Хлорид меди Варианты регенерации

(из сообщений инженера-химика Chemcut — Christopher Bonsell, ноябрь 2022 года)

Рис. 2 Система регененрации с дозаторами

Хлорид меди CuCl2 — второй наиболее часто используемый травитель в печатных платах вслед за щелочным. Он имеет много преимуществ таких, как простота поддержания, лёгкая обработка сточных вод, пониженная стоимость травления и эффективная регенерация. Благодаря использованию любого варианта регенерации хлорида меди, химикаты вводятся в ванну травления и происходит химическая реакция. Хотя всё относительно просто для внедрения, некоторые особенности имеют преимущества перед другими.

Когда приходит время для регенерации CuCl2, есть три варианта: перекись водорода (Н2О2) и соляная кислота (Hcl), хлорат натрия (NaClO3) и соляная кислота или газообразный хлор (Cl2). Реакции регенерации приведённых реагентов показаны в таблице 1, а как они выглядят совместно — на рисунке 1.

Табл.1 Реакции травления и регенерации для хлорида меди.

Рис. 1 Диаграмма того, как каждая регенерация способствует превращению иона хлора в СuCl.

Перекись водорода и соляная кислотаzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Первый вариант регенерации перекись и соляная кислота. Единственное большое преимущество этого варианта — только вода, как побочный продукт. Эта вода не проблема, т. к. может использоваться для поддержания плотности травителя. При травлении меди плотность раствора будет возрастать за счёт концентрации металла.

Вода, как побочный продукт, будет снижать водопотребление. Полезно в этом варианте использовать простой насос для закачки в травитель. Насос подключается к химической ёмкости с несколькими контроллерами (например, расходомеры, датчик окислительно-восстановительного потенциала и/или счётчики заготовок). Эти контроллеры будут сигнализаторами об адекватной поставке реагентов регенерации (рис.2).

Недостатком этого варианта является то, что перекись — термодинамически нестабильная молекула и со временем будет разлагаться с образованием воды. Это означает, что чем дольше перекись находится в ёмкости после открытия, тем меньше эффективность регенерации из-за изменения концентрации перекиси. Есть несколько добавок, препятствующих быстрому разложению, но это всего лишь возможность. С перекисью могут потребоваться дополнительные меры безопасности, т. к. она высокоактивный окислитель.

Хлорат натрия и соляная кислотаzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Использование хлората и кислоты для регенерации похоже на предшествующий вариант, благодаря простой подачи насосом. Использование этих реагентов даёт то же преимущество снижения водопотребления при поддержании плотности раствора. Хлорат даёт те же преимущества, что и перекись, без необходимости беспокойства о химическом разложении со временем. Оба, хлорат и перекись, — сильные окислители, но хлорат легче и безопаснее при обработке. Вероятно, это причина, по которой хлорат наиболее популярен из трёх вариантов.

При наличии существенных преимуществ хлорат имеет недостаток в том, что вода уже не единственный побочный продукт. По этой причине побочным продуктом будет и NaCl, соль которого с травлением и регенерацией накапливается в травителе. В определённый момент содержание соли станет таким высоким, что образует трудно удаляемый твёрдый осадок в травителе. Это может стать проблематичным по нескольким причинам. С производственной точки зрения это связано с эффективностью процесса травления, поскольку забиваются форсунки, появляется абразивный эффект по печатной плате или повреждается фоторезист. Если не предпринять никаких действий, то возникнут механические проблемы с установкой травления. Хотя засаливание вызывает существенные проблемы, оно может легко предотвращаться обслуживанием и очисткой.

Газообразный хлорzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Газообразный хлор может быть наиболее эффективным доступным средством. Это благодаря отсутствию побочных продуктов при регенерации хлором, которые накапливаются и разбалансируют травитель. Хлор также сильно экономичен, поскольку стоимость газа значительно ниже, чем других реагентов. Хотя хлор и рассматривается наилучшим вариантом, он не используется широко из-за ряда ограничений. Даже при значительно низкой стоимости, в некоторых случаях, количественное регулирование и предупреждение безопасности добавляют к стоимости более, чем конкурирующие варианты.

Если есть готовность к использованию хлора для регенерации, то следует отметить отличие его подачи в травитель от предшествовавших вариантов. Потребуется введение его с помощью вакуума. Вакуум вытянет хлор

из ёмкости хранения и введёт его в слитый травитель через барботирование или в циркулирующую замкнутую

систему (рис.3). Этот метод запитки безопасен от выделения хлора в случае утечки на одном из соединений

между ванной и травителем.

Рис. 3 Отдельно стоящий регенератор, разработанный для всасывание
газообразного хлора вакуумированием в травитель.

**************************

Компания «БалтМедиа Партнёр», работая в содружестве с изготовителями оборудования для оснащения сборочно- монтажного и производства печатных плат, решает индивидуально с каждым заказчиком, как правильно выбрать необходимое оборудование и эффективно выстроить производственный процесс, сопровождая его поставками расходных и базовых материалов. Для совместной работы используется следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллиннское шоссе, 206

Тел. +7 (921)895−1422. (921)994−9502

Электронная почта: office@bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов

Подпишитесь на рассылку