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? ? ? 濕法蝕刻工藝已經(jīng)廣泛用于生產(chǎn)各種應(yīng)用的微元件。這些過程簡單易操作。選擇合適的化學(xué)溶液(即蝕刻劑)是濕法蝕刻工藝中最重要的因素。它影響蝕刻速率和表面光潔度。銅及其合金是各種工業(yè)，特別是電子工業(yè)的重要商業(yè)材料，它們的廣泛應(yīng)用是由于其優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、易于制造和良好的強(qiáng)度。本研究考察了銅及其合金的可能的蝕刻劑。該研究還旨在提供關(guān)于在銅和銅合金的濕法蝕刻工藝中使用各種蝕刻劑引起的安全、健康和環(huán)境問題的信息。

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用于銅濕法蝕刻的蝕刻劑

? ? ? 濕法蝕刻工藝中最廣泛使用的銅蝕刻劑是氯化鐵(氯化鐵)。這種蝕刻劑的優(yōu)點(diǎn)是蝕刻速率高，易于再生。然而，它的多功能性(例如在攻擊錫鉛抗蝕劑中)、低溶解銅容量和化學(xué)再生后的復(fù)雜溶液(其中氯化亞鐵和氯化亞銅在溶液中)是缺點(diǎn)。當(dāng)三氯化鐵侵蝕銅表面時(shí)，三價(jià)鐵離子將銅氧化成氯化亞銅，形成綠色氯化亞鐵，如下所示:

二氯化鐵+銅->二氯化鐵+氯化銅

? ? ? 銅的濕法蝕刻條件是蝕刻溫度為50-55℃時(shí)蝕刻劑濃度為40-42倍。鹽酸(HCl)一般加入到三氯化鐵中，以改善銅的濕法腐蝕性能。

? ? ? 在銅的濕法蝕刻過程中，控制兩個(gè)參數(shù)，即酸堿度和比重。酸堿度保持在8-8.5之間.比重為1.18-1.20.建議蝕刻溫度保持在50℃左右，以獲得高蝕刻速率和最小的底切。

? ? ? 銅的回收可以通過電解法實(shí)現(xiàn)。沒有合適的銅回收系統(tǒng)，使用過氧化氫/硫酸作為蝕刻劑在經(jīng)濟(jì)上或?qū)嵺`上都是不可行的。

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銅合金的濕法腐蝕

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表2 銅合金蝕刻劑

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濕法蝕刻工藝中的安全、健康和環(huán)境問題

? ? ? 銅及其合金的濕法蝕刻工藝存在許多安全、健康和環(huán)境問題。這些過程使用強(qiáng)酸性或堿性化學(xué)溶液，這些溶液具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，會(huì)造成嚴(yán)重的損害。在濕法蝕刻過程中，蝕刻劑被加熱到高溫，從而產(chǎn)生煙霧。處理這些危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)，需要適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和個(gè)人防護(hù)設(shè)備，如防護(hù)罩、圍裙、手套和護(hù)目鏡。

? ? ? 另一個(gè)問題是濕法蝕刻工藝產(chǎn)生大量用過的(耗盡的)蝕刻劑，這使得該工藝從環(huán)境角度來看非常不受歡迎。所使用的蝕刻劑具有很強(qiáng)的腐蝕性，并且由于其酸性或堿性形式而被認(rèn)為是“危險(xiǎn)廢物”，并且在不可用的蝕刻劑中含有重金屬。用過的蝕刻劑的再生是一種廢物處理過程，其中用過的蝕刻劑被氧化回可重復(fù)使用的或初始形式的蝕刻劑。使用過的蝕刻劑的再生系統(tǒng)的應(yīng)用使得該工藝具有成本效益并且環(huán)境可接受。

? ? ? 濕法蝕刻工藝已被廣泛用于制造各種工業(yè)的微元件。它是電子工業(yè)中非常重要的微加工工藝。銅及銅合金濕法蝕刻最重要的因素是選擇合適的蝕刻劑。這種選擇不僅取決于蝕刻劑的蝕刻性能；由于環(huán)境法規(guī)，用過的蝕刻劑的再生是關(guān)鍵因素。使用過的蝕刻劑再生系統(tǒng)的應(yīng)用將使微機(jī)械加工過程對環(huán)境友好并且更加經(jīng)濟(jì)。

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