4.0; NH 4 + - 0.6. Added components, g:
NH 4 Cl - 53.45 ˙ (1.48-0.6) ˙ (1.35-1.0) = = 16.46
NH 3 - 17.0 ˙ (6.04-4.0) ˙ (1.35-1.0) = = 12.14
NaCl - 2 ˙ 58.44 ˙ (1.51-1.04) ˙ (1.35-1.0) = 19.23
H 2 O - the rest to a volume of 1350 ml.

В результате получают раствор с высокими характеристиками травления: емкостью по меди и скоростью по меди и скоростью травления меди (фиг. 1, кр. 3). The result is a solution with high etching characteristics: copper capacity and copper speed and copper etching rate (Fig. 1, cr. 3).

П р и м е р 2. Полученный в примере N 1 после корректировки раствор состава, моль/л: Cu2+ - 1,05; NH4 + - 1,48; NH3 - 6,96; Cl- - 3,48; Na+ - 0,89 корректируют после травления при разбавлении 1: 1,35. Все компоненты вводятся в количестве 50% по отношению к положенному по формулам 1-4. Полученный в итоге раствор имеет нарушенный состав, моль/л: Cu2+ - 1,17; NH4 + - 1,29; NH3 - 5,99; Cl- - 3,04; Na+ - 0,92, а, именно, пониженное содержание компонентов NH3, NH4 + и Cl- и вследствие этого низкие характеристики травления (фиг. 1, кр. 4).PRI me R 2. Obtained in example No. 1 after adjustment, a solution of the composition, mol / l: Cu 2+ - 1.05; NH 4 + - 1.48; NH 3 - 6.96; Cl - - 3,48; Na + - 0.89 correct after etching with a dilution of 1: 1.35. All components are introduced in an amount of 50% in relation to the set according to formulas 1-4. The resulting solution has a broken composition, mol / L: Cu 2+ - 1.17; NH 4 + - 1.29; NH 3 - 5.99; Cl - - 3.04; Na + - 0.92, namely, a reduced content of the components NH 3 , NH 4 + and Cl - and, as a result, low etching characteristics (Fig. 1, curve 4).

Потери травильного раствора при струйном травлении частично компенсируют возрастание объема электролита при его разбавлении, что характерно для всех способов корректировки травильных растворов. В действительности, например, при разбавлении 1: 1.5 увеличение объема гораздо меньше, чем полтора. Losses of the etching solution during jet etching partially compensate for the increase in the volume of the electrolyte when it is diluted, which is typical for all methods of correcting etching solutions. In fact, for example, with a dilution of 1: 1.5, the increase in volume is much less than one and a half.

Избежать существенного увеличения объема травильного раствора от цикла к циклу можно, используя избыточную часть раствора после корректировки для производства медно-аммиачного волокна. Рекомендуется перед растворением целлюлозы добавлять в травильный раствор гидроксида натрия. A significant increase in the volume of pickling solution from cycle to cycle can be avoided by using the excess part of the solution after adjustment for the production of copper-ammonia fiber. It is recommended to add sodium hydroxide to the etching solution before dissolving the cellulose.

Незначительные колебания концентрации ионов меди (II) после корректировок не оказывают существенного влияния на протекание травления при условии сохранения постоянной концентрации других компонентов. Так, из фиг. 1 видно, что возможно изменение концентрации меди (II) в пределах 0,89-1,05 моль/л, при этом травильные растворы сохраняют свои качества. Однако при сильном разбавлении 1: 1,6 (растворы 6 и 8, фиг. 1) уменьшается концентрация меди (II), мала скорость травления. В этом случае растворы непригодны для использования, несмотря на относительно большую их емкость по меди и экстремальную временную зависимость скорости травления. Последующая корректировка с разбавлением всего лишь 1: 1,2 и 1: 1,3 не дает соответствующего результата. Итак, обработка, проведенная таким образом, нарушает цикл корректировки, делает растворы непригодными для эксплуатации, несмотря на применение в дальнейшем сильных разбавлений. Slight fluctuations in the concentration of copper (II) ions after adjustments do not have a significant effect on the etching process, provided that a constant concentration of other components is maintained. So, from FIG. 1 shows that it is possible to change the concentration of copper (II) in the range of 0.89-1.05 mol / l, while the etching solutions retain their qualities. However, with a strong dilution of 1: 1.6 (solutions 6 and 8, Fig. 1), the concentration of copper (II) decreases, the etching rate is low. In this case, the solutions are unsuitable for use, despite their relatively large copper capacity and the extreme temporal dependence of the etching rate. Subsequent adjustment with a dilution of only 1: 1.2 and 1: 1.3 does not give the corresponding result. So, the treatment carried out in this way violates the adjustment cycle, makes the solutions unsuitable for use, despite the use of strong dilutions in the future.

На фиг. 1 и 2 видно, что добавление корректировочных компонентов по концентрации ниже начальной приводит к уменьшению скорости травления, емкости растворов, укорочению сроков службы электролита. Исключение составляет раствор 2 (фиг. 1). Применение подобной половинной корректировки по аммиаку дает положительный результат только на первой стадии обработки, дальнейшее ее использование нецелесообразно. In FIG. 1 and 2 it is seen that the addition of correction components at a concentration lower than the initial leads to a decrease in the etching rate, the capacity of the solutions, and shortening the life of the electrolyte. The exception is solution 2 (Fig. 1). The use of such a half adjustment for ammonia gives a positive result only at the first stage of processing, its further use is impractical.

Появление в растворе сопутствующих ионов натрия не оказывает отрицательного влияния на травление, так как ионы натрия не относятся к ингибирующим этот процесс частицами. The appearance of concomitant sodium ions in the solution does not adversely affect etching, since sodium ions do not belong to particles inhibiting this process.

В табл. 3 и 4 представлены основные характеристики процесса травления. Три первых показателя: начальная, максимальная и конечная скорости травления меди показывают характер зависимости скорости травления от количества меди в растворе: кривая с максимумом или ниспадающая. Это определяет степень стабильности раствора, срок его службы. In the table. 3 and 4, the main characteristics of the etching process are presented. The first three indicators: the initial, maximum, and final rates of copper etching show the nature of the dependence of the etching rate on the amount of copper in the solution: a curve with a maximum or a drop-down curve. This determines the degree of stability of the solution, its service life.

Процент скорости от максимальной при корректировке показывает равномерность травления во времени. Чем больше этот показатель, тем меньше колебания скорости во время травления, тем более равномерно и качественно обработана поверхность изделий. The percentage of the maximum speed during correction shows the etching uniformity over time. The higher this indicator, the less speed fluctuations during etching, the more uniformly and efficiently processed surface of the products.

Используя выше приведенные экспериментальные данные, можно в заключение привести сравнительные характеристики растворов, образующихся при различных способах обработки отработанных травильных растворов, суммированные в табл. 5-7. Using the above experimental data, we can conclude by comparing the comparative characteristics of the solutions formed by various methods of processing spent pickling solutions, summarized in table. 5-7.

Таким образом, преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в повышении экологичности за счет снижения количества залповых сбросов токсичных медьсодержащих растворов, увеличения сроков службы электролита и его стабильности, в удешевлении процесса за счет снижения расхода химических реактивов, в сохранении высоких характеристик травильных растворов: высоких скорости травления и емкости по стравленной меди, обеспечении высокого качества обработки поверхности меди. Thus, the advantages of the invention compared with the prototype are to increase environmental friendliness by reducing the number of volley discharges of toxic copper-containing solutions, increasing the life of the electrolyte and its stability, in reducing the cost of the process by reducing the consumption of chemicals, in maintaining high characteristics of the etching solutions: high speeds etching and etched copper tanks, ensuring high quality surface treatment of copper.

Claims (1)

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО МЕДНО-АММИАЧНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ, включающий корректировку раствора хлористым аммонием и аммиаком, отличающийся тем, что, с целью повышения экологичности, удешевления процесса, корректировку осуществляют на стадии минимальной скорости травления аммиачными промывными водами производства печатных плат, дополнительно содержащими хлористый натрий, при количествах компонентов, обеспечивающих возврат к начальным концентрациям и определяемых по формулам
Хлористый аммоний
M
Figure 00000011
(C
Figure 00000012
+нач-C
Figure 00000013
+пpом.вод
×(Vкон-Vнач) ;
Аммиак
M
Figure 00000014
(C
Figure 00000015
-C
Figure 00000016

×(Vкон-Vнач) ;
Хлористый натрий
2MNaCl˙(C
Figure 00000017
-C
Figure 00000018

×(Vкон-Vнач) ;
Вода Остальное
где Cнач, Cпром.вод. - начальная концентрация указанного компонента в травильном растворе и его концентрация в промывных водах, моль/л;
Cотр - концентрация Cu(II) в отработанном травильном растворе, моль/л;
Vнач, Vкон - объемы отработанного и откорректированного травильных растворов, л;
M - молекулярная масса указанного компонента, г,
и при отношении
Vкон/Vнач = 1,2 - 1,5.
METHOD FOR TREATING A WASTE COPPER-AMMONIA SOLUTION FOR COPPER ETCHING, including adjusting the solution with ammonium chloride and ammonia, characterized in that, in order to improve the environmental friendliness, cheapening the process, the adjustment is carried out at the stage of the minimum etching rate with ammonium washing water containing printed circuit boards produced in addition to sodium chloride , with the quantities of components providing a return to the initial concentrations and determined by the formulas
Ammonium chloride
M
Figure 00000011
(C
Figure 00000012
+ start -C
Figure 00000013
+ ex.water ) ×
× (V con -V beg );
Ammonia
M
Figure 00000014
(C
Figure 00000015
-C
Figure 00000016
) ×
× (V con -V beg );
Sodium chloride
2M NaCl ˙ (C
Figure 00000017
-C
Figure 00000018
) ×
× (V con -V beg );
Water Else
where C beg , C prom. water. - the initial concentration of the specified component in the etching solution and its concentration in the wash water, mol / l;
C neg - concentration of Cu (II) in the spent etching solution, mol / l;
V beg , V con - the volume of spent and adjusted etching solutions, l;
M is the molecular weight of the specified component, g,
and with respect
V con / V beg = 1.2 - 1.5.
SU4919548 1991-03-18 1991-03-18 Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper RU2013467C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4919548 RU2013467C1 (en) 1991-03-18 1991-03-18 Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4919548 RU2013467C1 (en) 1991-03-18 1991-03-18 Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2013467C1 true RU2013467C1 (en) 1994-05-30

Family

ID=21565246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4919548 RU2013467C1 (en) 1991-03-18 1991-03-18 Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2013467C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3269881A (en) Hydrogen peroxide etching of copper in manufacture of printed circuits
KR100330634B1 (en) Aqueous alkaline ammonia chloride 2 copper corrosion solution, corrosion rate processing method by this corrosion solution and copper coating printed wiring board shielded with this corrosion solution
US4437928A (en) Dissolution of metals utilizing a glycol ether
US4784785A (en) Copper etchant compositions
RU2013467C1 (en) Method of processing waste copper-ammonium solution for etching copper
AU591761B2 (en) Process for regenerating solder stripping solutions
US4236957A (en) Dissolution of metals utilizing an aqueous H2 SOY --H2 O.sub. -mercapto containing heterocyclic nitrogen etchant
CN107012465A (en) A kind of copper etchant solution and its application
US4437930A (en) Dissolution of metals utilizing ε-caprolactam
KR920006353B1 (en) Composition and method of metal dissolution utilizing pyrrolidone
CA1194390A (en) Dissolution of metals utilizing a furan derivative
EP0150512A2 (en) Dissolution of metals utilizing tungsten-diol combinations
US4525240A (en) Dissolution of metals utilizing tungsten
JP7256058B2 (en) Method for suppressing or removing adherence or breeding of organisms to seawater cooling water system, and method for treating seawater cooling water system water
US4437927A (en) Dissolution of metals utilizing a lactone
CN112030164A (en) Ammonia nitrogen-free acidic etching solution
CN116905054A (en) Method for prolonging service life of cyanide-free gold plating solution
SU914649A1 (en) Method for protecting dielectrical surfaces against deposition of copper in chemical copper plating solutions
JP2022123890A (en) Palladium plating solution and palladium plating solution replenisher
JPS6339694A (en) Method for treating waste water containing fluorine
JP2002339080A (en) Method for supplying component of chemical plating solution
JP2005029852A (en) Etching solution for copper and copper alloy
JPH02250978A (en) Electroless copper plating solution
TH18906A (en) Copper etching solution additive
JP2006124740A (en) Etching solution and method for controlling concentration of etching solution