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FeCl 3 腐蝕溶液再生之技術(shù)資料
------------- WS-420蝕刻添加劑

關(guān)鍵詞 ：金屬蝕刻；腐蝕；溶液

一 、引言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來越需要許多幾何形狀復(fù)雜、精密度要求高而機(jī)械加工難以實(shí)現(xiàn)的超薄形工件。而照相腐蝕（或稱金屬蝕刻）方法卻易達(dá)到部件平整、無毛刺、圖形復(fù)雜的要求，且加工周期短、成本低。它的化學(xué)原理是利用三氯化鐵水溶液作為腐蝕劑與金屬反應(yīng)：
2FeCl 3 ＋ F e＝ 2FeCl 2 2FeCl 3 ＋ C u＝ CuCl 2 ＋ 2FeCl 2
在氯離子和氧化劑共存的條件下就可以發(fā)生金屬腐蝕。 FeCl 3 作為一種較強(qiáng)的氧化劑，其腐蝕作用取決于 Fe 3 + ＋ e → Fe 2+ 反應(yīng)的氧化還原電位（ 0.77V ），加之溶液中含有大量的氯離子，且 PH 值低、酸性強(qiáng)，所以對(duì)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕傾向。
由腐蝕反映原理可知，三氯化鐵隨著反應(yīng)進(jìn)行， Fe 3+ 離子濃度越來越低，而 Fe 2+ 離子濃度越來越高。一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在 Be 4 2 0 的三氯化鐵溶液中的 Fe 2+ 離子濃度超過一定量時(shí)，腐蝕劑對(duì)金屬腐蝕速度就顯著下降，腐蝕質(zhì)量變差， 此時(shí)就需要更新。若經(jīng)常更換腐蝕溶液，一則對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，二則造成浪費(fèi)，提高產(chǎn)品成本，如果能把 Fe 2+ 氧化再生就可能解決這些問題。
因此蘇州嘉品電子有限公司特開發(fā)出WS-420三氯化鐵蝕刻再生劑，并在再生劑中加有濕潤劑、防側(cè)腐蝕劑等特殊的活性劑，可進(jìn)一步提升產(chǎn)品品質(zhì)。

二 、產(chǎn)品性質(zhì)：
比重：1.30 ±0.05
閃火點(diǎn)：> 93.3℃
外觀：澄清、輕微琥珀色

三、產(chǎn)品特性：
可自動(dòng)控制
減少側(cè)蝕，增加蝕刻因子
操作成本便宜

四、設(shè)備材質(zhì)：P.P或PVC

五、建浴與操作：
　　建浴　　　蝕刻不銹銅鋼操作范圍 　　　鋁操作范圍

　鐵含量 　　　 140 ~220g/l　　　　　　 40～60
　　酸度　　　　0.1 ~ 1.0N　　　　　　　0.1～0.3
氧化還原電位　　500 ~ 600mv
　　Temp　　　　45 ~ 50℃ 　　　　　　　30～35
B、添加方式：
建議使用ORP之控制器，WS-420、FeCl3、HCl，依一定比例添加。
C、消耗：蝕刻1g鋼鐵大約消耗 2.0ml WS-420.

六、FeCL3溶液再生的方法
反應(yīng)原理
亞鐵化合物在微酸性溶液中被空氣中的氧所氧化的速度很慢。但在酸性溶液中，亞鐵化合物能被較強(qiáng)的氧化劑氧化，反應(yīng)原理為：
6FeCl 2 + [CLO3-] ＋ 6HC l＝ 6FeCl 3 ＋ 3H 2 O + CL-
• FeCl 2 氧化劑的選擇
當(dāng) FeCl 3 溶液中 Fe 2+ 含量較高時(shí)，我們選擇了加入一定量的WS-420及鹽酸的方法來調(diào)整溶液中 Fe 2+ 的濃度。
以腐蝕 1 g 金屬（ F e 、 Cu 等）計(jì)：
3FeCl 3 ＋ F e ＝ 3FeCl 2
324.6 55.8 380.4
最后經(jīng)計(jì)算： FeCl 3 的需要量： 5.8 （ g ）
FeCl 2 的需要量： 6.81 （ g ）
需加 WS-420的量： 2.0 （ ml ）
需加 HCl 的量： 1.95 （g ）
生成 FeCl 3 的量： 8.69 （ g ）
通過計(jì)算，按被腐蝕金屬的重量，相應(yīng)加入 WS-420 及 HCl , FeCl 3 腐蝕溶液即可調(diào)整再生。但在實(shí)際操作中，測(cè)定被腐蝕的金屬的量很不方便，故采用測(cè)定溶液中 Fe 2+ 濃度的方法，再確定所應(yīng)加氧化劑的量。

七、操作過程應(yīng)注意事項(xiàng)：
• 氧化劑WS-420添加最好依電位控制儀器進(jìn)行添加。過量添加有產(chǎn)和氯氣之危險(xiǎn);
• 配置 FeCl 3 水溶液易產(chǎn)生絮狀 Fe(OH) 3 沉淀，而加入鹽酸后會(huì)有反應(yīng) Fe 3 + ＋ 3Cl - → FeCl 3 ,OH - ＋ H → H 2 O 發(fā)生，消耗一定量的 HCl 溶液，故鹽酸要加到一肯量，但也不過過量添加。濃度要求參照操作條件 。
• 工作一段時(shí)間后的腐蝕液的成分較復(fù)雜。反應(yīng)過程的干擾離子和干擾因素較多。如溶液中的碳酸鹽與游離的鹽酸反應(yīng)。因此要定期測(cè)試腐蝕溶液的成份。

八、氧化劑的選擇：
氧化劑的種類很多，如上述所述：MnO 4 - 、 CrO 4 2- 、 ClO 3- 等，但從環(huán)何安全的角度來看只有用ClO 3- 為主體的WS-420為最佳選擇。
雙氧水在溫度較高時(shí)易分解，使得實(shí)際加入的雙氧遠(yuǎn)比理論大很多，而且雙氧水在操作過程中極危險(xiǎn)，不小心濺到皮膚上會(huì)灼傷皮膚，且對(duì)存放的要求較高，存放時(shí)間過長易分解導(dǎo)致含量不足，且受熱時(shí)會(huì)有發(fā)生爆炸之危險(xiǎn)。由計(jì)算得出的結(jié)果每蝕刻1g的鐵大約要加入5.8g的雙氧水，耗用量大。
以上僅為再生劑方面的成本比較，在實(shí)際生產(chǎn)過程中由于用再生劑WS-420使得三氯化鐵使用量大大減少，從生產(chǎn)過程統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，三氯鐵用量比不使用再生劑時(shí)節(jié)藥了大約1/2到1/3.同時(shí)節(jié)約了成本的同時(shí)，也減少了廢水的排放量，方便了生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品品質(zhì)、
有很多工廠主會(huì)自己選擇一些固體氧化物作為再生之物料，要說再生作用確實(shí)也有，但是要達(dá)到精密線路時(shí)卻往往是可想不可及，本公司專業(yè)研發(fā)之添加劑特別有復(fù)合一些雜合物料，對(duì)減少側(cè)蝕亦有較好作用。

九、結(jié)論
生產(chǎn)中在采用 FeCl 3 腐蝕溶液再生的方法一年來取得較好的效果：
1.首先降低了 FeCl 3 的用量（使用量為以前的 1/3 ～ 1/2 ）因此，含鉻廢水排放量也隨之降低；
2.其次降低了加工成本，作者經(jīng)統(tǒng)計(jì)，利用三氯化鐵再生劑之后，生產(chǎn)成本可比不用之前節(jié)約約60%的原料成本。
3.由于生產(chǎn)過程中溶液相對(duì)穩(wěn)定，腐蝕質(zhì)量也有提高，所加工工件合格率由原來的 80 ％提高到 90 ％以上。