过硫酸盐 - 硫酸体系微蚀性能的研究 - 图文

更新时间:2024-04-19 00:06:01 阅读量: 综合文库 文档下载

说明:文章内容仅供预览,部分内容可能不全。下载后的文档,内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的,是否完整无缺。

过硫酸盐/硫酸体系微蚀性能的研究杨焰。李德良,陈茜文,罗洁(中南林业科技大学,湖南长沙410004)[摘要]为研究过硫酸盐/硫酸体系微蚀的最佳工艺条件,通过静态腐蚀速率测定法,对该体系的微蚀液组成和操作温度等微蚀条件进行了研究,实验结果表明最佳的微蚀条件为:温度26—32。C,铜离子质量浓度9~159/I。;过硫酸钠质量浓度75~1259/L,硫酸的体积分数为2%~4%,该条件下微蚀速率为0.5I山m/min,过程稳定可控。,[关键词]微蚀;过硫酸盐;tOt酸;腐蚀速率[中图分类号]TGl74[文献标识码]A[文章编号]1001-3660(2009)03-0054一02StudyonMicroetchingPerformance(CentralofSodiumPersuifate/SulfuricAcidSystem0004,China)YANGYan.uDe-liang,CHENQian-wen,LUOJieSouthUniversityofForestryandTechnology,Changsha41[Abstract]Inordertogettheoptimumtechnologicalconditionsofthesodiumpersulfate/sulfurieacidsystem,thestaticcorrosionmethodwasusedtostudytherelatedparametersincludingcompositionsofthemicro—etcherandtheoper-atingtemperature.Theexperimentalresultsshowthattheetchingperformanceisexcellentwhenmaintainingtemperatureis26—32。C,copperconcentrationis9-15g/L,sodiumpersulfateis75—125g/Landsulfuricacidcontentis2-4%.Theconclusioncanbedrawnthatundertheseconditionstherateofmicro—etchingis0.5iuLm/minandtheprocessisstableandcontrollable.[Keywords]Microetch;Sodiumpersulfate;SulfuricacidMicroetchingrate0引言可控,对于过硫酸盐微蚀体系,当微蚀液中的铜离子浓度大于27.59/L或过硫酸钠浓度小于1.59/L时,微蚀性能变差而面临在经济快速发展的今天,电子行业特别是PCB、FPC等行业生产正突飞猛进地向前发展,在产品竞争日益激烈的经济环境下,品质要求越来越高。因而微蚀体系也越来越为国内外相关研究人员所重视。目Iji『常见的微蚀体系有:过硫酸盐/硫酸体系和报废。微蚀的总化学反应为H“:S208卜+Cu叫Cu2++2S04z.该反应可分解为2步:1)Cu2++Cu=2Cu+(1)双氧彬硫酸体系11…,在上述体系中,由于一些客观闪素,尤其是成本和稳定性的影响,目前应用最为广泛的还是过硫酸盐/硫酸体系。该体系具有槽液稳定性能好,被处理工件的表面粗化均匀,结合力增加明显等特点。本文主要是针对该体系的一些微蚀性能进行研究,找出该体系的最佳上艺操作和控制条件,以便为相关应用和后续技术开发如微蚀液循环再生3R技术提供参考。2)2Cu++S208“=2Cu2++2S042’1.2实验材料过硫酸钠(上海爱建试剂厂有限公司A.R.)、硫酸铜(长沙市安泰精细化工实业有限公司A.R.)、浓硫酸(株洲石英化玻有限公司A.R.),其他试剂均为市售分析纯;18斗m厚的双面覆铜板(生益电子东莞公司提供);电热恒温水浴锅(北京市永光明医疗仪器厂)、电热鼓风干燥箱(卜海实验仪器有限公司)、电子分析天平(精度0.1mg,上海伦捷机电仪表有限公司)。1实验原理及方法1.1微蚀原理微蚀过程一般要求其微蚀深度在0.3—1p,m的范围内稳定1.3实验方法采用静态腐蚀速率法进行微蚀实验,微蚀容器为200mL烧杯.每次使用的微蚀液为150mL,它置于恒温水浴中,实验时分别取3块面积为19.74cm2的覆铜板作测试样片,先除油,后用10%硫酸清洗干净,再用滤纸吸干表面水分;将样片于110。C下[收稿日期]2009—02一加[基金项目】湖南省环境科学学科建设项日资助(2006180);中南林业科技大学青年科学基金资助项目(2008054B)【作者简介】杨焰(1977一),女.湖南湘阴人,讲师,在读硕上,研究方向为表面处理、精细电子化学品。干燥约20min;自然冷却后称蕈,记为形。(单位:g,精确到4位小数);然后进行微蚀,时间控制在2—5min;微蚀好的样片取出后迅速清洗干净.用滤纸吸十表面水分,于lIO'E下干燥约20rain,自然冷却后称重.记为职;利用失耄法计算其微蚀速率。取3次结果的平均值,与平均值偏差大的数据舍弃"…。万方数据y=(矽l一耽)I(p×S×2×10)=(彤l一耽)/0.089式中,V为微蚀速率,p.m/min;p为铜的密度,8.99/cm3;5为样片面积,19.74cm2。k0.8一o.7o.6卑o.5王o.42结果与讨论2.1温度对微蚀速率的影响固定铜离子浓度为129/L,Na2S20s浓度为lOOg/L,硫酸体积分数为3%,微蚀时间3min,考察了温度为20、24、28、32、36。C的微蚀速率。见图l。0.7垂薰O铜离子的质量浓度他?L-‘)图3铜离子浓度对微蚀速率的影响Figure.3TheeffectoftheconcentrationofCu2+onthemieroetehingrate率也逐渐增加;当硫酸铜的质量浓度在9~159/L范围时,微蚀速率稳定。如原理所述,微蚀反应分2步进行。溶液中的Cu“先将金属铜氧化为Cu+(慢),且这步乃固液相反应,它是溶铜过程的速率控制步骤,二价铜浓度太低时,微蚀很慢,但浓度过高,会使微蚀速率过快而失控¨4。引。因此,适宜的铜离子浓度范围选9~15∥L.在该条件下微蚀速度稳定可控。f-0.6壹0.5女0.4未0.3裕0.2鲻0.i2.4硫酸浓度对微蚀速率的影响固定铜离子浓度为129/L,过硫酸钠浓度为1009/L,微蚀时间3rain,温度为28℃,考察r不同硫酸浓度对微蚀速率的影响,所得实验结果见图4。0.7f0.6‘i0.5;0.4莪Figure40图4硫酸的体积分数对微蚀速率的影响Theeffectoftheconcentrationofsulfateonthemieroetchingratef.曼由图4可见,随着硫酸浓度的增加,微蚀速率上升11…。这主要是由于在该体系中反应是按(I)式进行,SO。2。的增加有利于与反应中的cu2+结合,使反应向正反应方向进行。当硫酸浓度达到一定程度时,继续增加其浓度对微蚀速率影响已不太明过硫酸钠的质量浓度,(g?L-’)图2过硫酸钠浓度对微蚀速率的影响卑¥暑i静{!{fI显。适宜的硫酸体积分数范围为2%一4%,在该条件下微蚀速度稳定。Figum2TheeffectoftheconcentrationofNa2S20sonthemicroetchingt毗e由图2可见,随着过硫酸钠浓度不断增加,微蚀速率也不断加快111-13J,当过硫酸钠浓度处于75—125∥L时,微蚀速率达到1个较稳定的值。随着过硫酸钠浓度的继续增加,微蚀速率反而减慢,这是由于过硫酸钠浓度过高时易使铜表面形成致密、附着力强的钝化膜,该膜达一定厚度后(如5—10nm),铜腐蚀速率降低。因此,适宜的过硫酸钠范围选75—1259/L,在该条件下微蚀速度稳定。3结论1)实验室中微蚀最佳工艺条件为:反应温度26—32。C,铜离子的质量浓度为9—159/L,过硫酸钠的质量浓度为75—1259/1.。硫酸的体积分数为2%-4%。2)该微蚀体系的微蚀速率在0.4—0.61乩m/min范围内时过程稳定、可控。2.3铜离子浓度对微蚀速率的影响固定过硫酸钠的质量浓度为lOOg/L,硫酸的体积分数为3%,配制了铜离子的质量浓度分别为2、3、4、6、10、15、20、25、27.5【参考文献】[1】聂忠源.陈尚林.PCB治污出路在于资源化和小循环经济[N].中国电子报,2006-06—14[2]林金堵,龚永林.现代印制电路板技术[M].上海:中国印制电路板行业协会,2001.145—147g/L的工作液50mL,在28℃下对样板微蚀2min,所得实验结果见图3。由图3可见,铜浓度对微蚀速率的影响明显。当铜离子的质量浓度很低时,微蚀速率低,随着铜离子浓度的升高,微蚀速(下转第94页)万方数据征性,也可看到甲基苯基硅烷的聚合物与具有防腐功能的烷氧基硅烷聚合物制造防腐和耐候水性工业面涂涂料材料中的复合迭代功能性作用,以及硅烷聚合物的有机基对不同的成膜树脂产生改性的效果。尤其需要指出的是:在制造的3种对比检测的水性工业面涂组分中,全都没有使用耐候和保色的钛白粉原料,而市售的所有溶剂型面漆都要使用钛白粉。这进一步佐证了甲基苯基硅烷的聚合物对制造耐候水性工业面涂涂料的特种功能作用,也为制备金属构件使用的防腐和耐候的环保型工业水性面涂寻找到一条新的技术路径。"】l!IB1j水利水运工程学报,2002,(2):14.17孟祥开.含硅树脂制高耐候涂料高耐候性涂料及其制备方法[P].中国专利:200610045498.9,2006-07—17李明良.水性双组分脂肪族聚氨酯涂料[P].中国专利:陋∞03150467.1,2003-08-21张发爱.余彩莉,王云普,等.一种有机硅改性水性双组分聚氨酯涂料及其制备方法[P].中国专利:200410042723.4,2004-05-24王树钦.氟硅改性水性双组分聚氨酯涂料及其配制方法[P].中国专利:200610023360.9,2006-.01.17张发爱,余彩莉,张雯华.水性双组分聚氨酯有色涂料及其制备方法[P].中国专利:200710148475.5,2007-08-30【参考文献眵傅晓平,李岩。张秀蓉,等.硅氧烷聚合物的水性金属重防腐涂料[A].2007全国大型桥梁和水工结构防腐蚀技术研讨会论文集[1]赵朋,孙永周,马汉.有机硅改质聚氨酯涂料[P].中国专利:99102825?2,1999-03-05[c].北京:方正出版社,2007.218-221[9]傅晓平,李岩.双组分硅烷聚合物金属重防腐水性工业涂料[P]中国专利:200710093211.4,2007.12-26[2]李震,孙红尧,陈水根.水利水电工程中钢结构耐候涂料的研制[J].、p、一吣j净、声、妒、p、声、p、≯扩、pt声q产p℃≯u妒℃,’屯妒、妒q,芦ppq一咕p、妒咕妒妒、pp七声pp、户、声、p、p、p、p、户p℃尊、≯ppp℃,、矿、p(上接第55页)[3]麦久翔,许贵银.世界印刷电路板近况[J].上海航天,1994,6:41一44[10]寿莎.蘸水笔刻蚀技术(DPN)影响因素分析[J】.表面技术,2007,36(2):25-27[11]廖军,张杭贤.碱性蚀刻的过程控制[J].印制电路信息,2005,(6):46-.4.7[12]田波.微带蚀刻工艺影响因素探讨[J].表面技术,2004,33(2):51-53[4]李荻.电化学原理[M】.北京:北京航空航天大学出版社,2003.419-421[5】高小霞.电分析化学导论[M].北京:科学出版社,1986.34,49-55[6]陈国华,王光信.电化学方法应用[M].北京:化学工业出版社,2003.16.17[13]魏静,罗韦因.刷线路板精细蚀刻的影响因素[J].表面技术,2005,34(2):49-55[14]李玢.精细导线PCB图像转移研究[J].印制电路信息,2003,(7):32-35.[7]姚风仪,郭德威,桂明德,等.无机化学丛书[M].北京:科学出版社,1998.95—108[8]沈锡宽.印制电路技术[M].北京:科学出版社,1987.33l[9】张芹,沈卫军,吴起昌.N种前处理方式介绍[A].2005春季国际[15]蔡坚,马莒生,汪刚强,等.FeCl3液中影响Cu蚀刻速度的因素[J].中国有色金属学报,1998,8(S1):61-65[16]吴水清.硫酸过氧化氢蚀刻工艺[J].电镀与环保,1999,19(5):27-30PCB技村信息论坛论文集[C].上海:中国印制电路行业协会,2005.55-59ppp妒妒pp妒ppppppppppp≯p≯pppppq妒、jpppppp≯u—、p妒pppp妒pppp、p(上接第57页)[参考文献】2004。34(6):26-28[3]南仁植,闵自强,刘小政.内装饰铝型材用消光粉末涂料的研究[J].现代涂料与涂装,2001,(1):5-7【4】辜继先.G9010消光树脂的合成与应用[J].涂料工业。1999。(1):[1]冯素兰,张昱斐.粉末涂料[M].北京:化学工业出版社,2004.77—7916-18[5]姜其斌,周市俊。黄轩.聚酯固化粉末涂料消光树脂的合成与应用[J].合成树脂及塑料,2003,20(1):17一19[2]刘宏,刘正尧.影响粉末涂料上粉率因素的探讨[J].涂料工业,ppppq—、一pppp矿pppppppppppppppp妒pp≯ppppppq≯、妒ppp、扩峙—、j声ppp(上接第79页)能[J]+中国有色金属学报,2005,15(2):316-320[28]于维平,孟令款,杨晓萍,等.化学法制备掺杂CoO的NiO及其电容性能研究[J].金属热处理,2005,30(9):23-26[29】方勤.沉淀转化法制备的纳米NiO超级电容器研究[J】.电子元件与材料,2005,24(12):8—10[21]张莉。宋金岩,邹积岩.二氧化钉/活性炭复合电极材料的性能研究[J].电子元件与材料,2006,25(10)。23-25[22]慈颖,李文军,郭燕川,等.超级电容器用Ru02/碳微线圈材料的研制[J].电池,2007,37(1):19-21[23]郑言贞,张密林.陈野.Ru02?xH20/MWNTs纳米复合物的超级电容特性研究[J].无机化学学报,2007,23(4):630-634[24]李俊,王先友,黄庆华,等.超级电容器Mn02/CRF复合电极材料的制备及性能的研究[J].功能材料,2006,37(12):1938.1941[25]苏凌浩,范少华.Mn02/Pb02复合电极的电化学电容行为[J].电源技术,2005,29(7):462-465[26]田艳红,王海滨.由碳还原KMnO。制备氧化锰/碳超级电容材料[J].北京化工大学学报。2007,34(2):150.153[27]冯杨柳,张密林,陈野,等.掺cr改性Mn02的制备及其电化学性[30]程杰,曹高萍,杨裕生.活性炭/氧化镍干凝胶超级电容器研究[J].电源技术,2007,31(3):183-185[3j]黄柏辉,杨萍,张宝宏。等.LiC002/AC复合电极作为超级电容器的电极材料[J].电源技术,2006,30(7):560-562[32]王贵欣,周固民,袁荣忠,等.LiNiosCoo202/MWNTs复合物超级电容器电极材料的研究[J].无机化学学报,2005,21(4):593-597[33]李俊.王先友,黄伟国。等.超级电容器用M003/AC复合电极的制备[J].电池,2005,35(6):440-442万方数据过硫酸盐/硫酸体系微蚀性能的研究

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

杨焰, 李德良, 陈茜文, 罗洁, YANG Yan, LI De-liang, CHEN Qian-wen, LUO Jie中南林业科技大学,湖南长沙,410004表面技术

SURFACE TECHNOLOGY2009,38(3)

参考文献(16条)

1.姚凤仪;郭德威;桂明德 无机化学丛书 19982.陈国华;王光信 电化学方法应用 20033.高小霞 电分析化学导论 1986

4.田波 微带蚀刻工艺影响因素探讨[期刊论文]-表面技术 2004(02)5.廖军;张杭贤 碱性蚀刻的过程控制[期刊论文]-印制电路信息 2005(06)6.寿莎 蘸水笔刻蚀技术(DPN)影响因素分析[期刊论文]-表面技术 2007(02)7.张芹;沈卫军;吴起昌 N种前处理方式介绍 20058.沈锡宽 印制电路技术 19879.李荻 电化学原理 2003

10.麦久翔;许贵银 世界印刷电路板近况[期刊论文]-上海航天 199411.林金堵;龚永林 现代印制电路板技术 2001

12.聂忠源;陈尚林 PCB治污出路在于资源化和小循环经济 200613.吴水清 硫酸过氧化氢蚀刻工艺 1999(05)

14.蔡坚;马莒生;汪刚强 FeCl3液中影响Cu蚀刻速度的因素 1998(z1)15.李玢 精细导线PCB图像转移研究[期刊论文]-印制电路信息 2003(07)16.魏静;罗韦因 刷线路板精细蚀刻的影响因素[期刊论文]-表面技术 2005(02)

本文读者也读过(10条)

1. 郑博.江建平.寇文鹏.吴荣生.Joe Abys.Simon WANG.ZHENG Bo.JIANG Jian-ping.KOU Wen-peng.Sam NG.JoeAbys.Simon WANG 铜表面微蚀处理新技术[期刊论文]-电镀与精饰2008,30(4)

2. 吴彩虹.李沛弘.杨万秀.宋海鹏.WU Cai-hong.LI Pei-hong.YANG Wan-xiu.SONG Hai-peng 过硫酸氢钾复合盐与过硫酸钠在PCB微蚀刻中的对比研究[期刊论文]-表面技术2007,36(1)

3. 谢陈难.胡朝晖.Xie Chennan.Hu Zhaohui 硫酸铜浓度对微蚀速率的影响[期刊论文]-印制电路信息2005(6)4. 麦裕良.张小春.栾安博.MAI Yu-liang.ZHANG Xiao-chun.LUAN An-bo 印制线路板内层黑氧化前处理微蚀液的研制[期刊论文]-电镀与涂饰2008,27(1)

5. 肖克强.牛友斌.林柳武.XIAO Ke-qiang.NIU You-bin.LIN Liu-wu 发展过硫酸盐清洁生产工艺[期刊论文]-河南化工2010,27(11)

6. 孙娜娜.石金辉.伯绍毅.祁建华.高会旺.Sun Nana.Shi Jinhui.Bo Shaoyi.Qi Jianhua.Gao Huiwang 过硫酸盐氧化-紫外分光光度法测定气溶胶中的总氮[期刊论文]-化学分析计量2007,16(3)7. 王丽娟.杨汝男.张运展 一种新型的无氯漂剂--Oxone[期刊论文]-中国造纸2004,23(8)8. 陈尚林.聂忠源 印制板低含铜综合废水的新型处理设备[会议论文]-2006

9. 田科明.王扩军.黄志齐 硫酸双氧水型超粗化剂BTH-2066的开发及在精细线路图形制作中的应用[期刊论文]-印制电路信息2009(12)

10. 黎达光.吴小连 铜箔毛面形态对蚀刻性能的影响[会议论文]-2009

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_bmjs200903020.aspx

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/m7dp.html

Top