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  随zhouPCB工业的fa展,各种dao线zhi阻kang要求ye越lai越高,这必然要求dao线的宽度控制更加褁i瘛N猯iao使荣信公司的工程guan理人员,尤其是负责蚀刻工序的工艺工程人员对蚀刻工序有一定的liaojie,gu撰写此份pei训教材,以期有助于生changuan理yu监控,从面提高我司的365体育bi分品质。(本教材以设备为基础对蚀刻工艺进xing絙u?

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  1)蚀刻的目的

  蚀刻的目的糲i墙肮ば蛩鯿hu有图形的线路板蓌i奈ci鼙;さ膄eidao体部分tong蚀刻去,形cheng线路。

  蚀刻有内层蚀刻和外层蚀刻,内层采用酸xing蚀刻,湿膜或干膜为kang蚀剂;外层采用jianxing蚀刻,锡铅为kang蚀剂。

  2)蚀刻fanying基本原理

  一.酸xing氯化tong蚀刻ye

  •     1.特xing

  -蚀刻速度容易控制,蚀刻ye在稳定状态下能da到高的蚀刻质量

  -蚀tong量大

  -蚀刻ye易再生和回收

  • 2.zhu要fanying原理

  蚀刻guo程中,CU2+有氧化xing,将板面tong氧化chengCU+:Cu+  CuCl2→2CuCl

  生cheng的CuCl不rong于水,在guo量的氯li子cun在下,生chengkerongxing的luoli子:

  2CuCl+4Cl-→2[CuCl3]2-

  随zhoufanying的进xing,CU+越lai越多,蚀tong能力下降,需对蚀刻ye再生,使CU+变chengCU2+。再生的方法有以下几种:通氧气或ya缩空气再生(fanying速lv低),氯气再生(fanying快,但有毒),电jie再生(ke直接回收tong,但需电jie再生的设备和絰i叩牡缒芟鹔ao),ci氯酸钠再生(cheng本高,本shen较危xian),双氧水再生(fanying速lv快,易控制).

  fanying:2CuCl+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O

  自动控制tian加xi统:通guo控制蚀刻速度,双氧水和yan酸的tian加bili,bi重和ye位,蝜u鹊认钅浚琩a到自动lian续生chan。

  我司采用此种再生方法。

  二.jianxing氨类蚀刻ye

  •   1.特xing

  -不yu锡铅fa生任何fanying

  —易再生,cheng本祎ing谆厥渣/p>

  -蚀tong速度快,侧蚀小,rongtong能力高,蚀刻速lv易控制

  •   2.zhu要fanying原理

  Cu+Cu(NH3)4Cl2→2Cu(NH3)2Cl

  4Cu(NH3)2Cl + 4NH3H2O + 4NH4Cl + O2 → 4Cu(NH3)4Cl2+6H2O

  以上两fanying重复进xing,因此需要有良好抽气,使pen淋形cheng 负ya,使空气中的氧气yu药ye充分混he,从而利于蚀刻fanying进xing。zhu意抽气不keguo大,否则zaocheng氨水消hao量的增大.

  二价tongli子在jianxing环jing下极襷i鷆heng氢氧化tongchen淀,需加入guo量的氨水,使zhi生cheng稳定的氨tong错li讁ou牛籫uo量的氨使fanying生cheng的不稳定Cu(NH3)2Cl 再生cheng稳定的具有氧化xing的Cu(NH3)4Cl2,使fanying不duan的进xing。

  生changuo程中自动控制通guo监测PH值,bi重,进xing补加氨水和新ye,而da到lian续生chan的目的。

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  一.酸xing氯化tong蚀刻

  1.工艺liu程

  2.工艺原理

  —显影

  定义:利用碳酸钠的弱jianxing将干膜上未经紫外线辐射的部分用碳酸钠rongyerongjie,已经紫外线辐射而fa生juhefanying的部分保留。

  —原理

  CO3-2  + ResistCOOH        HCO3-  + Resist COO-

  CO3-2zhu要为Na2CO3 或K2CO3

  ResistTOOH为干膜及you墨中fanying官能基团,利用CO3-2yu阻剂中羧基(COOH)进xing酸jian中和fanying,形chengCOO-和H CO3- ,使阻剂形cheng阴li讁ou哦i。

  -蚀刻

  定义:将rongjieliao干膜(湿膜)而luchu的tong面用酸xing氯化tongrongjie腐蚀,此guo程叫蚀刻。

  影响因素:zhu要是rongye中Cl- 、Cu+的含量,rongye的蝜u燃癈u2+的浓度等。

  -tui膜

  药水:NaOH  3+/-0.5%

  除泡剂0.1~0.2%

  定义:将线路蓌i谋;つとサ簦琹uchu已加工好的线路。影响tui膜效果因素:tui膜蝜u燃八俣龋┧ǘ屈/p>

  zhu意:tui膜蝜u鹊ting俣萴an,药水浓度祎ing琱uidaozhitui膜不净;药水浓度高,huidaozhi板面氧化。

  tui膜duanpen嘴要及shi清洗,防止suipian堵塞pen嘴,影响tui膜质量

  二.jianxing蚀刻

  •   1.工艺liu程

  zhu:整孔工序仅适用于chen金制板

  •   2.工艺原理

  -tui膜

  定义:用tui菲林ye将线路板面蓌i亲〉姆屏謙ui去,luchu未经线路加工的tong面.经电镀工序后的干膜在jianxingtui膜ye下rongjie或部分chengpian状脱落,我司使用的是3% ±0.5%氢氧化钠rongye.为wei持药ye的效果,需zhu意guo滤的效果,及shiguo滤去pian状的干膜sui,防止堵塞pen嘴.

  zhuao谕獠鉻ui膜duan使用药水及控制相同,但外层干膜厚为1.5mil左右,经图形电镀后,tong厚和锡厚zhi和通常chaoguo1.5mil,需控制图形电镀电liu参数防止夹膜,同shi控制tui膜速度以防tui膜不净而短路。

  -蚀刻

  定义: 用蚀板ye将多余的ditong蚀去剩下已加厚的线路。

  控制:随zhoufanying不duan进xing,药ye中氨水不duan降低,tongli子不duan增加,为保持蚀tong速度,必需wei持药水的稳定.我司通guoPH计,bi重计控制氨水和新ye的自动tian加,当PH值祎ui眛ian加氨水;当bi重高shitian加新ye.为使zhi蚀tongfanying进xing更为迅速,蚀ye中多加有助剂,li如:

  a.加速剂(Accelerator) ke促使上述氧化fanying更为快速,并防止亚tong错li子的chen淀。

  b.护岸剂(Bankingagent) 减少侧蚀。

  c.ya抑剂(Suppressor)抑制氨在高温下的飞散,抑制tong  的chen淀加速蚀tong的氧化fanying。

  -新ye洗

  使用瞙uan衪ongli子的NH3.H2O, NH4Clrongye清除板面can留的药ye以及fanying生cheng物Cu(NH3)2Cl ,其极不稳定,襷i鷆hengchen淀。

  -整孔

  除去fei镀通孔中的在chentong工序所吸fu蓌ianサ念賚i子, 以防在chen金工序chen上金.

  -tui锡

  使用含tong保护剂的zhu要cheng分为硝酸的药ye,tui去线路蓌i奈Σ?luchu线路

  •   4)名cijie释

  水池效ying

  在蚀刻guo程中,线路板水ping通guo蚀刻机shi,因重力作用在板上面新鲜药yebeiji水阻挠,无法觴ingШ蛅ong面fanying,称zhi水池效ying。而下面则无此现象。

  蚀刻因子

  蚀刻ye在蚀刻guo程中,不仅向蟣u叶宰笥腋鞣较蚨糲han生蚀縯ao饔茫嗍ci遣籯e避免的。侧蚀宽度yu蚀刻深度zhibi称zhi为蚀刻因子。

  Etching Factor(蚀刻因子)=D/C

  Undercut=(A-B)/2

  •   5)设备

  -内外层jun采用水ping线设备。

  -对于jianxing蚀刻,为增加蚀刻速度,需提高蝜u鹊?6℃以上,因而有大量的氨臭味必xu要有适当的抽风;抽风太大则将氨气抽走bi较浪fei,在抽风guan内增加节liu阀,控制抽风的qiang度。

  -无论何种蚀刻ye,都需采用高yapen淋;为获得絰ian氲南咛醪啾吆透咧柿康氖纯绦Ч瑇u褁i裱≡駊en嘴的形状和pen淋方式。但不论如何选择,都遵循一基本理论,那総ui且詚ui快速度的让欲蚀刻tong表面接触愈多新鲜的蚀刻ye。

  -pen嘴的形状有锥形(空锥形,蔰i缎危瑂han形等,我司采用的是shan形pen嘴。yu锥形pen嘴相bi,zui佳的设计是shan形pen嘴。zhu意集liuguan的安装角度,能对进入蚀刻槽内的制板进xing30度pen射。第二组集liuguanyu第一组bi有所不同,因pen淋ye互相交叉shihui降低pen淋的效果,尽量避免chu现此种情况。

  -蚀刻槽内集liuguan的安装yu前进方向bi有横置,竖置和斜置,我司采用的安装方式有两謟hi绞剑峦迹5诙较騤un垂直于运输方向。

  -蚀刻品质往往因水池效ying(pudding)而受限, 这ye是为何板

  子前端部份往往有overetch现象,   所以设备设计上就有如下

  考虑:

  a.板子较xi线路面朝下,较cu线路面朝上.

  b.pen嘴上,下penyeya力调整以为补偿,yi蔰ao首饕礿ie果lai调整其差异.

  c.xian进的蚀刻机ke控制当板子进入蚀刻duanshi,前面几组pen嘴huiting止pen洒几秒的shijian.

  3.ji术提升部分

  1)生chan线jian介

  1.内层酸xing蚀刻

  冲、蚀板、tui菲林生chan线机qi运xing参数

  冲板、tui膜、tui菲林换药和补药biao准

  2.外层jianxing蚀刻

  A)使用的是TCM退膜、蚀刻机,设备xing能参数:

  觴ingЭ矶龋?20mm

  xing辘速度:0~8m/min

  ya力:2.5kg/cm2

  安全xing:机械、电气部分有良好保护,有紧急开guan。

  B).cao作条件

  2)生chan线wei护

  设备的日常保养

  A.不蔳u纯蘺e有sludgechan生(浅蓝色一价tong污泥),当jiezha越多,hui影响蚀刻ye的化xueping衡,蚀刻速lv迅速下降。所以cheng份控制很重要-尤其是PH,太高或太低都有ke能zaocheng.

  B.随shi保持pen嘴不bei堵塞.(guo滤xi统要保持良好状态),每周保养shi检chapen嘴,若堵塞则立即清除堵塞物。

  C.及shi更换破损的pen嘴和pei件

  D.PH计,bi重感yingqi要定期校yan.

  3)生chanzhu意事项

  1.褁i窨刂仆四e的浓度,以保证干膜以he适的速度和大小退去,莥e灰锥氯鹥en嘴。

  2.退膜后水洗ya力ying大于20PSI,以便除去镀层yuditongjian的can膜和fu在板面蓌i腸an膜。

  3.蚀刻药水ya力ying在18 ~30PSI,guo低则蚀刻不尽,guo高则易daduan药水的保护膜,zaocheng蚀刻guo度。

  4)影响蚀刻速lv因素分xi

  一.酸xing氯化tongrongye

  影响蚀刻速lv的因素有很多,zhu要是Cl- ,Cu+含量,rongye蝜u燃癈u2+浓度。

  1.Cl-含量的影响

  在氯化tong蚀刻ye中Cl-浓度较多shi,Cu2+和Cu+蔰ao噬鲜且詌uoli子的形式cun在([Cu2+Cl4]2-,[Cu+Cl3]2- ),所以蚀刻ye的pei制和再生都需要Cl-参加fanying,下表为氯li子rong度yu蚀刻速lvguanxi。

  磞ou贾衚e以看chu:

  -当yan酸rong度升高shi,蚀刻shijian减少,但chaoguo6 N酸其yan酸,挥fa量大,且对zaocheng对设备的腐蚀,并随zhou酸浓度的增加,氯化tong的rongjie度迅速降低。

  在氯化tongrongye中fa生tong的蚀刻fanyingshi,生cheng的CuCl2不易rong于水,则在tong的表面形cheng一层氯化亚tong膜,这种膜能阻止fanying的进一bu进xing,guo量的Cu-能yuCu2Cl2jiehe形chengkerongxing的luoli子[Cu1+Cl3]2-,从tong表面蓌ian躩ie下lai,从而提高蚀刻速lv。

  2.Cu+含量的影响

  根据蚀刻fanying,随zhoutong的蚀刻就hui形cheng一价tongli子,较微量的Cu+hui显著地降祎ui纯趟賚v。

  根据奈恩斯物方程:

  E-zhi定浓度下的电极电位

  n- 得失电子数

  [ Cu2+ ]-  二价tongli子浓度

  [ Cu+]-    一价tongli子浓度

  Cu+浓度yu氧化--huai原电位zhijian的guanxi

  rongye氧化一huai原fanying位yu蚀刻速lv的guanxi

  磞ou贾衚e以看chu,随zhouCu+浓度的不duan升高,氧化huai原电位不duan下降。当氧化huai原电位在530mushi,Cu1+浓度低于0.4g/l能提供zui理想的高的和几hu恒定的蚀刻速lv。

  3.Cu2+含量的影响

  rongye中Cu2+含量对蚀刻速lv的guanxi:

  当Cu2+祎ui保琭anying较huanman,但当Cu2+da到一定浓度shiyehuifanying速lv降低。

  4.蝜u榷允纯趟賚v的影响

  随zhou蝜u忍岣呤纯蘳hijian越短,一般在40-55℃jian,当蝜u雀遱hihui引起HClguo多地挥fazao硈han躽ebili失调,另蝜u冉xi遹ehui引起机qi损伤及阻蚀层的破坏。

  二.jianxing氨类蚀刻ye

  蚀刻ye的PH值,bi重( Cu2+的浓度),氯化氨浓度以及蚀刻ye的蝜u鹊榷允纯趟俣萰un有影响。

  1.Cu2+含量的影响

  -Cu2+guo祎ing纯趟賚v祎ing襯ongye控制困难;

  - Cu2+guo高,rongye不稳定,襷i鷆hengchen淀;

  - xu控制Cu2+浓度在115~135g/l,lian续生chan则通guobi重lai控制。

  2.rongyePH值的影响

  -PH值guo祎ing越餾hukang蚀层不利;且rongye中的tong不能wan全beiluohechengtong氨luoli子,rongye要chu现chen淀,并在槽di形cheng泥状chen淀。这xiechen淀能jie在加热qi上形cheng硬pi,ke能损籨ao尤萹i,huaihui堵塞泵或pen嘴,对蚀刻zaocheng困难。

  -PH值guo高,rongye中氨guo饱簍ing蝜i到空气中污ran环jing;且使侧蚀增大。

  3.氯化氨含量的影响

  -从前面fanyingkezhi,Cu(NH3)2Cl的再生需要guo量的NH3和NH4Clcun在。若氯化氨guo祎ing珻u(NH3)2Cl得不到再生,蚀刻速lvhui降低。

  -氯化氨guo高,引起kang蚀层bei浸蚀。

  4.蝜u鹊挠跋朦/p>

  -蚀刻速lvhui随zhou蝜u鹊纳叨涌欤狐/p>

  -蚀刻蝜u萭uo祎ing纯趟俣萮ui降祎ing騢ui增大侧蚀量,影响蚀刻质量。

  -蚀刻蝜u雀撸纯趟俣萴ing显增大,但氨气的挥fa量ye增大,既污ran环jing,觴ing黾觕heng本。

  5.penyeya力的影响

  -蚀刻药水ya力ying在18 ~30PSI,guo低则蚀刻不尽,guo高则易daduan药水的保护膜,zaocheng蚀刻guo度。

  5)蚀刻能力提高

  一.减少侧蚀和突沿,提高蚀刻因子。

  侧蚀zaocheng突沿,侧蚀和突沿降祎ing纯桃蜃觝ui提高;突沿guo度huizaochengdao线短路,因为突沿hui突然duan裂下lai,在dao线jian形cheng电的lian接。严重的侧蚀则使精xidao线的制作cheng为不ke能。

  影响侧蚀的因素及gai善方法

  蚀刻方式:浸泡和鼓泡式huizaocheng较大的侧蚀,泼溅和pen淋式侧蚀较小,尤其是pen淋式侧蚀zui小。

  蚀刻ye种类:不同的蚀刻ye化xue组分不同,蚀刻速度不同,侧蚀ye不同。通常,jianxing氯化tong蚀刻yebi酸xing氯化tong蚀刻ye蚀刻因子大。药水供ying商通常huitian加fu助剂lai降低侧蚀,不同的供ying商tian加的fu助剂不同,蚀刻因子ye不同。

  蚀刻运输速lv:运输速lvmanhuizaocheng严重的侧蚀。运输速lv快,板在蚀刻ye中ting留的shijian越短,侧蚀量ye越小。生changuo程中,尽量提高蚀刻的运输速度。    蚀刻ye的PH值:jianxing蚀刻ye,PH值絰i遱hi,侧蚀增大。一般控制PH值在8.5以下。

  蚀刻ye的bi重:jianxing蚀刻ye的bi重太祎ing琱ui加重侧蚀,选择高tong浓度的蚀刻ye对减少侧蔯i怯欣摹Ⅻ/p>

  ditong厚度:ditong厚度越大,板需在蚀刻ye中ting留的shijianye越长,侧蚀就越大。制作密集xi小线路的制板,尽量使用低厚度的tong箔,减小全板镀tong厚度。

  二.提高板yu板zhijian蚀刻速lv的一zhixing

  在lian续生changuo程中,蚀刻速lv越一zhi,越能获得蚀刻jun匀的板,生chan越容易控制。因此必xu保证rongyeshi终保持zui佳状态。

  -选择易再生,蚀刻速lv易控制的药水;

  -选择能提供恒定cao作条件的自动控制的工艺和设备

  -通guo自动tian加lai保证rongye的稳定

  -通guopen淋xi统或pen嘴的摆动lai保证rongyeliu量的jun匀xing

  三.提高整个板面蚀刻速lv的jun匀xing。

  板的上下两面以及板面各个部位蚀刻jun匀xing有由板表面受到蚀刻yeliu量的jun匀xing决定的。

  -由于水池效ying的影响,板下面蚀刻速lv高于上面,ke根据蔰ao噬鷆han情况调整不同位置penyeya力da到目的。生chancao作中,需定期对设眆u鴛ing检测和调校。

  -板边缘bi板中jian蚀刻速lv快,yeke通guo调整ya力jie决此问ti,另外使pen淋xi统摆动ye是觴ingУ摹Ⅻ/p>

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  •   6)工序潜力yu展wang

  随zhou未laiPCB的fa展,如挠xing板、密的线路板的生chan将瞫han∠鄖ing的措shi,bi如ke将钻孔后zhi板适当蚀去1/3到1/2的ditong,再做PTH全板,Dryfilm、图形电镀即ke减少侧蚀,从而保证线宽足够。

  •   7)生chan安全yu环jing保护

  因蚀刻工序使用liaoqiangjian(如NaOH)、氨水等化xue品,生changuo程中有较大气味chan生,同shichan生大量废ye、废zha,guying加qiang抽风以及及shi将废ye、废zha运走,同shike进xing蚀刻ye循环利用。

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