1、作用机理

  利用碱性高锰酸钠溶液的强氧化性咬蚀膨松后的孔壁,以除去钻孔所产生的钻污,同时适度咬蚀基材,使内层铜裸露出来,并使孔壁的环氧树脂形成蜂巢状的微粗糙表面,利于钯的吸附,增强化学铜层的结合力,防止孔壁分离风险的发生。
  除胶槽的反应机理,在高温碱性条件下,高锰酸钠使环氧树脂碳链氧化裂解,反应方程式如下:
  4MnO4-+C(环氧树脂)+4OH-→4MnO42-+CO2↑+5H2O

2、工艺流程

水平沉铜工艺流程图

3、操作条件

项目名称条件参数
总锰(Mn7+)65~75g/L
氢氧化钠(NaOH)40~50g/L
六价锰(Mn6+)<25g/L
工作温度75~85℃
处理时间8~12min
除胶速率0.1~0.3mg/cm2

4、设备要求

项目名称要求说明
槽体材质不锈钢316
加热器钛管、石英管
冷却系统冰水冷却(冰水循环管路)
过滤方式无过滤,上下循环泵压力1~3kg/cm3
搅拌方式持续槽内循环
再生系统最大电流:150A/CELL、电压:6~7V
超声波装置45~55KHz
自动添加高锰酸钠溶液(400g/L)、液碱
滚轮材质铁氟龙片状滚轮

5、配槽方法

  (1) 清洗干净槽体后,注入1/2槽体积纯水,开启内循环;
  (2) 依次加入(槽体积×70÷400)L的高锰酸钠溶液及(槽体积×45÷320)L的液碱,补充纯水至标准液位;
  (3) 开启上下循环及加热系统,循环30min后取样分析并补充,待槽液温度升至工作范围后即可。
  *备注:槽体积单位为升(L),高锰酸钠溶液含量为400g/L,液碱浓度为320g/L。

6、生产管理

  生产补加:每生产100m2添加高锰酸钠6.5L、液碱0.8L;
  分析频率:每班分析各成分一次进行补充校正;
  除胶速率:每班做一次除胶速率并调整至规定范围之内;
  倒槽频率:每周倒槽1次;
  换槽周期:当Mn6+≥25g/L时更换新槽液。

7、槽液维护

7.1 保养倒槽

  7.1.1 停线关闭加热(不关闭滚轮运转),把主槽液抽至副槽内存放;
  7.1.2 往主槽内注入标准液位的自来水,开启循环过滤清洗1次槽体,30min后排放;
  7.1.3 分别缓慢加入1~3%(v/v)的硫酸及双氧水,开启循环过滤,酸洗槽体及滚轮3~4小时后排放;
  7.1.4 重复7.1.2步骤清洗一次槽体及滚轮后排放;
  7.1.5 加入1~3g/L的氢氧化钠,开启循环过滤,碱洗槽体及滚轮1~2小时后排放;
  7.1.6 加入标准液位的纯水,开启循环过滤清洗槽体及滚轮30min后排放;
  7.1.7 拆卸水刀查检堵塞情况并疏通,查检滚轮运转情况并修复至正常,同时清洁滚轮,查检再生机阳极网、阴极铜棒的咬蚀情况,如有损坏请及时更换;
  7.1.8 安装完上述部件后,用纯水冲洗干净槽盖、槽壁、传动齿轮及滚轮,并清理槽内杂物,再加入纯水开启循环过滤清洗3次槽体;
  7.1.9 把槽液从暂存槽抽至主槽内,补充液位至正常,并开启再生系统,分析含量并补加至管控范围内即可。

7.2 保养换槽

  7.2.1 停线关闭加热(不关闭滚轮运转),待槽液降温至50℃以下后,排放槽液;
  7.2.2 清洗槽体及滚轮方法,按7.1.2~7.1.8步骤来执行;
  7.2.3 完成上述事项后,按【配槽方法】的步骤进行配槽即可。

7.3 停产处置

  • 停产12~48小时,关闭加热系统,循环及再生系统需持续运作;
  • 停产超过48小时,关闭加热系统,把槽液抽至副槽进行存放,并开启循环。

    8、分析方法

    8.1 Mn7+、Mn6+

  • 准备项目
    (1) 移液枪(0.1ml)、棕色玻璃容量瓶(100ml);
    (2) 氢氧化钠标准溶液(NaOH=0.1mol/L);
    (3) 比色计。
  • 分析方法
    (1) 待槽液冷却至室温后,用移液枪精确量取0.1ml槽液置于100ml的玻璃棕色容量瓶中;
    (2) 用0.1mol/L的氢氧化钠标准溶液稀释至刻度,并彻底混合均匀;
    (3) 把0.1mol/L的氢氧化钠标准溶液放入比色计中调零;
    (4) 用波长为526nm测稀释溶液,记录为A;
    (5) 用波长为603nm测稀释溶液,记录为B。
  • 计算公式
    Mn7+(g/L)=(64.67×A)-(21.11×B)
    Mn6+(g/L)=(136.6×B)-(12.17×A)
  • 管控范围
    Mn7+:65~75g/L
    Mn6+:<25g/L
  • 添加公式
    高锰酸钠溶液(L)=(70-分析值)×槽体积(L)÷400  *高锰酸钠溶液含量为400g/L
    如Mn6+≥25g/L时,请增强再生能力,如Mn6+无法调整小于25g/L时,可考虑换槽处置。

8.2 氢氧化钠(NaOH)

  • 准备项目
    (1) 玻璃移液管(1ml)、玻璃量杯(250ml);
    (2) 氯化钡溶液(BaCl2=20%)、盐酸标准溶液(HCl=0.1mol/L)
    (3) 碱性pH计。
  • 分析方法
    (1) 取1ml槽液置于250ml玻璃量杯中,加入40ml纯水;
    (2) 加入20%的氯化钡溶液20ml,充分混合均匀;
    (3) 在pH计上用0.1mol/L的盐酸标准溶液滴定至pH=8.2为终点,记录滴定毫升数为N。
  • 计算公式
    氢氧化钠含量(g/L)=N×4.0
  • 管控范围
    氢氧化钠:40~50g/L
  • 添加公式
    液碱添加量(L)=(45-分析值)×槽体积(L)÷320  *液碱含量为320g/L

9、故障异常

异常描述异常原因改善方案
Mn6+含量过高再生系统异常或故障检查再生整流器电流、电压不否正常
检查再生系统导线接触是否良好
检查再生机阴极、阳极是否损坏并更换
槽液颜色严重发黑Mn6+副产物过量
加强再生系统的再生能力
检查再生系统是否异常或故障
除胶速率过低Mn7+含量不足
Mn6+含量过量
槽液温度不足
分析并补充高锰酸钠溶液
检查再生系统是否异常或故障
调整槽液温度至正常管控范围之内

10、安全措施

  (1) 添加药水时请使用安全眼镜、保护手套、活性碳口罩及安全衣;
  (2) 槽液温度过高,加药水时请尽量缓慢小心添加,避免烫伤肌肤;
  (3) 如药水不慎溅到身体,立即用清水冲洗5~10分钟,如感不适请即刻就医。