电路板常用蚀刻剂成份、原理

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21#  发表于 2013-1-10 12:51:50 |只看该作者 我是化工专业出身，说明几种腐蚀剂的原理： 三氯化铁：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，FeCl3常配制成36%以上的浓溶液，但Fe3+容易水解，正确配制方法是，先在水中加入少量盐酸，用pH试纸测量，pH<2以后再加入FeCl3溶解，这样不易水解。 盐酸+双氧水：Cu+2HCl+H2O2=CuCl2+2H2O，但存在副反应，在反应生成的Cu2+离子催化下，H2O2极易分解，还可能氧化HCl生成氯气（Cl2），2H2O2=2H2O+O2，H2O2+2HCl=2H2O+Cl2。 过硫酸铵：(NH4)2S2O8+Cu=CuSO4+(NH4)2SO4，过硫酸铵氧化性极强（标准电极电位2.05V），但固体过硫酸铵很不安全，和有机物混合后容易发生燃烧爆炸，取用时要注意，不要用塑料药匙，应该用不锈钢药匙，用完后要及时洗净，也注意不要让纸屑等易燃物混入过硫酸铵中。 单用过硫酸铵，或者硫酸+双氧水，腐蚀速度很慢，如果加入一定的Cl-（例如氯化钠）则腐蚀速度明显加快，原因是Cl-对腐蚀生成的Cu2+有络合作用，会生成[CuCl4]2-等络离子，加快反应速度。另外在强氧化剂（过硫酸铵、双氧水等）中，Cl-会被氧化为有极强氧化性的原子氯，对铜的腐蚀能力明显加强。盐酸+双氧水和王水一样，能将铂（白金）等很稳定的金属溶解。

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27#  发表于 2013-1-11 12:55:53 |只看该作者 venven 发表于 2013-1-11 11:28  现在淘宝上有一种白色粉末的腐蚀剂，卖家不告诉我们是什么成分，只是一个劲地宣传，这是无毒、安全、快速的 ... 就是过硫酸铵，有些加有氯化钠（食盐）以加快反应速度，过硫酸根（S2O8 2-）离子有很强的氧化性，标准电极电位2.05V，相比之下，过氧化氢（双氧水）的标准电极电位为1.77V，常用强氧化剂高锰酸钾的标准电极电位为1.51V。但过硫酸根离子需要在某些重金属离子（例如银离子、铜离子等）的催化下才能获得较快的反应速度，所以有些配方加入了无水硫酸铜（白色），溶解后呈淡蓝色。但也可以不加，因为腐蚀电路板也会生成铜离子，会起到自催化作用。 过硫酸铵绝不是什么安全的化合物，它是比高锰酸钾还强的氧化剂，遇到有机物、还原剂等有自燃的危险，和易燃物混合还会形成爆炸性混合物。1993年8月15日深圳清水河危险品仓库大爆炸事故，引发燃爆的最初原因就是过硫酸铵和硫化钠（强还原剂）混存在同一仓库中，二者接触后发生剧烈反应引起自燃，最终引发特大火灾爆炸事故。 电路板的经典腐蚀剂仍然是三氯化铁（FeCl3），三氯化铁电离出的三价铁离子（Fe3+）有中等程度的氧化性（标准电极电位约0.77V），它可以缓慢地腐蚀铜，FeCl3的最大优点就是腐蚀时不产生有毒有害气体，另外腐蚀速度缓慢，不容易出现过腐蚀损坏印刷电路的情况。但Fe3+有较强的水解性，因此配制时要采取抑制水解的措施，正确配制方法如下：水600—640ml，先加入适量盐酸，用pH试纸测量pH值，直到pH<2，然后加入FeCl3 360g，充分搅拌待其溶解（冬天可微微加热），即可使用。先溶解FeCl3再加入盐酸是错误做法，因为某些水解产物一旦生成，就是加入盐酸也不容易重新溶解了。 近年来，所谓的快速腐蚀剂配方很多，但往往都存在某些弱点： 1、硝酸，或者硝酸盐（硝酸钠、硝酸钾等）—硫酸体系，腐蚀时会产生有毒的氮氧化物气体。 2、氯酸盐（氯酸钠、氯酸钾等）—盐酸体系，可能产生有毒的氯气，更危险的是容易产生二氧化氯（ClO2）气体，不仅有毒，ClO2还容易爆炸！ 3、盐酸—双氧水体系，容易产生有毒的氯气。 4、过硫酸盐（过硫酸铵、过硫酸钠等），或者硫酸—双氧水体系，不加催化剂情况下腐蚀速度慢，如果加入含有氯离子的催化剂（例如食盐），同样可能产生有毒的氯气。 这些快速腐蚀剂的原理都是使用比Fe3+更强的氧化剂，强氧化剂还存在一个问题，可能对电路板上的保护层涂料造成破坏，例如某些记号笔绘制电路板在FeCl3中可以使用，但如果用快速腐蚀剂就可能被破坏，导致铜箔腐蚀断，使用前一定要先做实验。 业余情况下，仍然推荐使用正确配制的三氯化铁，如果使用盐酸—双氧水，请在通风处操作。另外配制盐酸—双氧水时也要注意，应该先将盐酸和双氧水分别稀释，再混合，切不可将高浓度工业盐酸（37%）和工业双氧水（30%）直接混合，否则一混合可能就马上发生难于控制的剧烈反应，甚至会引起冲料，这种腐蚀剂不稳定，应现用现配。