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氯化铜蚀刻加工原理

 氯化铜蚀刻加工原理
前语: 
  近年來打印電路板製程﹐在內層板或單面板的直接蝕刻上﹐运用氯化銅藥液者﹐愈來愈多。但也因缺少活用氯化銅的蚀刻加工基本知識﹐而拒此法於千里之外者﹐亦常有之。以下簡單收拾有關綠化銅蚀刻加工的反應及其控制办理的景象﹐以供業界參考。蚀刻加工之計算 
˙銅蚀刻加工反應(理論值): 
  Cu(銅) + CuCl2(氯化銅)→ 2CuCl(氯化亞銅)……(1)                 二價銅          一價銅  ˙再生反應: 
  2CuCl + 2HcL + H2O2→ 2CuCl + 2H2O……(2) 
˙由上述二式中氯化銅的再生循環﹐以說明再生及增加用量如下:     銅厚35μm(1 oz)之單面基板上﹐其均匀銅分量約312.2g/m2﹐若假設蝕銅率為60%左右時﹐由(1)式中可得到所生成方程式上„兩各單位‟的氯化亞銅﹐其分量應為: 
(312.2g/m2  x 0.6 ÷63.5) x 2 x 98.9 = 583 g 
再由(1)式中知其CuCl2應有的分量為: 
    [(583 ÷2) + (583 ÷2 – 312 x 0.6)] = 396g 
由(2)式中可知﹐進行再生反應一必頇运用之藥液量為: 鹽酸 - - [583 ÷(2 x 98.9)] x 2 x 36.5 = 215g        雙氧水 - - [583÷(2 x 98.9)] x 1 x 34 = 100g 
水 - - [583 ÷(2 x 98.9)] x 2 x 18.2 = 106g CuCl2 - - [583 ÷(2 x 98.9)] x 2 x 134 = 792g 
  另純鹽酸215g換算成35%濃度的产品鹽酸時約為521cc。   純雙氧水100 g換算成35%濃度的产品雙氧水時約為253 cc。 
  可是﹐由(1)式蝕銅後所產生CuCl中的銅為一價銅﹐是一種水溶性不佳的物質﹐附在銅面上時﹐會形成蝕銅能力之劣化﹐因此使得蝕銅速度減慢。而通常在蚀刻加工槽內的化學反應多為連續性﹐且相當複雜﹐蚀刻加工線從實際的反應型態上試做討論如下。        Cu金屬銅        ↓ 
(3)  ←CuCl﹐      ↓ 2CuCl  
↓        
(3) ←2HCl 
↓ 
H2Cu2Cl4        ↓ (5)   ←H2O2  
↓  
2CuCl2+H2O 
在溶液中(二價銅)和金屬 蚀刻加工反應而產生一價銅因一價銅不溶解於水﹐致使(3)之蝕銅化
學反應速度溶液中﹐可再溶解
為H2Cu2Cl4(或H2CuCl2)2。 又因所参加的雙氧水可提供1個氧﹐使H2Cu2Cl4中的氫轉變為水﹐故再生成CuCl2

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