蝕刻液:銅版畫雕刻用原料-中文百科頻道

分類

目前已經使用的蝕刻液類型有六種類型：

酸性氯化銅

堿性氯化銅

氯化鐵

過硫酸铵

硫酸/鉻酸

硫酸/雙氧水蝕刻液。

酸性氯化銅，工藝體系，根據添加不同的氧化劑又可細分為鹽酸氯化銅+空氣體系、鹽酸氯化銅+氯酸鈉體系、鹽酸氯化銅+雙氧水體系三種蝕刻工藝，在生産過程中通過補加鹽酸+空氣、鹽酸+氯酸鈉、鹽酸+雙氧水和少量的添加劑來實現線路闆闆的連續蝕刻生産。

特點

酸性氯化銅

1)蝕刻機理：Cu+CuCl2→Cu2Cl2

Cu2Cl2+4Cl→2(CuCl3)2

2)影響蝕刻速率的因素：影響蝕刻速率的主要因素是溶液中Cl-、Cu+、Cu2+的含量及蝕刻液的溫度等。

a、Cl-含量的影響：溶液中氯離子濃度與蝕刻速率有着密切的關系，當鹽酸濃度升高時，蝕刻時間減少。在含有6N的HCl溶液中蝕刻時間至少是在水溶液裡的1/3，并且能夠提高溶銅量。但是，鹽酸濃度不可超過6N，高于6N鹽酸的揮發量大且對設備腐蝕，并且随着酸濃度的增加，氯化銅的溶解度迅速降低。

添加Cl-可以提高蝕刻速率的原因是：在氯化銅溶液中發生銅的蝕刻反應時，生成的Cu2Cl2不易溶于水，則在銅的表面形成一層氯化亞銅膜，這種膜能夠阻止反應的進一步進行。過量的Cl-能與Cu2Cl2絡合形成可溶性的絡離子(CuCl3)2-，從銅表面上溶解下來，從而提高了蝕刻速率。

b、Cu+含量的影響：根據蝕刻反應機理，随着銅的蝕刻就會形成一價銅離子。較微量的Cu+就會顯着的降低蝕刻速率。所以在蝕刻操作中要保持Cu+的含量在一個低的範圍内。

c、Cu2+含量的影響：溶液中的Cu2+含量對蝕刻速率有一定的影響。一般情況下，溶液中Cu2+濃度低于2mol/L時，蝕刻速率較低；在2mol/L時速率較高。随着蝕刻反應的不斷進行，蝕刻液中銅的含量會逐漸增加。當銅含量增加到一定濃度時，蝕刻速率就會下降。為了保持蝕刻液具有恒定的蝕刻速率，必須把溶液中的含銅量控制在一定的範圍内。

d、溫度對蝕刻速率的影響：随着溫度的升高，蝕刻速率加快，但是溫度也不宜過高，一般控制在45~55℃範圍内。溫度太高會引起HCl過多地揮發，造成溶液組分比例失調。另外，如果蝕刻液溫度過高，某些抗蝕層會被損壞。

堿性氯化銅

1)蝕刻機理：CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2

Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl

2)影響蝕刻速率的因素：蝕刻液中的Cu2+濃度、pH值、氯化铵濃度以及蝕刻液的溫度對蝕刻速率均有影響。

a、Cu2+離子濃度的影響：Cu2+是氧化劑，所以Cu2+的濃度是影響蝕刻速率的主要因素。研究銅濃度與蝕刻速率的關系表明：在0~82g/L時，蝕刻時間長；在82~120g/L時，蝕刻速率較低，且溶液控制困難；在135~165g/L時，蝕刻速率高且溶液穩定；在165~225g/L時，溶液不穩定，趨向于産生沉澱。

b、溶液pH值的影響：蝕刻液的pH值應保持在8.0~8.8之間，當pH值降到8.0以下時，一方面對金屬抗蝕層不利；另一方面，蝕刻液中的銅不能被完全絡合成銅氨絡離子，溶液要出現沉澱，并在槽底形成泥狀沉澱，這些泥狀沉澱能在加熱器上結成硬皮，可能損壞加熱器，還會堵塞泵和噴嘴，給蝕刻造成困難。如果溶液PH值過高，蝕刻液中氨過飽和，遊離氨釋放到大氣中，導緻環境污染。另一方面，溶液的PH值增大也會增大側蝕的程度，而影響蝕刻的精度。

c、氯化铵含量的影響：通過蝕刻再生的化學反應可以看出：[Cu(NH3)2]+的再生需要有過量的NH3和NH4Cl存在，如果溶液中缺乏NH4Cl，大量的[Cu(NH3)2]+得不到再生，蝕刻速率就會降低，以緻失去蝕刻能力。所以，氯化铵的含量對蝕刻速率影響很大。随着蝕刻的進行，要不斷補加氯化铵。

d、溫度的影響：蝕刻速率與溫度有很大關系，蝕刻速率随着溫度的升高而加快。蝕刻液溫度低于40℃，蝕刻速率很慢，而蝕刻速率過慢會增大側蝕量，影響蝕刻質量；溫度高于60℃，蝕刻速率明顯增大，但NH3的揮發量也大大增加，導緻污染環境并使蝕刻液中化學組分比例失調。故溫度一般控制在45~55℃為宜。