плотностью 20° Боме на I л первоначального 39%-ного раствора FeClg. Результирующее увеличение активности травильного раствора эквивалентно уменьшению содержания меди в растворе на 15 г/л.

Перемешивание. Перемешивание травильного раствора сильно влияет на скорость травления. Время, требуемое для травления меди в спокойном растворе (при погружении), слишком велико с самого начала и быстро увеличивается по мере накопления растворенной меди. Время травления

Рис. 6.3. Зависимость длительности травления от концентрации растворенной меди при использовании в качестве травителя раствора FeCls с плотпостыо по 42° Боме, разбавленного водой и соляной кислотой (30%):

1) 39%-ный раствор РеС; 2) 39%-ный раствор РеС1з, разбавленный водой до 35%; 3) 39%-ный раствор FeCla, разбавленный HCI до 35%.

ff 2П

К.ОП -Во растворенной меди. 8 ед. объема г/л г. 7

данного количества меди в спокойной ванне, которая содержит 60 г/л растворенной меди, приблизительно на Vg больше, чем при травлении в растворе с перемешиванием при той же самой температуре и с содержанием в травильном растворе 120 г/л растворенной меди.

Скорость травления значительно возрастает при применении для перемешивания воздуха или при травлении распылением. Увеличенные скорости травления являются результатом реоксидации Fe+2 и Cu+i до Fe+ и Си+

4Fe+2 -f О2 -f 4Н+1 4Fe+8 -f ШО, (5)

2CU+1 -f 2H+ -f O2 2Cu+ -f 2H2O. (6)

Подача сжатого воздуха стимулирует травление. Дополнительные данные по контролю подтравливания рисунка платы приведены в литературе [16-20]. Эти методы требуют Тщательной подготовки раствора и его перемешивания при травлении.

Для увеличения влияния травления (отношения глубины травления к величине подтравливания) используют порошковые методы травления с введением добавок, например тиомочевины. . Для фотогравировки рекомендации

гО-0297 305

по оценке величины неровностей, фактора травления, глубины травления и влияния применяемого резиста даны Шеффером [7].

Регенерация травильных растворов хлорного железа является довольно сложным процессом. Предложенные методы не нашли в настоящее время широкого применения.

Проблемы.

В результате проникновения воды в емкость с травильным раствором может возникнуть:

а) Быстрое уменьшение плотности раствора травителя. Наиболее часто это происходит, когда автоматическая травильная установка выполняет и операцию промывки. Поэтому обычными операциями должны быть осмотр изношенных или разорванных прокладок, проверка стоков, проверка давления воды, частое измерение плотности раствора. Последнее само по себе не дает полной информации о состоянии травильного раствора, так как наличие растворенной меди, испарение раствора и другие причины также могут сильно изменить плотность травителя.

б) Образование загрязнений с увеличением содержания растворенной меди. Повышенная температура, вызывающая испарение соляной кислоты, наличие веществ, которые вступают в реакцию со свободной соляной кислотой или примесями в жесткой воде, особенно с высоким содержанием карбонатов, являются наиболее частыми причинами возникновения загрязнений. Они могут быть удалены добавлением 0,4 мл концентрированной соляной кислоты на каждый литр травильного раствора плотности 42° Боме. Как известно, время травления при разбавлении травильного раствора до плотности 38 39° Боме уменьшается, а поскольку добавка НС1 приводит к очистке раствора, то для разбавления травителя кислоте следует отдавать предпочтение перед водой.

в) Загрязнение диэлектрика подложки. Пос е промывки платы водой не всегда легко удаляются продукты травления. Для повышения эффективности рекомендуется промывка струей. В этом случае остающиеся на поверхности платы соли растворяются лучше. Технологический процесс и технологическое оборудование для проведения промывки должны обеспечить полную отмывку платы. Хорошо способствует удалению солей железа и меди обработка в 5%-ных (по объему) растворах соляной или щавелевой кислот. Ее рекомендуется проводить после первой промывки с последующей промывкой сильной струей воды. В промывочных ваннах могут быть установлены простые приборы для определения электрическай проводимости промывных вод, по которой можно судить о степени их загрязнения. Вместе с ростом производства имеется тенденция к увеличению загрязненности ванны, и проверка промывных вод приобретает особое значение, хотя операторы обычно уделяют ей мало внимания. Загрязненность может сильно влиять на качество плат. Соли, абсорбированные диэлектрической подложкой, присутствуют в виде сложных форм.

Последующая промывка, гидролиз и сушка превращают эти соли в нерастворимые формы окиси железа. В результате уменьшается сопротивление изоляции подложки.

Для удаления загрязнений эффективна обработка платы тонкими абразивами, промывка 5-10%-ным раствором соляной или щавелевой кислот с последующей промывкой струей воды. За более подробными сведениями читателю необходимо обратиться к различным исследованиям процессов загрязнения печатных схем РеС1з [3-5].

г) Засорение стоков. Стоки промывных ванн, особенно выполненные в виде шлангов малого сечения, легко засоряются при скоплении осадка на стенках. Для предупреждения этого необходимо применять шланги большего сечения и систематически обрабатывать их кислотами. К образованию засоров приводит слив использованных травильных растворов в сточные трубы с автоматическими системами для регулирования рН. Слш в сточные системы даже отработанного раствора FeClg не рекомендуется.

д) Коррозия. На стальные, чугунные и другие металлические трубы, крышки, каркасы и отводы растворы и пары FeClg оказывают сильное разрушительное действие. Эффективные отводные системы можно изготовить из стеклянных или графитовых труб с прямоточными керамическими отстойниками. Хорошую защиту от действия травильного раствора дает футеровка ванн, труб, металлических деталей и т. д. поливинилхлоридом. В качестве футеровки можно применить также эпоксидные и другие смолы. Когда необходимы прочность и жесткость, используют титан. Из него можно выполнить детали насоса, охлаждающие змеевики и т. д., постоянно имеющие контакт с раствором. Часто применяют кварцевые, графитовые и титановые нагреватели. Ограниченное применение могут иметь стали, легированные никелем и кобальтом. К недостаткам кварца и графита относятся хрупкость и плохая теплопроводность. Вспомогательные приспособления, лишь периодически подвергающиеся воздействию разбавленного раствора хлорного железа, могут быть изготовлены из монель-металла.

е) Слив отработанных растворов РеС1з. Эта операция становится трудной, поскольку городские законы контролируют характер сточных вод. Кроме явлений коррозии, которые вызывают эти растворы, наличие в них таких веществ, как медь, нарушает жизнедеятельность бактерий, необходимых для очищения сточных вод, а при сбрасывании таких растворов в естественные водоемы они уничтожают растения и рыбу. Рекомендуется системы сбрасывания травильных растворов размещать на глубоком болоте или в глубоком колодце, на дно которого насыпают гравий из дробленого известкового камня. Отработанные травильные растворы также сбрасывают в колодцы и нейтрализуют мелом. При отстаивании производят дополнительное разбавление водой. Устройство таких систем должно быть согласовано с местными властями. Использование местной мусороуборочной службы также решает проблему сточных вод, но обычно обходится дороже.

5. Персульфат аммония

Общие сведения. Персульфат аммония, модифицированный некоторыми катализаторами, заменяет хромовую кислоту, а также травильные растворы на основе хлоридов.

307 20*