如何使用氯化铁进行蚀刻？

氯化铁是一种共价无机化合物，化学式FeCl3。为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点306℃、沸点316℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。FeCl3从水溶液析出时带六个结晶水为FeCl3·6H2O，六水合氯化铁是橘黄色的晶体。氯化铁是一种很重要的铁盐。

FeCl3蝕刻原理的发现：

Fecl3蚀刻是最早使用的一·种用于铜及台金蚀刻的加工方法，这种方法，原料容易获得，价格便宜，配制简单，易于操作，因此这一方法曾经被广泛采用，即便是现在也被较多的铜蚀刻厂所采用。但这种方法对环境污染较重而被其他的腐蚀方法所逐渐取代。

对铜的腐蚀是一个氧化还原过程，在铜表面铜氧化成CuCl3同时FeCl3被还原成Fe3+

FeCl3蝕刻原理的介绍：

（1）FeCL3浓度对蚀刻速度的影响：FeCL3蚀刻液中随着FeCL3浓度的增高，蚀刻速度加快。当所含FeCL3超过某一浓度时，由于溶液黏度增加，蚀刻速度反而有所下降。

（2）盐酸的添加量对蚀刻速度的影响：在蚀刻液中加入盐酸，一则可以抑制FeCL3和CuCL2的水解;二则可提高蚀刻速度。特别是当蚀刻液中铜含量达到37.4g/L后，盐酸的作用更加明显。

（3）温度对蚀刻速度的影响：在FeCL3蚀刻工艺中，随温度的增加，蚀刻速度亦加快，比如当温度在50度时，全新蚀刻液对铜的蚀刻速度可达10um/min。但在实际生产中，都是采用常温蚀刻方法。FeCL3对铜的蚀刻是一个放热反应，随着蚀刻的进行，蚀刻液温度会逐渐升高，蚀刻速度加快。随着FeCL3的消耗，蚀刻速度下降。同时这一温升过程比较缓慢，所以在整个蚀刻过程中蚀刻速度变化不大。

（4）搅拌对蚀刻速度的影响：静止蚀刻的速度和蚀刻质量都是比较差的。这是因为在蚀刻过程中，一方面被蚀刻铜表面和蚀刻液中都会有沉淀生成，影响了铜的正常蚀刻；另一方面，铜在蚀刻过程中，被蚀刻表面的溶液会逐渐呈现暗绿色，这表明在补被蚀刻表面的FeCL3已跟铜表面发生了还原反应而失去了氧化能力。

          Cu+FeCI3一CuCl十FeCl2

CuCl离子具有还原性，和腐蚀液中的Fe3+进一步反应生成CuCl，。

          CuCl+FeCl3一CuCl2+FeCl2

生成的CuCl2具有氧化性，同样会与铜发生氧化还原反应。

           Cu+CuCl2一2CuCl

FeCl3蝕刻原理结论：

FeCl3蚀刻液是依靠FeCl3和CuCl2同时完成的。其中n的氧化能力强，蚀刻速度快．蚀刻质量好。相对而言，CuCI2在这里蚀刻速度较慢，蚀刻质量差，随着蚀刻液中Fe3+的消耗和CuCl2的增大而使蚀刻速度逐渐减慢，并使蚀刻质量恶化。当Fe3+消耗量达50％时，蚀刻速度及蚀刻质量都将不利于继续进行蚀刻过程．而应更换蚀刻液。

在实际生产中，表示蚀刻液的蚀刻效能不是靠Fe3+的消耗量来衡量，而是采用蚀刻液中铜的溶解量(单位为g/l)来衡量。铜在FeCl3蚀刻溶液中，最初蚀刻速度是恒定的。然而，随着蚀刻液中Fe3+的消耗，蚀刻液中铜含量不断升高，当溶铜量达到60g／L时，蚀刻速度会变慢，当蚀刻液中Fe3+消耗达到40％时或溶铜量达到83g/L时，蚀刻速度会急剧下降，此时的蚀刻液不能再继续使用，而应考虑蚀刻液的再生或更新。

通常使用的FeCl3蚀刻液酸度都不高，所以FeCl3蚀刻液在蚀刻铜时，也伴有FeCl3和CuCI2的水解副反应：

          FeCl3+3H2O一Fe(OH)3+3HCI

          CuCl2+2H2O一Cu(OH)2 +2HCl

生成的氯氧化物不稳定，受热易分解牛成相应的氧化物和水，这些氧化物一部分沉淀在蚀刻槽底部形成黄土样沉积物，一部分悬浮于蚀刻液中，对抗蚀层产生一定的破坏作用。

          2Fe(OH)3一Fe2O3+3H2O

          Cu(OH)2一CuO +H2O