烦人的碳酸钠——碳酸钠在PCB业内的使用

2024-10-06 53

       碳酸钠 [497-19-8](Na2CO3),分子量105.99 。又叫纯碱、苏打,它是一种重要的基础化工原料,主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。
       1%左右的碳酸钠溶液在电路板业内用作线路油墨/干膜和感光型阻焊油墨的显影。
       碳酸钠在电路板行业使用量不多,本身价值也不高。一家中型PCB工厂的使用量约在一吨左右,价值不到3000元,正常情况下供应商的利润2-300元。
       但是这2-300元却不容易赚得到!工程师走一趟就没了。
       碳酸钠最常见的使用问题是不溶解。没错,我司所得到的绝大部分投诉是碳酸钠居然不溶解。不要以为碳酸钠自身极易溶解就万事大吉!偏偏就是太容易溶解,而且浓度只有1-1.5%,使得一些使用者以为把它倒进槽子里就会溶解了,槽子里的药水不是在循环流动的吗???结果是碳酸钠没有溶解完全,溶液浓度不足,显影不良,投诉电话就打过来了:“赶快派工程师过来啊!”
       客户是上帝,业务员带着工程师来了。碳酸钠化验成分没问题、用烧杯做溶解试验,也非常好溶解,但是还有生产线的主管要你去跟线(有需要吗?),可是做化工工程师知道产品符合国家标准,也知道碳酸钠容易溶解, 却未必懂得电路板生产。

       碳酸钠有两种形态,一般工厂用的是轻质碳酸钠,是粉末状(外观像白色面粉),投入水中聚集在容器底部,如果不马上搅拌分散开,真的就会不溶解。这种不溶性块状物实际上是碳酸钠的多种水合物Na2CO3、Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O的复合体,外围是Na2CO3·10H2O结晶,再里面是 Na2CO3·7H2O和Na2CO3·H2O,核心处则是无水的Na2CO3,外表的水分被内部的夺去,使得溶解非常缓慢(被视为不溶)。如果把这种块状复合体取出,放进容器里用水搅拌溶解,就会变为太湖石状,并快速溶解。因为碳酸钠本身容易溶解的性质并没有改变。
        所以碳酸钠加入水中要立刻搅拌,不能让它沉积到容器的底部,最好是一边搅拌一边加料。  

        如果包装不好,受潮的碳酸钠也会结成硬邦邦的不溶性块状物,这是属于品质不良现象。这种块状物是碳酸钠吸收了空气里的水分和二氧化碳,生成了碳酸氢钠。反应式如下:
        2Na2CO3   + CO2   +   H2O  =  4NaHCO3

        碳酸钠大部分用于制造玻璃,需要高温熔融,包装不好生成了碳酸氢钠在高温时分解重新成为碳酸钠,所以并不会影响玻璃生产。一些国企就不怎么注重包装,经常会有包装破损情况发生,影响到碳酸钠在电路板行业的使用。因此我司就接到的投诉,一般是告诉客户有任何受潮结块现象的碳酸钠就无条件退货,不要使用。
        这种事情的发生,一方面影响我司的声誉,另一方面造成服务人员工作量增加和我司经济损失。销售碳酸钠不仅没有利润,反而要亏损。 因此,我司的精制碳酸钠就上市了!!!
        所谓的精制碳酸钠,就是轻质碳酸钠再次加工提纯得到的产品。这种产品已经不再是细粉末了,而是小颗粒状的结晶物,也称为重质纯碱。当然,国内纯碱工厂靠不住,美国天然碱公司高大上的产品才能保证品质,再加上我们自己的包装。
       这种精制碳酸钠成本增加数百元,但是客户原来使用的是廉价的轻质碳酸钠,斤斤计较下,售价并没有提高多少,只是节省了工程师的外出服务,也算是打个平手,不赔不赚吧(跟烦人的外出服务花路费油费和工资比,非直接的效益还是有的)。
       今天(9.1)的客户又说精制碳酸钠溶解不好,这个倒是多年来的第一次。使用精制碳酸钠已经很久了,出了问题想找供应商承担也是人之常情,只不过精制碳酸钠本身是赚不了钱的,而且品质是那么的好!为什么不去找油墨供应商的晦气?
        重质碳酸钠颗粒比粉状的轻质碳酸钠大,溶解时当然需要长一些的时间,你跟我说40秒溶解不了,难道就不会用2-3分钟或更长一些时间,把碳酸钠完全溶解后才拿去用吗?更何况机器自身是有过滤保护喷嘴的,没有保护就该去找做显影机的厂家吧?

        碳酸钠显影的几个问题:
        碳酸钠正常使用在1.0-1.5%,一般线路显影1.0-1.2%,防焊显影1.2-1.5%,以油墨供应商的要求为准。
        碳酸钠价格便宜,且浓度低,药水根本就不值钱,所以显影时一般可不使用消泡剂,气泡多了就直接换掉显影液。
        初显点控制非常重要,有经验的工程师不能只看最后出板时的情况。 
        可预先配制成10%左右的浓缩液, 使用时再按要求稀释。
        碳酸钾与碳酸钠显影液实际上并没有什么不一样,除非油墨厂家指定需要碳酸钾,否则都可以用碳酸钠显影。

两种广东市场常见的工业级碳酸钠:
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重质碳酸钠,细小颗粒不扬尘:
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轻质碳酸钠:
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昊化牌碳酸钠,原产于美国天然碱:
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