SU910845A1 - Copper pickling solution - Google Patents

Copper pickling solution Download PDF

Info

Publication number
SU910845A1
SU910845A1 SU772452799A SU2452799A SU910845A1 SU 910845 A1 SU910845 A1 SU 910845A1 SU 772452799 A SU772452799 A SU 772452799A SU 2452799 A SU2452799 A SU 2452799A SU 910845 A1 SU910845 A1 SU 910845A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
etching
copper
solution
pickling solution
ammonium
Prior art date
Application number
SU772452799A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Шумилов
Владимир Ильич Кучеренко
Георгий Владимирович Королев
Валерий Николаевич Флеров
Евгений Павлович Котов
Анатолий Михайлович Прапоров
Гаянэ Леоновна Меликова
Original Assignee
Горьковский Политехнический Институт Им. А.А.Жданова
Предприятие П/Я В-2438
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 Горьковский Политехнический Институт Им. А.А.Жданова, Предприятие П/Я В-2438 filed Critical Горьковский Политехнический Институт Им. А.А.Жданова
Priority to SU772452799A priority Critical patent/SU910845A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU910845A1 publication Critical patent/SU910845A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/32Alkaline compositions
    • C23F1/34Alkaline compositions for etching copper or alloys thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Description

54 РАСТВОР дл  ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ54 SOLUTION FOR CERTAIN ELIMINATION

Изобретение относитс  к технологии обработки металлов травлением и может быть использовано при изготовлении плат печатного монтажа и других аналогичных изделий из меди, используемых в радиотехнических, электротехнических, электронных приборах и устройствах.The invention relates to the technology of metal processing by etching and can be used in the manufacture of printed wiring boards and other similar copper products used in radio, electrical, electronic devices and devices.

При изготовлении изделий из меди способом химического размерного травлени  на участки поверхности, не подлежащие травлению, нанос т защитные слои, так называемые резисты, В р де случаев, в частности при изготовлении плат печатного монтажа, в качестве резистов примен ют различные провод щие материалы, металлы и сплавы, такие как олово, свинец , серебро, сплавы олово - кобальт, сплавы ПОС и т,д. Это позвол ет упростить технологию изготовлени  печатных плат., улучшить их .характеристики , облегчить последующую пайку. В процессе вытравливани  меди с незащищенных , пробельных участков плат, металлические резисты не должны разрушатьс  т,е, стравливатьЬ } и покрыватьс  окисными и солевыми пленками , ухудшающими их па емость. В последнем случае удовлетворительна In the manufacture of copper products using a method of chemical etching, on the surface areas not subject to etching, protective layers, so-called resists, are applied. In a number of cases, in particular in the manufacture of printed circuit boards, various conductive materials and metals are used as resists. and alloys, such as tin, lead, silver, tin-cobalt alloys, PIC alloys, etc. This makes it possible to simplify the production technology of printed circuit boards, improve their characteristics, and facilitate subsequent soldering. In the process of copper etching from unprotected, gap areas of the boards, metal resists should not be destroyed, e, etched} and covered with oxide and salt films, which worsen their solvency. In the latter case, satisfactory

па емость металлических резистов после травлени  достигаетс  проведением дополнительных химических операций сн ти  окисных и солевыхПленок - осветлением.The metal resist after etching is achieved by carrying out additional chemical operations to remove oxide and salt films by clarification.

Дл  травлени  плат печатного монтажа с использованием в качестве схемного материала меди, защищенной металлическим резистом, примен ют For etching printed circuit boards using copper as a circuit material protected by a metal resist,

10 растворы на основе персульфата аммони , хлорита натри , хромового ангидрида , соединений двухвалентной меди и другие 1 , 2 и З ,10 solutions based on ammonium persulfate, sodium chlorite, chromic anhydride, compounds of divalent copper and others 1, 2 and 3,

Однако этим растворам присущи не15 достатки. Все они в той или иной степени окисл ют обычно используемые металлические резисты, которые-после вытравливани  печатных плат требуют осветлени . Кроме того, соеди20 нени  хрома (,У1) в хромовокислых растворах токсичны, В растворах на основе персульфата аммони  значительно растравливаетс  металлический резист, быстро разлагаетс  окислитель и они тер ют травильные свойства . Основным недостатком травильных растворов на основе хлорита натри  и соединений двухвалентной меди  вл етс  нестабильность их состава иHowever, these solutions have inherent wealth. All of them in one degree or another oxidize commonly used metallic resists, which, after etching printed circuit boards, require clarification. In addition, compounds of chromium (, U1) are toxic in chromate solutions. In solutions based on ammonium persulfate, a metallic resist is significantly etched, the oxidizer quickly decomposes and they lose etching properties. The main disadvantage of etching solutions based on sodium chlorite and compounds of divalent copper is the instability of their composition and

30 травильных характеристик. Как правило они содержат большие концентрации гидрата окиси аммони , что приводит к значительным испарени м свободного аммиака, особенно в травильных установках струйного типа, и вызывает необходимость непрерывной корректировки растворов. Таким образом , повышаетс  расход химикатов, снижаетс  качество травлени  плат, ухудшаютс  услови  работы персонала с5бслуживающего установки травлени , 30 pickling characteristics. As a rule, they contain large concentrations of ammonium hydroxide, which leads to significant evaporation of free ammonia, especially in jet-type pickling plants, and necessitates continuous adjustment of the solutions. Thus, the consumption of chemicals increases, the quality of etching of the boards decreases, the working conditions of the personnel of the serving etching unit deteriorate,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому раствору  вл етс  раствор, содержащий ионы двухвалентной меди хлорид, нитрат, карбонат аммони  и щелочной агент, в качестве которого используютс  гидроокись С1ММОНИЯ и момоэтаноламин 4The closest in technical essence to the proposed solution is a solution containing bivalent copper ions chloride, nitrate, ammonium carbonate and alkaline agent, which is used as C1MMONIUM hydroxide and momoethanolamine 4

К недостаткам этого раствора относ тс  его низка  стабильность, малые скорости травлени  меди, значительное окисление металлических резистов .The disadvantages of this solution are its low stability, low rates of copper etching, significant oxidation of metal resists.

Цель изобретени  - предотвращение окислени  провод щего материала, повышение-скорости травлени  меди и стабильности раствора.The purpose of the invention is to prevent oxidation of the conductive material, increase the etching rate of copper and the stability of the solution.

Дл  достижени  указанной цели в раствор дл  травлени  меди в отличие от известного, содержащего хлорид двухвалентной меди, клорид и (или нитрат и карбонат аммони , в качестне щелочного агента ввод т гидроокись щелочного металла при следующем соотношении компонентов,г/л: Хлорид меди двухвалентной120-260 Хлорид и (или) нитрат аммони 25-50 Карбонат аммони  300-470 Гидроокись щелочного металла40-80 вода До 1 л Раствор дл  травлени  меди приготавливают путем смешивани  соли меди (П, карбоната аммони  и гидроокиси щелочного металла с водой. Сначал смешивают с водой соль двухвалентной меди и карбонат аммони , полученную смесь выдерживают при 30-60°С до прекращени  выделени  углекислого газа, а затем добавл ют гидроокись щелочного металла.To achieve this goal, in contrast to the known copper chloride containing chloride, chloride and (or nitrate and ammonium carbonate, alkali metal hydroxide is added to the solution for etching copper in an alkaline agent in the following ratio of components, g / l: copper chloride bivalent 120 260 Chloride and (or) ammonium nitrate 25-50 Ammonium carbonate 300-470 Alkali metal hydroxide 40-80 water Up to 1 l Solution for copper etching is prepared by mixing copper salt (P, ammonium carbonate and alkali metal hydroxide with water. First mix salt of divalent copper and ammonium carbonate is sewn with water, the mixture is kept at 30-60 ° C until carbon dioxide evolution ceases, and then alkali metal hydroxide is added.

Наличие в растворе карбонат-иона обуславливает возможность образовани  нерастворимых, выпадающих в осадок основных солей углекислой меди, что приводит к уменьшению концентрации окислител  - ионов двухвалентной меди и соответственно к уменьшению скоростей Т1 авлени .The presence of carbonate ion in the solution determines the possibility of the formation of insoluble, precipitated basic salts of copper carbonate, which leads to a decrease in the concentration of the oxidizing agent — divalent copper ions and, accordingly, to a decrease in the rates of T1 ions.

П р и м е-р 1. 120 г CoCe22HrtO, 300 (NH4 i2CO3 и 40 г КОН смешивают с водой. Полученный раствор имеет скорость травлени  меди 1017 мкм/мин, емкость по стравленной меди 10 г/л.PRI m e r 1. 120 g of CoCe22HrtO, 300 (NH4 / 2CO3 and 40 g of KOH are mixed with water. The resulting solution has a copper etching rate of 1017 µm / min and a capacity of etched copper of 10 g / l.

П р и м е р 2. 120 г CaCCj 2H(iO и 300 г (NH4 ijCO3 смешивают с 300 мл воды,смесь вьадерживают при до прекращени  вьщелени  углекислого газа (около 12 ч), затем добавл ют 40 г КОН. Объем раствора довод т водой до 1 л. Скорость травлени  меди 21 мкм/мин, а емкость раствора по стравленной меди возрастает до 60 г/лEXAMPLE 2 120 g of CaCCj 2H (iO and 300 g (NH4 / iCO3 are mixed with 300 ml of water, the mixture is held until carbon dioxide is removed (about 12 hours), then 40 g of KOH are added. The solution is diluted t water up to 1 l. The rate of etching of copper 21 μm / min, and the capacity of the solution of the etched copper increases to 60 g / l

Пример 3. Аналогичен приме-. РУ 2, но смесь вьвдерживают при температуре 45°С около 3 ч. Травильные характерстики раствора такие же, как и в примере 2.Example 3. Analogous application. RU 2, but the mixture is held at a temperature of 45 ° C for about 3 hours. The etching characteristics of the solution are the same as in Example 2.

Приме р 4. Аналогичен.примеру 2, но смесь выдерживают при температуре около 1,5 ч. Травильные характеристики раствора такие же, как и в примере 2;Example 4. Similar to Example 2, but the mixture is kept at a temperature of about 1.5 hours. The etching characteristics of the solution are the same as in Example 2;

Увеличение температуры вьздержки выше вызывает разрушение образующегос  аммиачного комплекса двухвалентной меди и, как следствие, снижение скорости травлени , емкости раствора, приводит к выпадению осадка . Уменьшение температуры .выдержки ниже 30°С нецелесообразно, так как полного удалени  углекислого газа из раствора не происходит даже при длительной выдержке..An increase in the temperature of the extracts above causes the destruction of the formed ammonium complex of divalent copper and, as a consequence, a decrease in the rate of etching, the capacity of the solution, leads to precipitation. Reducing the temperature. Exposure below 30 ° C is impractical because the complete removal of carbon dioxide from the solution does not occur even with prolonged exposure.

Как видно из примеров такой способ приготовлени  позвол ет получить раствор с повышением скорости травлени  меди в 1,5-2 раза, обеспечивает увеличение производительности травильных установок в 1,5-2 раза без дополнительных затрат, а также удлинение срока работы раствора в 3-6 раз.As can be seen from the examples, such a method of preparation allows to obtain a solution with an increase in the rate of etching of copper by 1.5–2 times, provides an increase in productivity of the etching plants by 1.5–2 times without additional costs, as well as a lengthening of the solution life by 3-6 time.

Результаты травлени  печатных плат на медной основе, частично покрытых различными металлическими резистами (из сплава о.лово - свинец, сплава олово - кобальт, серебро, при 40°С представлены в таблице.The results of etching printed circuit boards on a copper base, partially coated with various metal resistors (from an o-tin-lead alloy, a tin-cobalt alloy, and silver, at 40 ° C are presented in the table.

Из таблицм BHArfO, что скорость травлени  по сравнению с известным раствором возрастает приблизительно в 2 раза. Предотвращение окислени  подтверждаетс  способностью к пайке и стойкостью резиста;From the BHArfO tables, that the etching rate is about 2 times higher than the known solution. The prevention of oxidation is confirmed by the soldering ability and resistance of the resist;

Уменьшение содержани  гидроокиси щелочного метсшла ниже 40 г/л вызывает выпадение осадка, а увеличение его содержани  более 80 г/л вызывает резкое снижение скорости травлени .A decrease in the alkali hydroxide content below 40 g / l causes precipitation, and an increase in its content of more than 80 g / l causes a sharp decrease in the etching rate.

Стабильность раствора подтверждаетс  возможностью работы с ним без корректировки длительное врем  с сохранением травильных характеристик (около 3 мес. Известные растворы , содержащие гидроокись аммони , требуют практически непрерывной корректировки .The stability of the solution is confirmed by the possibility of working with it without adjustment for a long time while maintaining the pickling characteristics (about 3 months. Known solutions containing ammonium hydroxide require almost continuous adjustment.

В пайки балл 5 соответствует пайке без з Т1 уднений, с хорошим качеством, без дополнительного осветлени  металлического резиста. Балл 1 соответс рлу т ©чень плохой па емости.In soldering, a score of 5 corresponds to soldering without a T1 extension, with good quality, without additional clarification of the metallic resist. A score of 1 corresponds to a poor capacity.

Применение предлагаемого раствора в производстве деталей из меди способом химического размерного травлени  с частичной защитой металлическими резистами обеспечивает высокую скорость травлени  меди, хорошую па емость резистов после травлени  и стабильность травильных характеристик .The application of the proposed solution in the production of copper parts by chemical size etching with partial protection by metal resistors provides a high rate of copper etching, good resist after etching, and stability of etching characteristics.

Эти преимущества создают услови  дл  упрощени  технологического процесса , т.е. исключени  операции осветлени  металлического резиста, повышени  качества продукции и производительности оборудовани , снижени  расхода химикатов.These advantages create conditions to simplify the process, i.e. eliminating the operation of clarifying metallic resist, improving product quality and equipment performance, reducing the consumption of chemicals.

Claims (4)

1. Патент Великобритании № 1316030, кл. В 6 J , 1973. 1. Patent of Great Britain No. 1316030, cl. In 6 J, 1973. 2.Патент Великобритании № 1085747, кл. В 6 J , 1967.2. The UK patent number 1085747, cl. In 6 J, 1967. 3.Патент США № 2872302, кл. 252-792, 1959.3. US patent number 2872302, cl. 252-792, 1959. 4. ПатентВеликобритании № 1426529, кл. В 6 J , 1976. 4. Patent of Great Britain No. 1426529, cl. In 6 J, 1976.
SU772452799A 1977-02-15 1977-02-15 Copper pickling solution SU910845A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772452799A SU910845A1 (en) 1977-02-15 1977-02-15 Copper pickling solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772452799A SU910845A1 (en) 1977-02-15 1977-02-15 Copper pickling solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU910845A1 true SU910845A1 (en) 1982-03-07

Family

ID=20695663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772452799A SU910845A1 (en) 1977-02-15 1977-02-15 Copper pickling solution

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU910845A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773180C1 (en) * 2021-12-07 2022-05-31 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Solution for etching copper and its alloys (options)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773180C1 (en) * 2021-12-07 2022-05-31 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Solution for etching copper and its alloys (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4859281A (en) Etching of copper and copper bearing alloys
DE1298383B (en) Process and means for the chemical dissolution of copper
US4141850A (en) Dissolution of metals
CA1215301A (en) Nickel etching process and solution
AU676772B2 (en) Copper etchant solution additives
CA1039631A (en) Copper and copper alloy etching solutions and process
US4437928A (en) Dissolution of metals utilizing a glycol ether
US4462861A (en) Etchant with increased etch rate
DE1521663A1 (en) Etchants and processes for dissolving metals
JPH03500186A (en) Copper etchant composition
US4130455A (en) Dissolution of metals-utilizing H2 O2 -H2 SO4 -thiosulfate etchant
US3677950A (en) Chemical etching solution for printed wiring boards
US4140646A (en) Dissolution of metals with a selenium catalyzed H2 O2 -H2 SO4 etchant containing t-butyl hydroperoxide
SU910845A1 (en) Copper pickling solution
US4158592A (en) Dissolution of metals utilizing a H2 O2 -sulfuric acid solution catalyzed with ketone compounds
US3753818A (en) Ammoniacal etching solution and method utilizing same
US4236957A (en) Dissolution of metals utilizing an aqueous H2 SOY --H2 O.sub. -mercapto containing heterocyclic nitrogen etchant
US4437930A (en) Dissolution of metals utilizing ε-caprolactam
JPS6214034B2 (en)
US4233111A (en) Dissolution of metals utilizing an aqueous H2 SO4 -H2 O2 -3-sulfopropyldithiocarbamate etchant
CA1236384A (en) Dissolution of metals utilizing tungsten-diol combinations
US4437929A (en) Dissolution of metals utilizing pyrrolidone
US4437932A (en) Dissolution of metals utilizing a furan derivative
US3582415A (en) Method of etching cu with use of pb and sn layers as a mask
EP0661388B1 (en) Chemical etchant for palladium