碱性蚀刻工艺培训教材

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1、碱性蚀刻工艺培训教材何勇强一、概说碱性蚀刻是氯化铜在碱性条件下用化学方法去除图形中不需要的铜层以形成线路图形，主要应用于图形电镀后蚀刻铜层。碱性蚀刻适用于以镀铅/锡、镀钝锡、镀镍、镀金等作为抗蚀层用于外层线路图形的蚀刻。二、流程上板→褪膜→水洗→碱性蚀刻→补充药水清洗→水洗→烘干→褪铅锡→水洗→烘干褪膜机、蚀刻机、退铅/锡机三部分组成一条联动线2.1褪膜a）原理：经图形电镀后未被电镀部分是由干膜覆盖着，该部分在最终形成线路图形时要被蚀去，所以在蚀刻前首先要把干膜退除以便露出铜面。退膜液为稀碱，当稀碱进入干膜中把含酸基的树脂中和反应而被溶解出来，使干膜脱离铜面。b）设备：IS和ACS褪膜机、外置

2、过滤器c）材料：有机褪膜碱（例如ATO的RS628），对铅锡层无攻击。铅能缓慢溶于强碱性溶液，曾使用氢氧化钠，但是对铅锡层攻击大，在退膜时时间过长，对抗蚀层有一定的腐蚀作用，轻者线路不直或渗锡蚀刻不净，严重时抗蚀层太薄而造成蚀铜时把线路蚀断，甚至出现孔内无铜。d）控制关键：退膜段的生产控制是很重要的一步，如果板在该段退膜不干净，或者说表面看似已退膜完成但线路间（特别是细线路）如果还残有余胶也会造成蚀铜过程不干净而形成短路。所以正确的操作是控制溶液的浓度、板在该段停留的时间和充分的水洗，才能确保退膜后的板顺利通过蚀铜工序。2.2蚀刻a）碱性蚀刻：蚀刻液中的二开铜离子是一种氧化剂，它与金属铜反应并

3、溶解金属铜。主要反应机理：络合反应：CuCl2+4NH3==[Cu(NH3)4]2+Cl2[Cu(NH3)4]2+Cl2是具有强氧化能力的络合离子蚀刻反应：Cu°+[Cu(NH3)4]2+Cl2==2[Cu(NH3)2]+1Cl金属铜原子Cu°经过反应后生成一铜离子，而[Cu(NH3)2]+1Cl已不具备氧化能力，需要再生后才有氧化功能。再生反应：2[Cu(NH3)2]+1Cl+2NH4Cl+2NH3·H2O+1/2O2==2[Cu(NH3)4]2+Cl2+3H20b）设备：IS蚀刻机和ACS蚀刻机c）材料（成分）：氯化铜、氨水、氯化胺，少量的氧化剂，缓蚀剂等d）控制关键：²温度影响：蚀刻速率

4、与温度有很大关系，蚀刻速率随着温度的升高而加快。一般说温度越高，蚀刻速度越快，温度低，蚀刻速度低，但温度如果太高例如超过60℃，蚀刻速度会明显加快，但氨气的挥发速度也大大提高，使溶液中的PH下降，造成溶液的不稳定。一般控制在48-52℃之间。²铜浓度影响：碱性蚀刻液的密度太低会加重侧蚀，选用高铜浓度的蚀刻液对减少侧蚀是有利的。一般说铜离子浓度高时蚀刻速率高，因为溶解中有蚀刻能力的铜离子多，加快了蚀刻速度，但时太高时容易造成沉淀，溶液不稳定，生产控制铜浓度采用比重方式，一旦超过范围会自动添加补充液来降低比重。²氯含量（氯化铵）：通过蚀刻再生的化学反应可以看出：[Cu(NH3)2]+的再生需要有过

5、量的NH3和NH4Cl存在。如果溶液中缺乏NH4Cl,而使大量的[Cu(NH3)2]+得不到再生，蚀刻速率就会降低，以至失去蚀刻能力。所以，氯化铵的含量对蚀刻速率影响很大。随着蚀刻的进行，要不断补加氯化铵。但是，溶液中Cl-含量过高会引起抗蚀层被浸蚀。一般蚀刻液中含量在160-220g/L。²PH值影响：起到保持溶液的稳定和抗蚀层不被侵蚀，PH值低时溶液不稳定。PH值过高抗蚀层易被溶解造成侧蚀，使蚀刻后线路变细。²上、下喷淋的压力影响：在蚀刻液控制范围内，要使上、下板蚀刻量保持一致，一定要调整好上、下喷嘴的压力，板面向上的一面由于有积水效应，喷淋压力受阻，溶液在板面上停留时间也较长些，所以通常

6、上压较下压高些，为了检查上、下喷淋和喷嘴是否喷淋均匀，可以找一块1OZ或0.5OZ厚未经电镀的双面覆箔板，放入蚀刻段，调整好一定速度（注意不宜蚀过头否则不好辨认上、下面蚀铜均匀情况）如果上、下面蚀刻压力调整适合两面蚀铜速率将可通过，否则从新调整。同时通过上述测试也可以检查喷嘴是否被堵，如果发现局部蚀刻铜情况不好，可以检查喷嘴或摇摆系统。²蚀刻速度的控制：如果上述控制条件都无异常，在蚀刻生产中主要根据板面铜的厚度来调整蚀刻速度，例如1/2OZ的板料就比1OZ板料速度快许多，另外还要根据板面线路的密度和线细程度同时调整上、下喷嘴压力，对于第一次未能蚀干净的板需进行返工再蚀，要按工艺规定的返工板修理

7、的程序和控制方法操作。通常在实际操作时，应先取几块板进行试验等蚀完后经检查线路合格后方可批量进行生产，否则将会造成成批报废。²BC线的区别：B线的设备为ACS蚀刻机，蚀刻机控制的均匀性主要通过摇摆来实现，由于该摇摆固定位置经常磨损，摇摆幅度经常不足，而且传送轮多，容易挡住部分的蚀刻药水，从而对于制作细线路的蚀刻情况影响大。C线的设备为IS蚀刻机，该机器的喷嘴是固定方向（间距向相反方向），没有摇摆，