PCB蝕刻技術(shù)及問(wèn)題的分析

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要PCB蝕刻技術(shù)及問(wèn)題的分析摘要：通常所指蝕刻也稱光化學(xué)蝕刻，指通過(guò)曝光制版、顯影后，將要蝕刻區(qū)域的 保護(hù)膜去除，在蝕刻時(shí)接觸化學(xué)溶液，達(dá)到溶解腐蝕的作用，形成凹凸或者鏤空成 型的效果。本文綜述了蝕刻技術(shù)及其發(fā)展，提出了蝕刻技術(shù)工藝改進(jìn)的途徑和研究的 方向的一個(gè)趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：蝕刻技術(shù)工藝流程反應(yīng)原理工藝改進(jìn)與研究畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）英文摘要Title: PCB etching technology and problem analysisAbstract: Usually refers to the photochemical etching, defined by thel

2、ithographic exposure, developing will be etched regions of the protective film is removed, the etching contact chemical solution to dissolve the role of corrosion form concave-convex or hollow molding effect. This article reviews the etching technology and its development, put forward the etching pr

3、ocess improvement approach and research direction.Etching of a total of two major categories: dry etching and wet etching;Keywords: Etching technology Technological process Reaction principle Process improvement and research目錄 TOC o 1-5 h z 摘要11.引言 52.PCB 蝕刻技術(shù) 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Docu

4、ment 2.1 蝕刻方式 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2.2 噴淋蝕刻的設(shè)備7蝕刻反應(yīng)的基本原理及故障和排除方法 9 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 3.1 酸性氯化銅蝕刻液 9 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.2 堿性氨類蝕刻液 13常見(jiàn)問(wèn)題及改善和環(huán)境保護(hù)15 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 4.1設(shè)備的保養(yǎng)15 HYPERLINK l bookmark42 o Curr

5、ent Document 生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)15 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 生產(chǎn)安全與環(huán)境保護(hù)16 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 結(jié)語(yǔ) 16 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 致謝 17 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 參考文獻(xiàn) 17引言20世紀(jì)的40年代，英國(guó)人Paul Eisler博士及其助手，第一個(gè)采用了印制電路 板(Prin ted Circuit Board,PCB)制

6、造整機(jī)收音機(jī)，并率先提出了印制電路板的概念。經(jīng)過(guò)多年的研究與生產(chǎn)實(shí)踐，印制電路產(chǎn)業(yè)獲得了很大的發(fā)展。目前，PCB已 廣泛用于軍事、通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等領(lǐng)域，成為絕大多數(shù)電子產(chǎn)品達(dá)到電路互連 不可缺少的主要組成部件。另外，隨著集成電路的發(fā)明與應(yīng)用，電子產(chǎn)品的小型化、 高性能化，極大地推動(dòng)了 PCB向多層、深孔、微孔及微導(dǎo)電化的方向發(fā)展。隨著PCB工業(yè)的發(fā)展，各種導(dǎo)線之阻抗要求也越來(lái)越高，這必然要求導(dǎo)線的寬度 控制更加嚴(yán)格.在生活中的廣泛運(yùn)用，PCB的質(zhì)量越來(lái)越好，越來(lái)越可靠，它是設(shè)計(jì) 工藝也越來(lái)越多樣化，也更加的完善。蝕刻技術(shù)在PCB設(shè)計(jì)中的也越來(lái)越廣泛。蝕刻 技術(shù)是利用化學(xué)感光材料的光敏特性

7、 , 在基體金屬基片兩面均勻涂敷感光材料 采用光刻方法, 將膠膜板上柵網(wǎng)產(chǎn)顯形狀精確地復(fù)制到金屬基片兩面的感光層 掩膜上通過(guò)顯影去除未感光部分的掩膜 , 將裸露的金屬部分在后續(xù)的加工中與 腐蝕液直接噴壓接觸而被蝕除 , 最終獲取所需的幾何形狀及高精度尺寸的產(chǎn)品 技術(shù)蝕刻技術(shù)。為了我們更好的學(xué)習(xí)了解PCB蝕刻工序的工藝技術(shù)及過(guò)程中易出現(xiàn) 的問(wèn)題。但隨著人類的進(jìn)步和科技的發(fā)展，蝕刻技術(shù)面臨著許多的新的課題，比如環(huán)境污 染，工藝復(fù)雜、不簡(jiǎn)化，工藝材料對(duì)人體有害，部分資源循環(huán)利用性不強(qiáng)等。本文就 將結(jié)合上述問(wèn)題對(duì)PCB蝕刻技術(shù)作些介紹，并對(duì)工藝改進(jìn)途徑方面做些探討。PCB蝕刻技術(shù)據(jù)我了解最早的蝕刻技術(shù)

8、是利用特定的溶液與薄膜間所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)來(lái) 去除薄膜未被光阻覆蓋的部分，而達(dá)到蝕刻的目的，這種蝕刻方式也就是所謂 的濕式蝕刻。因?yàn)闈袷轿g刻是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行薄膜的去除，而化學(xué)反應(yīng)本 身不具有方向性的，因此濕式蝕刻過(guò)程為等向性質(zhì)的，一般而言此方式不足以 定義3微米以下的線寬的，但對(duì)于 3微米以上的線寬定義濕式蝕刻仍然為一種 可選擇采用的技術(shù)形式。蝕刻的最終目的其實(shí)即是將前工序所做出有圖形的線路板上的未受保護(hù)的非導(dǎo) 體部分銅蝕刻去，形成線路。蝕刻有內(nèi)層蝕刻和外層蝕刻，內(nèi)層采用酸性蝕刻，濕膜或干膜為抗蝕劑；外層采 用堿性蝕刻，錫鉛為抗蝕劑。蝕刻一共有兩大類分別是：1：干式蝕刻；2:濕式蝕刻。隨著未

9、來(lái)PCB的發(fā)展，如撓性板、密的線路板的生產(chǎn)將采取相應(yīng)的措施，比如可 將鉆孔后之板適當(dāng)蝕去1 /3到1/2的底銅，再做PTH全板，Dryf ilm、圖形電鍍即可 減少側(cè)蝕，從而保證線寬足夠，對(duì)蝕刻技術(shù)提出了更高的要求。2.1.蝕刻的方式蝕刻的方式主要有浸泡、鼓泡、潑濺和噴淋蝕刻。浸泡和鼓泡蝕刻會(huì)造成較大的 側(cè)蝕，潑濺和噴淋蝕刻產(chǎn)生的側(cè)蝕較小，尤以噴淋蝕刻所得產(chǎn)品的側(cè)蝕最小，蝕刻效 果最好。2.1.1浸泡蝕刻浸泡的操作方式是：把板子整個(gè)浸入到一個(gè)裝滿蝕刻液的槽中，利用溶液的直接 接觸產(chǎn)生蝕刻，如圖2-1所示。浸泡蝕刻因?yàn)榻佑|銅面的蝕刻液更新慢通常需要很長(zhǎng) 的時(shí)間，可以通過(guò)加熱蝕刻溶液的方法來(lái)提高蝕

10、刻速度。這種方法適用于小型板或原 型板。浸泡蝕刻為了增加氧化性，提高化學(xué)反應(yīng)速率，通常使用添加了過(guò)硫酸鹽或過(guò) 氧化氫的硫酸的溶液作為蝕刻液。圖2-1浸泡蝕刻2.1.2鼓泡蝕刻鼓泡蝕刻這項(xiàng)技術(shù)是在浸泡蝕刻技術(shù)上做了一些修改，它的不同之處在于向蝕刻 槽中通入空氣產(chǎn)生氣泡，氣泡具有攪拌作用，保證工作板表面有持續(xù)新鮮的蝕刻液， 將已經(jīng)溶解了的金屬?zèng)_掉。提高蝕刻液的氧化能力，使蝕刻快速進(jìn)行，如圖2-2所示。圖2-2鼓泡蝕刻圖2-2鼓泡蝕刻2.1.3潑濺蝕刻潑濺蝕刻的原理是把一個(gè)葉片連接到一個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái) 時(shí)，蝕刻液在離心力的作用下噴灑到需蝕刻的板子上，設(shè)計(jì)如圖2-3所示。潑濺蝕刻 比

11、鼓泡蝕刻要好，優(yōu)點(diǎn)是蝕刻均勻且側(cè)蝕小，缺點(diǎn)是每一次只能蝕刻有限的幾塊板子。圖2-3圖2-3潑濺蝕刻2.1.4噴淋蝕刻噴淋蝕刻是目前常用的蝕刻方式，其作用原理是在壓力作用下通過(guò)噴嘴將蝕刻溶 液從槽中均勻地抽上來(lái)噴灑在板子的表面，并不斷循環(huán)把新鮮的溶液噴灑在板子上， 趕走蝕刻后的殘留溶液，具有很咼的蝕刻速率。下列因素決定了蝕刻的均勻程度：噴嘴的噴灑樣式、噴灑量的一致性和噴嘴排 放位置的均勻性；蝕刻液的化學(xué)腐蝕能力、泵的壓力。成可驗(yàn)動(dòng)的 板F（國(guó)定的成可驗(yàn)動(dòng)的 板F（國(guó)定的茨町慕石的）圖2-4噴淋蝕刻系統(tǒng)示意圖2.2.噴淋蝕刻設(shè)備一般來(lái)說(shuō)，在閉路循環(huán)再生系統(tǒng)中板子要連續(xù)地蝕刻，都采用噴淋蝕刻系統(tǒng)。噴

12、 淋蝕刻系統(tǒng)的蝕刻速率高、側(cè)蝕小、細(xì)紋分辨率好。在印制電路板的蝕刻中經(jīng)常用酸 性或堿性氯化銅蝕刻液蝕刻覆銅板，系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)該選用耐酸或耐堿的基體材料制作， 比如PVC。2.2.1噴淋蝕刻系統(tǒng)的傳送方式板子在蝕刻機(jī)內(nèi)部進(jìn)行蝕刻時(shí)，有兩種放置形式：即水平放置和垂直放置。水平傳送一一水平噴淋這種技術(shù)在頂部和底部有兩排各自獨(dú)立控制的噴嘴。雙側(cè)水平蝕刻主要用于生產(chǎn) 雙面板，水平噴淋蝕刻系統(tǒng)如圖2-5所示。圖2-5圖2-5水平噴淋蝕刻系統(tǒng)示意圖現(xiàn)在使用的主流設(shè)備是水平傳送噴淋式蝕刻機(jī)。水平傳送目前多采用滾輪傳送， 板子隨著滾輪前進(jìn)，上下都有空隙可噴淋溶液于板面。裝載滾輪的輥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，有靠鏈 條帶動(dòng)或齒輪帶動(dòng)，

13、相對(duì)而言齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)可靠。需要注意的四傳送滾輪之間有間隙， 這就使得小尺寸板及柔軟的板不能傳送，因此要考慮滾輪的密度，或附加“過(guò)橋”， 使得小尺寸板與撓性板也能傳送，已有設(shè)備稱能傳送最薄26期的薄片。垂直傳送 垂直噴淋垂直傳送蝕刻是通過(guò)將板子放置在架子上，這樣板子可以下降到噴灑盒的區(qū)域。隨著大量的，噴嘴上下或左右運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行蝕刻，以達(dá)到理想的效果，如圖2-6所示。2-6垂直噴淋蝕刻系統(tǒng)示意圖2-6垂直噴淋蝕刻系統(tǒng)示意圖2.2.2噴淋蝕刻的噴淋方式為了使溶液能全面地噴淋到板子表面每個(gè)部位，并促使板面溶液加快流動(dòng)，可采用方式是移動(dòng)噴淋桿或噴嘴來(lái)改變噴淋方式。目前的水平傳送噴淋蝕刻設(shè)備的噴嘴與噴淋桿擺

14、動(dòng)的結(jié)構(gòu)有多種。為提高蝕刻均 勻性，可使噴淋液不固定，讓噴嘴擺動(dòng)。擺動(dòng)方式有：轉(zhuǎn)動(dòng)噴管搖擺噴嘴角度、平移 噴管移動(dòng)噴嘴位置及水平旋轉(zhuǎn)噴管而使噴嘴旋轉(zhuǎn)噴液。2.2.3噴嘴的類型噴嘴的類型也有多種，按照噴出液體形狀不同有：實(shí)心線束型、空心圓錐形、扁 平扇形等，如圖2-7所示。實(shí)心線束型扁平扇形空心圓錐形圖2-7蝕刻噴嘴類型從液體被噴射出不同形狀的效果來(lái)看,實(shí)心線束型面積太小，圓錐形面積過(guò)大，在 較密滾輪情況下都被遮擋掉了。因此較多蝕刻機(jī)中噴嘴選擇了扁平扇形，溶液呈扇 面與板子表面呈垂直狀態(tài)沖擊銅箔，蝕刻效果較好。需要注意的是，在蝕刻溶液中若混有固體顆粒，一定時(shí)間后會(huì)引起噴嘴堵塞。因 此要經(jīng)常檢查噴

15、嘴的噴淋效果，清洗噴嘴是維護(hù)設(shè)備工作之一?，F(xiàn)在有一種防堵塞噴 嘴，也稱自清洗噴嘴，它是根據(jù)伯努利(Bernoulli)效應(yīng)而設(shè)計(jì)。Daniel Bernoulli 是18世紀(jì)時(shí)的瑞士科學(xué)家，他發(fā)現(xiàn)二張紙片間微風(fēng)吹動(dòng)會(huì)分開(kāi)，而當(dāng)風(fēng)力越大紙片 會(huì)接近靠攏。利用此原理，在噴頭內(nèi)有二頁(yè)薄片，當(dāng)噴壓大時(shí)二頁(yè)片間成狹縫有力地 噴淋溶液，而當(dāng)二頁(yè)片間有雜物堵住，流量和壓力減少，二頁(yè)片間縫隙變大，雜物自 行被沖洗掉，所以稱為自清洗噴嘴。蝕刻反應(yīng)的基本原理及故障和排除方法3.1酸性氯化銅蝕刻液酸性氯化銅蝕刻液主要成份有：CuCl2H0、HCl、NaCl、NHCl，氯化銅為主要224成分，可根據(jù)需求選用輔助成分。

16、3.1.1酸性蝕刻液的配方我國(guó)采用酸性氯化銅蝕刻液的配方有多種，現(xiàn)摘選三例，見(jiàn)表3-1。表3-1酸性蝕刻液配方組分123氯化銅(CuCl2 2H2O) ( g/L )130-190200150-450鹽酸 ( HCl) (mL/L)150-180100-氯化鈉 ( NaCl)( g/L )-100-氯化銨(NH4Cl)( g/L )-飽和3.1.2 酸性蝕刻液的蝕刻機(jī)理根據(jù)蝕刻總機(jī)理反應(yīng)式：CU2+ + Cu - 2Cu+，反應(yīng)中有Cu+的產(chǎn)生，它會(huì)和溶液 中的Cl-直接生成氯化亞銅沉淀，可使反應(yīng)向右進(jìn)行，但氯化亞銅沉淀會(huì)給蝕刻過(guò)程 帶來(lái)一系列問(wèn)題，需要進(jìn)行預(yù)防和避免。氯化亞銅沉淀不利因素（1

17、）沉淀物分析 沉淀物很容易覆蓋在板子的表面，阻礙蝕刻的進(jìn)一步進(jìn)行；沉淀會(huì)堵塞噴嘴，使 蝕刻溶液的噴射無(wú)法均勻到達(dá)板子的表面，造成蝕刻不完全。（3）溶液再生分析整個(gè)蝕刻溶液是需要再生的，但CuCl是沉淀形式很難被再生。如何來(lái)解決沉淀帶來(lái)的不利因素呢？考慮到氯化亞銅可在過(guò)量 Cl-環(huán)境中生成 CuCl-配離子，并且Cl-不會(huì)阻礙蝕刻的進(jìn)行，因此，可以在酸性氯化銅蝕刻液中加2入過(guò)量的氯離子，使一價(jià)銅離子以配離子形式存在，配離子為離子狀態(tài)，不會(huì)覆蓋板 面和堵塞噴嘴；配離子容易被再生，解決沉淀帶來(lái)的問(wèn)題。酸性蝕刻機(jī)理二價(jià)銅離子在過(guò)量Cl-環(huán)境中也是以CuCl2-配離子形式存在的，它對(duì)單質(zhì)銅的氧4 化能力

18、可以正常實(shí)現(xiàn)，根據(jù)上述分析，認(rèn)為酸性蝕刻液的蝕刻機(jī)理為： 氯離子與二價(jià)銅離子生成四氯合銅（II）配離子：Cu2+4Cl-f CuCl 2-4CuCl 2-和銅反應(yīng)，生成二氯合銅（I）配離子：Cu+CuCl 2-2 CuCl-442需要注意的是，若溶液中氯離子含量不足，蝕刻液中還是會(huì)產(chǎn)生CuCl沉淀。從上面的蝕刻機(jī)理過(guò)程反應(yīng)式中可以看出，隨著蝕刻的進(jìn)行，溶液中的CuCl2-4 形式越來(lái)越少，而CuCl-形式越來(lái)越多，并且是成倍的增長(zhǎng)。蝕刻液的蝕刻能力很2 快就會(huì)下降，以至最后失去蝕刻能力。為了保持蝕刻液的蝕刻能力，需要對(duì)蝕刻液進(jìn) 行再生，其再生的本質(zhì)是使Cu+重新轉(zhuǎn)變成Cu2+，恢復(fù)蝕刻液的蝕刻

19、能力。蝕刻反應(yīng)式 可表述為：CuCl -+2Cl- + 0fCuCl2-243.1.3影響酸性蝕刻液蝕刻速率的因素酸性蝕刻液中參與蝕刻過(guò)程的各種成分對(duì)蝕刻速率都會(huì)有影響。1. CU2+含量的影響溶液中的CU2+含量對(duì)蝕刻速率有比較重要的影響。一般情況下，蝕刻速率會(huì)隨著 CU2+含量的增加而增加，當(dāng)溶液中CU2+濃度低于120g/L時(shí)，蝕刻速率較低，不能滿足 生產(chǎn)的需求；在高于150g/L時(shí)蝕刻速率反而下降。在120-150g/L范圍之間，蝕刻液 的蝕刻速率能比較好的滿足生產(chǎn)的需求。而我們知道，隨著蝕刻和蝕刻液再生過(guò)程的 不斷進(jìn)行，蝕刻液中CU2+含量會(huì)成倍增加。當(dāng)銅含量增加到150g/L后，蝕

20、刻速率就會(huì) 下降了。為了保持蝕刻液具有恒定的蝕刻速率，必須把溶液中的含銅量控制在一定的 范圍內(nèi)。在實(shí)際生產(chǎn)中一般是采用控制溶液比重的方法來(lái)控制溶液的含銅量，控制范 圍是120-150g/L之間。Cu2+含量對(duì)蝕刻速率影響如圖3-1所示。Cl-含量的影響溶液中氯離子濃度與蝕刻速率有著密切的關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)，蝕刻速率會(huì)隨著Cl- 含量的增加而提高，在酸性氯化銅蝕刻液中Cu2+和Cu+實(shí)際上都是以配離子的形式存 在，蝕刻液的配制和再生都需要有充足的Cl-。Cl-主要HCl提供，HCl含量大蝕刻時(shí) 間短、蝕刻液的溶銅能力也會(huì)提升。但HCl濃度不可超過(guò)6mol/L，高于6 mol/L酸的 揮發(fā)量大且會(huì)對(duì)設(shè)

21、備產(chǎn)生腐蝕，并且隨著酸濃度的增加，氯化銅的溶解度會(huì)迅速降低, 減少起氧化作用的Cu2+含量。Cu+含量的影響較微量的Cu+，例如4g/LCu+含在120g/L Cu2+的溶液中就會(huì)顯著地降低蝕刻速率。 根據(jù)蝕刻反應(yīng)機(jī)理，隨著蝕刻的進(jìn)行就會(huì)形成Cu+。Cu+不可能完全被轉(zhuǎn)換為配離子。 在蝕刻操作中要保持Cu+的含量在一個(gè)低的范圍內(nèi)，例如低于2g/L，并要盡可能快地 使其重新氧化成CU2+。4蝕刻液中的氯化物的種類蝕刻液中所采用的氯化物種類不同，對(duì)蝕刻速率有很大影響，在一個(gè)較寬的蝕銅 范圍內(nèi)，若采用NHCl，則溶液蝕刻速度較快，這對(duì)于生產(chǎn)是有利的。但是，隨著溫4度的降低，溶液中會(huì)有一些銅銨氯化物結(jié)

22、晶沉淀，(CuCl2NHC1)。而含NaCl的溶24液蝕刻速率接近含HCl的溶液的蝕刻速率。因此，通常在噴淋蝕刻中多選用HCl和NaCl 兩種氯化物。5溫度的影響蝕刻溫度對(duì)蝕刻速率的影響是：隨著溫度的升蝕刻速率加快。蝕刻溫度低，蝕刻 速率較慢，不能滿足生產(chǎn)的需求，但是，溫度也不宜過(guò)高，溫度太高會(huì)引起HCl過(guò)多 地?fù)]發(fā)，造成溶液組分比例失調(diào)。一般控制在40-55oC范圍內(nèi)。另外，如果蝕刻液溫 度過(guò)高，某些抗蝕層會(huì)被損壞。6溶液的 pH 值:酸性氯化銅蝕刻液的pH值一般為1.5。3.1.4 酸性蝕刻液的再生雙氧水再生法主要的再生反應(yīng)為：CuCl - + H+ HO + Cl- CuCl 2-+ H

23、O2 2 2 4 2因HO不穩(wěn)定可分解提供初生態(tài)氧0,使得蝕刻液再生速率快，因此只需要2240-70秒即可完成再生，是目前酸性氯化銅蝕刻液再生的最佳方法。一般在蝕刻操作中蝕刻和蝕刻液再生過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，并用自動(dòng)控制再生系統(tǒng) 來(lái)控制溶液的成分含量等條件。在自動(dòng)控制再生系統(tǒng)中，通過(guò)控制氧化一還原電位HO22 與HCl的添加比例、比重和液位、溫度等項(xiàng)參數(shù)，可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)再生的目的。 由于蝕刻、蝕刻液再生過(guò)程中HO和HCl的不斷添加，蝕刻液的體積不斷增加。當(dāng)溶22液位超過(guò)一定高度時(shí)，要讓多余的液體溢流出去。3.1.5 酸性蝕刻液常見(jiàn)故障及排除方法酸性氯化銅蝕刻溶液常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)表3-2。

24、故障產(chǎn)生原因排除方法蝕刻不完全側(cè)蝕嚴(yán)重抗蝕劑破壞1.傳遞速度過(guò)快故障產(chǎn)生原因排除方法蝕刻不完全側(cè)蝕嚴(yán)重抗蝕劑破壞1.傳遞速度過(guò)快2.溶液溫度不夠或火調(diào)3.噴嘴堵塞4.顯影有余膠1.蝕刻速度過(guò)慢2.溶液失調(diào)1.溶液溫度過(guò)高2.溶液被污染1.降低傳遞速率2.將溫度調(diào)至工藝范圍之內(nèi)3.清洗噴嘴4.檢查曝光顯影工藝1.將速度調(diào)至工藝范圍之內(nèi)2.調(diào)整溶液1.降低溫度至規(guī)定范圍2.更換溶液蝕刻液中出現(xiàn)沉淀Cl濃度過(guò)低產(chǎn)生CuCl沉淀加入鹽酸直至沉淀溶解重點(diǎn)提示：酸性蝕刻液容易產(chǎn)生的白色沉淀，對(duì)生產(chǎn)不利，需要注意保持氯離子的濃度以避 免發(fā)生沉淀現(xiàn)象。蝕刻液中各項(xiàng)離子的含量、蝕刻液溫度的控制以及蝕刻液再生等都

25、 直接影響蝕刻的質(zhì)量。堿性氨類蝕刻液堿性氯化銅蝕刻液是目前應(yīng)用最廣泛的圖形蝕刻液，主要成分有CuCl、NH Cl、2 4NHHO .NH HCO等。特性:不與錫鉛發(fā)生任何反應(yīng)，容易再生，成本低，也很容易 3 2 4 3回收，蝕銅速度快，側(cè)蝕小，溶銅能力高，蝕刻速率易控制3.2.1堿性蝕刻液的配方堿性蝕刻液配方有多種，國(guó)內(nèi)目前大多采用的配方見(jiàn)表3-3 。表3-3 堿性氯化銅蝕刻液配方成分CuCl 2H ONH ClNH H0NH,HCO (緩沖劑)含量100-150g/L100 g/L670-700mL/L按工藝規(guī)定添加3.2.2堿性蝕刻液的蝕刻機(jī)理堿性蝕刻遵循的總機(jī)理依然是Cu2+ + Cu

26、f 2Cu+,在堿性蝕刻液配方中含有大 量的氨，氨可作為配體和銅離子生成配離子，其蝕刻過(guò)程是配離子的反應(yīng)過(guò)程，其蝕 刻機(jī)理如下：在氯化銅溶液中加入氨水，發(fā)生配合反應(yīng)：CuCl + 4NH f Cu(NH ) 2+ + 2Cl-2 3 3 4在蝕刻過(guò)程中，未被抗蝕劑覆蓋的板面上的銅被Cu(NH)2+配離子氧化，其蝕34 刻反應(yīng)如下：Cu(NH)2+ + Cu f 2Cu(NH) +3 4 3 2所生成的Cu(NH)+為Cu+的配離子，不具有蝕刻能力。從上述反應(yīng)可看出，每32蝕刻1摩爾的銅需要消耗4摩爾的氨或氯化銨。所以在蝕刻過(guò)程中，隨著銅不斷被蝕 刻，應(yīng)不斷補(bǔ)充氨水或氯化銨。3.2.3 堿性蝕刻

27、液的再生與蝕刻液特點(diǎn)1蝕刻液再生 堿性蝕刻液再生方法很多，有結(jié)晶法、萃取法、中和法及空氣再生法等。而前三 種再生方法是在溶液使用一段時(shí)間后，累積的Cu+濃度太高，通過(guò)再生以達(dá)到降低其 濃度的目的。這些方法在生產(chǎn)中已很少被采用?？諝庠偕ㄊ悄壳白畛Ｓ玫姆椒?，蝕 刻液再生的本質(zhì)依然是將溶液中Cu+氧化成CU2+的相應(yīng)形式，其反應(yīng)式為：Cu（NH） +NH +O Cu（NH） 2+HO3 2 3 3 4 22蝕刻液特點(diǎn)（1）蝕刻速率蝕刻速率快，噴淋蝕刻可達(dá)40 口 m/min；蝕刻速率比較容易控制。通過(guò)控制溶液 的pH值，比重以及Cl-含量可使蝕刻速率均勻恒定。（2）溶銅量溶銅量大，可達(dá)150-16

28、0g/L以上。（3）再生與維護(hù) 再生容易，采用噴淋蝕刻，空氣再生法即可滿足生產(chǎn)的需求；蝕刻液維護(hù)方便，可通過(guò)監(jiān)控溶液的pH值、比重及氧化還原電位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)添加。（4）成本 成本低，溶液經(jīng)配好后，可一直連續(xù)使用。堿性氯化銅蝕刻液的缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重，污水處理困難。但只要保證設(shè)備的密封性及嚴(yán)格按規(guī)定排放廢棄溶液， 這一缺點(diǎn)是可以克服的。重點(diǎn)提示： 對(duì)蝕刻液的蝕刻機(jī)理要理解透徹，堿性蝕刻液中各項(xiàng)離子的含量、蝕刻液溫度的 高低以及蝕刻液再生等如何影響蝕刻的質(zhì)量，并且堿性蝕刻液的pH范圍也是需要重 點(diǎn)控制的參數(shù)。3.2.4 堿性蝕刻液常見(jiàn)故障及排除方法 在堿性蝕刻過(guò)程中的常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)表3-4

29、。故障產(chǎn)生原因排除方法疊板個(gè)別傳動(dòng)軸停傳或裝配不到位將停轉(zhuǎn)和裝配不到位的傳動(dòng)軸進(jìn)行檢修印制電路板掉入機(jī)內(nèi)板子長(zhǎng)度過(guò)小1.將幾塊小板用膠帶連在一起2.將板子放在較大的托板上進(jìn)行蝕刻液泵聲音異常電路熔斷器燒斷造成缺項(xiàng)修復(fù)熔斷器液泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常但1.輸液管閥門(mén)未打開(kāi)1.將閥門(mén)打開(kāi)不噴液2.葉輪松脫或與軸脫離2.將葉輪重新裝好蝕刻液溫升太慢加熱器燒壞加熱電路斷路更換新加熱器修復(fù)電路蝕刻液溫升過(guò)高溫控儀失靈冷卻水流量小更換感溫元件開(kāi)大進(jìn)水閥門(mén)1.蝕刻液溫度低1調(diào)高溫度40-50C蝕刻速率太慢2.蝕刻液的組成不當(dāng)2.分析后進(jìn)行調(diào)整3.噴淋壓力過(guò)低3.調(diào)高噴淋壓力1.傳送速度太快1.將傳送速成度調(diào)慢蝕刻不足2.

30、pH值太低2.添加氨水或補(bǔ)充子液3.蝕刻液溫度不足3.調(diào)高液溫4.噴淋壓力不足4.調(diào)高噴淋壓力1.傳送速度太慢1.把傳送速度適當(dāng)調(diào)快蝕刻過(guò)度2.pH值過(guò)高2.加大抽風(fēng)量3.蝕刻液比重偏低3添加銅鹽，使比重控制1. 26-1. 29之間蝕刻速度突然下1.再生慢或停止1.檢修再生裝置降2.冷卻器漏水溶液稀釋2.檢修冷卻器堵塞漏動(dòng)。常見(jiàn)問(wèn)題及改善和環(huán)境保護(hù)4.1設(shè)備的保養(yǎng)1不使蝕刻液有sludge產(chǎn)生（淺藍(lán)色一價(jià)銅污泥），當(dāng)結(jié)渣越多，會(huì)影響蝕刻液 的化學(xué)平衡，蝕刻速率迅速下降。所以成份控制很重要一尤其是PH,太高或太低都有 可能造成.隨時(shí)保持噴嘴不被堵塞.（過(guò)濾系統(tǒng)要保持良好狀態(tài)）每周保養(yǎng)時(shí)檢查噴嘴

31、，若 堵塞則立即清除堵塞物。及時(shí)更換破損的噴嘴和配件PH計(jì)，比重感應(yīng)器要定期校驗(yàn).生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)4.2.1 提高板與板之間蝕刻速率的一致性在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中哦，蝕刻速率越一致的話，越能獲得蝕刻均勻的板子的， 生產(chǎn)越容易控制的。因此必須保證溶液始終保持最佳狀態(tài)。選擇很容易再生，蝕刻速率很容易控制的藥水；選擇能提供恒定操作條件的自動(dòng)控制的工藝和設(shè)備;通過(guò)自動(dòng)添加來(lái)保證溶液的穩(wěn)定性;通過(guò)噴淋系統(tǒng)或噴嘴的擺動(dòng)來(lái)保證溶液流量的均勻性.4.2.2 提高整個(gè)板面蝕刻速率的均勻性。板的上下兩面以及板面各個(gè)部位蝕刻均勻性有由板表面受到蝕刻液流量的均 勻性決定的。-由于水池效應(yīng)的影響，板下面蝕刻速率高于上面，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào) 整不同位置噴液壓力達(dá)到目的。生產(chǎn)操作中，需定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)校。-板邊緣比板中間蝕刻速率快，也可通過(guò)調(diào)整壓力解決此問(wèn)題，另外使噴淋 系統(tǒng)擺動(dòng)也是有效的。生產(chǎn)安全與環(huán)境保護(hù)因蝕刻工序使用了強(qiáng)