Раствор для травления меди и ее сплавов

Оп ИСАНИЕ 922178ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоци.анистическихРеснубнмк(51)М. Кл, .С 23 Г 1/00 с присоединением заявки (23)приоритет аееударстееааый кемитет СССР ие делам наебретений н открытей(53) УДК 621. 794. .42(088.8) Опубликовано 23.04.82. Бюллетень15 Дата опубликования описания 23.04.82 Т. С. Ганженко, Л, И. Молвина, В.И. Кучеренкои И.В.Бодриков(71) Заявитель Горьковский политехнический институт им.А.(54) РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ. И ЕЕ СПЛАВОВИзобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности к размерному травлению меди и ее сплавов и может быть исполь- зовано в радиоэлектронной, приборостроительнои и других отраслях промышленности при изготовлении деталей и печатных схем,Известен раствор для химическоготравления меди и ее сплавов, содержащий хлорное железо и хлорную медь 1.Однако водный раствор, содержащийГеС 1 и СцС 1 и добавки КС 1 и НС 1обеспечивает низкие скорости травления,Так, для водного раствора, содержащего 1,3 м/л ГеС 1, 0,5 м/л СцС 1 и2 м/л КС 1, скорость травления медисоставляет только 4,7 мг/см мин.1,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является раствор для травления металлов, содержащий в качестве растворителя ацето 2нитрйл (64-72 мас.3), а в качествеокислителя - хлорное железо 2.Однако скорость травления. медипри использовании известного раство"ра достигает при 10 оС 9,210,8 мг/см мин. Необходимость достижения низкихтемператур (10 оС), перемешиваниякак условий получения вышеуказанныхскоростей травления, наконец, недостаточно высокие скорости травленияделают раствор малоперспективнымдля практического использования,Целью изобретения является увеличение скорости травления,Поставленная цепь достигается тем,что согласно раствору, включащемухлорное железо и ацетонитрил, раствор дополнительно содержит хлорнуюмедь и воду при следующем содержании компонентов, моль/л:Хлорное железо 0,5-2,2Хлорная медь О, 4-1,0922178 Вода 0,5-11,0Ацетонитрил До 1 лпричем соотношение хлорного железак хлорной меди составляет(05-55): 1,5Применение для травления медисмеси СцС 1 и ЕеС 1 в опоеделенномсоотношении позволяет достичь резкого увеличения скорости травлениямеди в ацетонитрильном растворе 10с добавлением воды. Высокие скорос"ти травления при использовании предлагаемого раствора с оптимальнымсоотношением и концентрацией всехкомпонентов, содержащего в качестве 15окислителя смесь СцС 10 и ГеС 1, наиболее вероятно обеспечивают сниже"ние энергетического уровня вакантнойорбитали окислителя, на которую пе"реходит электрон, вследствие комплек осообразования с участием компонентовокислителя и ацетонитрила, что можно рассматривать как симбиотическийэффект, Присуствие воды способствует диссоциации связи металл-хлор. 25Такой вывод согласуется с результатами спектральных исследований растворов отдельных компонентов окислителя (СцС 1, ГеС 1) и их смесей (врастворе смеси СцС 1 и ГеСснижаются звинтенсивности полос поглощения, соотвествующих раствору индивидуальных солей), из которых однозначновытекает наличие комплексов с участи".ем .компонентов окислителя. При меньшем количестве воды 0,5 моль/л),вводимой в раствор, так же .как и прибольшем 11 моль/л) скорость травления меди уменьшается. Верхниепределы концентраций ГеС 1 и СцС 1 4 Оограничены растворимостью этих солей,а нижние малой скоростью травления. Зависимость скорости травления от соотношения ЕеС 1. СцС 1 имеет экстремальный характер и в выбранном45 интервале соотношения, скорости травления наибольшие.Раствор готовят следующим образом.Предварительно готовится концентрированный (2,7-3,0 моль/л) раствор ЕеС 1 в ацетонитриле. В расчетном количестве этого раствора растворяют соответствующую навеску СцС 1 и добавляют необходимое количество 55 воды и ацетонитрила. Процесс травления осуществляют при 25 фС без пере" мешивания раствора. 4П р и м е р 1Образец меди марки Мпогружают в раствор следующего состава, моль/л:ГеС 1 1,05СцС 1 0 115НО 11,0Ацетонитрил . До 1 лСоотношение концентраций ГеС 1 З, тСцС 11 равно 2,3;1, Суммарная концентрация окислителя 1,5 моль/л. Скорость травления меди в этом раст" воре 20,9 мг/см мин.П р и м е р 2. Образец из меди марки Ипогружают в раствор следующего состава, моЛЬ/л 1ГеС 1 1,05СцС 1 О,Й 5но 7,2Ацетонитрил До 1 л Соотношение концентрации ГеС 1. СцС 11 равно 23 : 1. Суммарная концентрация оксилителя 1,5 моль/л, скорость травления меди в этом растворе 29,3 мг/см мин.П р и м е р 3. Образец из меди марки Мпогружают в раствор следующего состава, моль/л:ГеС 1 1,05Сцс 1 , 0,450,5Ацетонитрил До 1 лСоотношение концентрации ГеС 1 :СцС 1 равно 2,3: 1. Суммарная концентрация окислителя 1,5 моль/л. Скорость травления меди составляет 21,5 мг/см мин..П р и м е р 1, Образец из меди марки Мпогружают в раствор следующего состава, моль/л:ГеС 1 1,8СцС 15,56Ацетонитрил До 1 лСоотношение концентраций ГеС 1 З : СцС 1 равно 2,3: 1, Суммарная концентрация оксилителя 2,6 моль/л. Скорость травления меди в этом растворе 63,1 мг/см-мин.П р и м е р 5, Образец из меди марки М погружают в раствор следующего состава, моль/л:ГеС 1 0,5СцС 15,0Ацетонитрил До 1 лСоотношение концентраций ГеС 1 . ;СцС 1 равно 0,5:1. Суммарная концентрация окислителя 1,5 моль/л.г5 9221 Скорость травления меди в этом раст-у воре 18,3 мг/см мин.П ри м е р 6. Образец из мед; марки Мпогружают в раствор следующего состава, моль/л;5ГеС 1 195СцС 1 0,65нО 556Ацетонитрил До 1 лСоотношение концентраций ГеС 1 10 ; СцС 1 равно 3: 1. Суммарная концентрация окислителя 2,6 моль/л. Скорость травления меди составляет59,3 мг/сммин ПРимеР Концентрацил ГеС 1,моль/лКонцентрацияНО,моль/л Концентрация СцС 1, моль 7 л Суммарная кон- центрацил окислителя, моль/л Соотношение концентрации ГеС 1,: СцС 1 Скоростьтравлениямг/см мин 20 ф 9 1,05 0,45 2 3:1 2, 3.1 2,3;1 2,3:1 0,5:1 11,0 0,451,5 293 1,05 7 2 1,05 0,45 1,5 1,8 0,8 0,5 1,0 2,6 556 63,4 18,3 5,56 0,65 2,6 593 5,5:1 0,4 2,6 29,5 2,2 СцС 1 0,72н О 5,56Ацетонитрил До 1 лСкорость травления в растворе2,4 мг/см мин.4Результаты опробованиярастворов по примерам 4, В и 9 представлены в табл, 2,Из табл, .2 видно, что скороститравления в растворе, содержащемГеС 1 и СцС 1 (63,4 мг/см мин) эначительно выше (более чем в 4 раза)суммы скоростей травления в раство"рах, содержащих отдельные вещества ГеС 1 и СцС 1 в соответствующемколичестве, Скорость травления врастворе, содержащем только ГеС 1 "11,6 мг/см мин. Скорость травления в растворе, содержащем толькоСцС 1 - 2,4 мг/см мин, Суммарная Приведенные в табл. 1 данныеиллюстрируют влияние суммарной концентрации окислителей, их соотноше"ния и количества добавленной водына скорость травления меди в ацетонитрильном растворе.Далее опробуют растворы, содержащие только один окислитель: илиГеС 1 или СцС 1,П р и м е р 8. Образец из медимарки М погружают в раствор следующего состава, моль/л;РеС 1 1,8н,о 556Ацетонитрил До 1 л- Скорость травления в этом растворе 11,6 мг/см" мин,П р и м е р 9. Образец иэ медимарки М погружают в раствор следующего состава, моль/л: 78 6П р и м е р 7, Образец из меди марки Мпогружают в раствор следующего состава, моль/л:ГеС 1 2,2Сцс 11 0 4556Ацетонитрил До 1 лСоотношение концентраций ГеС 1. ;СцС 1 равно 5,5: 1. Суммарная концент рация окислителя 2,6 моль/л. Ско" рость травления меди составляет 29,5 мг/см мин.Результаты опробования этих раст" воров сведены в табл. 1.Таблица 1922178 8Однако в растворе, содержащемСцС 1 и ГеС 1 в тех же концентрациях,скорость травления 63,4 мг/см мин,Ф Таблица.2. Пример Суммарная концентрация окислителямоль/л КонцентрацияСоС 1, моль/л Концент- Скоростьрация НО, травлениямоль/л кг/см мин КонцентрацияГеС 1 щ,моль/л оотношение концентрации РеС 1:СцС 1 1,8 1,8 11,6 2,4 0,72 0 72 2,6 63,4 0,8 5,56 1,8 2,3:1. Формула изобретения Таким образом, раствор, полученный при добавлении известного компонента (СОС 1) к известному же веществу (ГеС 1), проявляет окислительную активность, превосходящую активность отдельных компонентов. Возможность получения такого эффекта при добавлении ГеС 1в другие травильные растворы ранее ;не была описана.зоИспользование .предлагаемого раствора для травления меди обеспечивает увеличение скорости травления меди (в известном растворе скорость травления составляет 9,210,9 мг/см мин), уменьшение времени травления (время травления печатных плат с медной фольгой толщиной 50 мкм составляет в предлагаемом растворе 0,7:2,4 мин, в известном растворе,1:4,8 мин), повышение качества травления за счет улучшения размерности травления и увеличение производительности травильных установок за счет уменьшения времени травления,1,зии",2. зии", Составитель ВОлейниченкоТехред А. Бабинец Корректор О.Билак Редактор Л.Лукач ттттЗаказ 2512/36 Тираж 1049 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М, Раушская наб., д 4/5 тттттттттттФилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 7скорость травления 1,6 мг/сммин + 2,4 мг/см мин " 14,0 мг/сммин. Раствор для травления меди и ее сплавов, включающий хлорное железо и ацетонитрил, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения скорости травления,. он дополнительно содержит хлорную. медь и воду при следующем содержании компонентов, моль/л:Хлорное железо 0,5 т 2,2Хлорная медь 0,4 т 1,0Вода 0,5-11,0Ацетонитрил До 1 л причем соотношение хлорного железа к хлорной меди составляет (0,5 т 5,5):1Источники информации принятые во внимание при экспертизе"Коррозия и защита от корро 1970 ф И 12 ю К 167,"Коррозия и защита от корро 1977, 11"6, к 235,