Компания Химснаб

Травление печатных плат и непрерывная регенерация раствора

Процесс травления печатных плат и регенерация травящего раствора фирмы ELO-CHEM.



Процесс травления печатных плат обычно неотделим от некоторых проблем ,связанных с возникновением большого количества отходов ,возникновением в процессе травления опасных и сложных с точки зрения утилизации соединений.
Фирма ELO-CHEM (Германия) предложила технологию травления без подобных недостатков- травящий раствор регенерируется практически бесконечно (один раствор может работать в травильной машине до трех лет).
Процесс регенерации травящего раствора фирмы ELO-CHEM ,реализованный на установке EZ 3000 ,содержит два цикла, протекающих физически раздельно друг от друга:
1). В первом цикле происходит постоянное восстановление травильного раствора. (Регенерация 1)
2). Во втором цикле происходит электролитическое восстановление меди, из отработанного травильного раствора. (Регенерация 2)

1. Регенерация травильного раствора.
Во время травления происходит химический процесс восстановления двухвалентного тетрааминового комплекса меди до одновалентного. Металлическая медь окисляется и растворяется в щелочном растворе .Одновалентные ионы меди проходят благодаря подаче кислорода процесс повторного окисления до двухвалентных ионов меди, что позволяет использовать относительно небольшое количество травильного раствора в замкнутом цикле.
Необходимый для процесса окисления кислород поступает в травильную установку с воздухом при помощи двух инжекторных насосов. Оборудование устроено таким образом, что воздух сначала пропускается через электролизёр, в котором он увлекает за собой возникшие во время электролиза газы: кислород и аммиак.
Применяемый фирмой ELO-CHEM специальный травильный раствор «CTS- Recycling- Etch» принципиально соответствует известным травильным веществам на основе аммиака. Однако, используемый обычно хлорид меди здесь заменён на сульфат меди. Хотя это и влечёт за собой уменьшение скорости травления, но даёт возможность осуществления прямого электролиза травильного вещества, во время которого не выделяется газообразный хлор. Потеря скорости почти полностью компенсируется благодаря присадке ELO-Fast 40.

2. Регенерация травильного вещества --- электролиз меди.
В модуле регенерации установки EZ 3000 часть травильного раствора, содержащего одновалентные ионы меди, направляется к модулю электролиза. Там медь осаждается на катоде и снижает уровень содержания меди в растворе. Осаженную с помощью электролиза медь можно легко извлечь с электродов после автоматического выключения модуля регенерации в виде листа металлической меди .Образовавшиеся на аноде газы кислород и аммиак удаляются из электролизёра и подаются обратно в травильный раствор, поддерживая тем самым процесс обратного окисления меди.
Оба цикла отделены друг от друга в пространственном отношении и протекают независимо друг от друга. Функционирование процесса травления и регенерации меди, логически связаны между собой.

3. Координация циклов посредством измерения плотности.
Совместное протекание регенерации I и регенерации II координируется двумя измерителями плотности. Устройство измерения плотности регенерации I контролирует плотность травильного раствора на данный момент времени. Как только заданное значение плотности в травильной машине повысилось, автоматически включается регенерация II (электролиз).
Второе устройство измерения плотности контролирует уровень концентрации меди в травильном растворе в электролизёре. Уровень концентрации меди во время электролиза снижается. Если значение плотности в электролизере стало ниже заданного, то открывается магнитный клапан, который пропускает травильный раствор из травильной машины в электролизёр .Вследствие этого уровень концентрации меди в электролизёре снова становится выше заданного значения. Травильный раствор, который был подан, немного повышает уровень жидкости в электролизёре, после чего восстановленный травильный раствор переливается из электролизёра в травильную машину. Перелитый обратно травильный раствор снижает уровень содержания меди в травильной машине.
Совместное протекание процессов измерения плотности, повышение уровня концентрации меди в электролизёре и разбавление травильного вещества в травильной машине происходит до тех пор, пока идёт процесс регенерации всей меди, из отработанного раствора травления. Если констатируется, что установленное значение плотности в травильной машине стало ниже заданного, электролиз автоматически выключается.
Итак, электролиз происходит только тогда, когда это необходимо вследствие повышенного уровня концентрации меди в травильной машине.

Установка регенерации меди EZ 3000 фирмы ELO-CHEM состоит из следующих частей:

1. Модуль регенерации травильного раствора:
Циркуляционный насос, 2 инжекторных насоса, устройство измерения плотности, устройство контроля значения уровня рН и фильтрация- байпас.

2. Модуль регенерации меди:
Электролизёр с циркуляционным насосом, система подачи охлаждающей воды с регулированием температуры, система контроля уровня, система измерения тока электролизёра, предохранительный термостат для травильного раствора и контактные выводы для электродов, предохранительный выключатель на крышке электролизёра, система газовой вытяжки газов и устройство обогрева, предназначенное для обогрева во время пауз в работе.

3. Шкаф управления:
Шкаф управления служит в качестве блока управления, трансформатора и выпрямителя. Встроены индикаторы для контроля за температурой травильного раствора в электролизёре, значения уровня рН и тока электролиза. Также расположены световые индикаторы, предназначенные для контроля процесса и возможного наличия неисправностей.

Мощность регенерации меди модулей регенерации EZ 3000 фирмы ELO-CHEM – приблизительно 2,5 килограмма меди в час. (Мощность установки с несколькими модулями EZ 3000 больше на соответствующую величину).При очень больших объёмах травления целесообразно применение буферной системы, позволяющей равномерно проводить восстановление раствора и обходиться меньшим количеством установок.

Технические характеристики установки EZ 3000.

1. Травление

Скорость травления:приблизительно 40 мкм/мин с ускорителем Elo-fast 40 приблизительно 20 мкм/мин без ускорителя
Константа травления:приблизительно +/- 2,5 мкм/мин (с ускорителем)
Фактор травления:> 3,5 (типично > 3,7)
Температура травления:от 50 °С до 55 °С

2. Электролиз

Мощность осаждения:в среднем 2,5 кг меди/час, максимально 3,0 кг меди/час
Плотность тока:приблизительно 12 А/ дм2.
Напряжение:16 х 2,4 В до макс. 16 х 3,0 В (биполярная схема)

3. Общие данные о машине

Мощность подключения:15 кВт
Вес в порожнем состоянии:приблизительно 700 кг. (включая шкаф управления )
Площадь основания:регенератор 1250 х 850 кв. мм. шкаф управления 600 х 400 кв. мм.

4. Данные о потреблении

Потребление тока:приблизительно 4,5 кВт /кг меди (осаждение)
Охлаждающая вода:приблизительно 200 л/кг меди (температура 12°С)
Аммиак – газ:приблизительно 200 гр/кг меди
Ускоритель:приблизительно 100 мл/кг меди

За счёт жестко поддерживаемых параметров травления данная система с травильным раствором на основе сульфата меди заменяет существующие широко распространенные щелочные и кислые растворы травления на основе хлорида меди и позволяет одновременно травить платы, изготавливаемые как по позитивному, так и по негативному методам.
Монтаж установки EZ-3000 прост :система подключается к отстойнику травильной машины и не требует её дополнительной переделки .Один или несколько модулей EZ-3000 фирмы ELO-CHEM будут связаны в закрытом цикле с Вашей травильной установкой посредством двух трубопроводов.
Травильная установка и модули регенерации могут быть отделены друг от друга в пространстве - их можно устанавливать в разных помещениях или на разных этажах.

Таким образом ,продукция фирмы ELO-CHEM - установка EZ-3000 позволяет при травлении достигать следующих результатов:

  • использование одного раствора в замкнутом цикле до 3-х лет
  • возможность обработки печатных плат как сухим пленочным фоторезистом ,так и с покрытием ПОС или оловом на одной травильный установке
  • высокая экологичность (полное отсутствие отходов и вредных выбросов )
  • простое подсоединение к любым травильным установкам
  • точное автоматическое поддержание рН + 0,1
  • восстановление меди вследствие прямого электролиза травильного раствора
  • получение меди в виде пластин
  • регенерация травильного раствора с помощью кислорода воздуха
  • автоматическая система контроля концентрации меди в травильном растворе
  • компактный дизайн модульной конструкции (занимает площадь всего около 1,5 кв.м)
  • полная автоматизация процесса регенерации

Полная регенерация травящего раствора на установке EZ-3000

Вернуться к полному списку
Химснаб © 2006 | Сделано в «Ай Ти Эс» 2006 Создание сайтов г. Казань