Qu’est-ce qu’un agent de gravure ?
L’agent de gravure est un agent qui corrode les métaux et les oxydes métalliques et qui est utilisé lors du traitement de substrats et d’autres matériaux. Par rapport aux méthodes de traitement telles que le pressage, la gravure est une méthode aux propriétés de microfabrication supérieures, et les méthodes de gravure humide utilisant un agent de gravure sont plus rentables et plus faciles à produire en masse que la gravure sèche utilisant des gaz. Le type de composé qui réagit diffère selon le type de métal, de sorte que l’agent de gravure approprié est sélectionné en fonction du matériau du substrat.
Il convient de noter que l’agent de gravure contient souvent des acides forts, des bases fortes et des composés toxiques, de sorte que l’équipement de protection et les mesures de sécurité doivent être choisis avant l’utilisation.
Utilisations de l’agent de gravure
La gravure est une méthode de traitement des métaux tels que l’or et l’aluminium et des oxydes métalliques tels que l’oxyde d’indium et d’étain (ITO) par enlèvement par immersion. Il existe deux types de gravure : la gravure sèche, qui utilise du gaz, etc., et la gravure humide, qui dissout le métal dans une solution, et l’agent de gravure est utilisé dans la gravure humide.
Par rapport au traitement à la presse, les procédés de gravure permettent un traitement fin et sont donc utilisés dans la production de cartes de circuits imprimés, de dispositifs semi-conducteurs et d’écrans. Deux méthodes sont utilisées dans la production : la gravure à sec lorsqu’un traitement de précision est nécessaire, et la gravure humide lorsque le coût et la production de masse sont requis.
Méthodes de gravure et types d’agents de gravure
La gravure à sec est une méthode qui utilise un gaz ou un plasma pour effectuer le traitement de gravure. Elle présente d’excellentes propriétés de microfabrication, mais nécessite des conditions spéciales telles que le vide, de sorte que les coûts sont élevés et qu’elle n’est pas adaptée à la production de masse.
La gravure humide, quant à elle, utilise un agent de gravure contenant des composés qui corrodent les métaux. Les composés réagissent et se dissolvent différemment selon le type de métal, c’est pourquoi il existe une grande variété d’agents de gravure.
Il existe par exemple des acides forts tels que l’acide chlorhydrique et l’acide nitrique, des bases fortes telles que l’hydroxyde de sodium, et d’autres contenant des ions de métaux lourds à fort pouvoir oxydant tels que le chlorure de fer(III).
Traitement des circuits imprimés à l’aide d’un agent de gravure
Le traitement des circuits imprimés est un exemple d’utilisation de l’agent de gravure. La surface structurée d’un circuit imprimé étant en cuivre, il est nécessaire de choisir un décapant qui corrode et dissout le cuivre. Trois solutions disponibles dans le commerce sont présentées ici.
- Gravure à l’aide d’une solution aqueuse de chlorure de fer(III)
Formule de réaction : 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2
Il s’agit d’une méthode courante utilisant une réaction dans laquelle les ions de fer trivalents agissent en tant qu’agents oxydants. Cette méthode offre une grande reproductibilité de la gravure et un faible coût, mais elle génère beaucoup d’effluents contenant des métaux lourds tels que le cuivre, et le coût du traitement des effluents est donc élevé.
- Gravure à l’aide d’une solution de dichlorure de cuivre
Formule de réaction : CuCl2 + Cu → 2CuCl
Bien que les propriétés de gravure soient inférieures à celles de la gravure utilisant une solution aqueuse de chlorure de fer(Ⅲ) décrite ci-dessus, l’avantage est que la solution de gravure peut être recyclée.
- Gravure au peroxodisulfate d’ammonium
Formule de réaction : Cu + (NH4)S2O8 → CuSO4 + (NH4)2SO4
La vitesse de gravure étant lente par elle-même, un catalyseur tel que les ions d’argent est utilisé. En tant que peroxyde, il se décompose facilement et est instable.
Traitement des effluents de l’agent de gravure
Comme les agents de gravure ionisent et dissolvent les métaux, le liquide après utilisation contient de grandes quantités d’ions de métaux lourds. Les effluents non traités ne peuvent donc pas être rejetés dans l’environnement. C’est pourquoi le traitement des effluents des agents de gravure est généralement confié à des entreprises spécialisées dans le traitement des déchets.
Comme les effluents d’eau-forte contiennent également des acides et des bases puissants, il existe un risque de corrosion des conteneurs pendant le stockage, en fonction du matériau du conteneur. Il est donc important de choisir d’abord un récipient approprié résistant aux produits chimiques. L’agent de mordançage peut être irritant pour la peau et les yeux, qu’il soit utilisé avant ou après usage. Il convient de lire attentivement les fiches de données de sécurité (FDS) avant de manipuler l’agent de mordançage, de porter l’équipement de protection approprié et de le manipuler avec une extrême prudence.