ETCH(PCB蚀刻培训教材).ppt

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1、蚀刻培训教材目录前言基础部分：蚀刻目的蚀刻反应基本原理蚀刻工艺流程及原理名词解释设备技术提升部分：生产线简介生产线维护生产注意事项影响蚀刻速率因素分析蚀刻能力提高工序潜力与展望生产安全与环境保护前言随着PCB工业的发展,各种导线之阻抗要求也越来越高，这必然要求导线的宽度控制更加严格。为了使荣信公司的工程管理人员，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了解，故撰写此份培训教材，以期有助于生产管理与监控，从面提高我司的产品品质。(本教材以设备为基础对蚀刻工艺进行讲解)基础部分蚀刻的目的蚀刻的目的即是将前工序所做出有图形的线路板上的未受保护的非导体部分铜蚀刻去，形成线路

2、。蚀刻有内层蚀刻和外层蚀刻，内层采用酸性蚀刻，湿膜或干膜为抗蚀剂；外层采用碱性蚀刻，锡铅为抗蚀剂。蚀刻反应基本原理一.酸性氯化铜蚀刻液1.特性－蚀刻速度容易控制，蚀刻液在稳定状态下能达到高的蚀刻质量－蚀铜量大－蚀刻液易再生和回收2.主要反应原理蚀刻过程中，CU2+有氧化性，将板面铜氧化成CU+：Cu+CuCl2→2CuCl生成的CuCl不溶于水，在过量的氯离子存在下，生成可溶性的络离子：2CuCl＋4Cl-→2[CuCl3]2-随着反应的进行，CU+越来越多，蚀铜能力下降，需对蚀刻液再生，使CU+变成CU2+。再生的方法有以下几种:通氧气或压缩空气再生（反应速率低)，氯气再生

3、(反应快，但有毒)，电解再生（可直接回收铜，但需电解再生的设备和较高的电能消耗），次氯酸钠再生（成本高，本身较危险），双氧水再生（反应速率快，易控制).反应：2CuCl+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O自动控制添加系统：通过控制蚀刻速度，双氧水和盐酸的添加比例，比重和液位，温度等项目，达到自动连续生产。我司采用此种再生方法。二.碱性氨类蚀刻液1.特性－不与锡铅发生任何反应－易再生，成本低，易回收－蚀铜速度快，侧蚀小，溶铜能力高，蚀刻速率易控制2.主要反应原理Cu+Cu(NH3)4Cl2→2Cu(NH3)2Cl4Cu(NH3)2Cl+4NH3H2O+4NH4Cl+O2

4、→4Cu(NH3)4Cl2+6H2O以上两反应重复进行,因此需要有良好抽气,使喷淋形成负压,使空气中的氧气与药液充分混合,从而利于蚀刻反应进行。注意抽气不可过大,否则造成氨水消耗量的增大.二价铜离子在碱性环境下极易生成氢氧化铜沉淀，需加入过量的氨水，使之生成稳定的氨铜错离子团；过量的氨使反应生成的不稳定Cu(NH3)2Cl再生成稳定的具有氧化性的Cu(NH3)4Cl2，使反应不断的进行。生产过程中自动控制通过监测PH值，比重，进行补加氨水和新液，而达到连续生产的目的。蚀刻工艺流程及原理一.酸性氯化铜蚀刻1.工艺流程显影蚀刻褪膜显影缸1蚀刻1蚀刻2水水水洗洗洗123褪褪膜膜12

5、水水水烘收洗洗洗干板123显影缸2水水水洗洗洗123放板2.工艺原理—显影定义：利用碳酸钠的弱碱性将干膜上未经紫外线辐射的部分用碳酸钠溶液溶解，已经紫外线辐射而发生聚合反应的部分保留。原理：CO3-2+ResistCOOHHCO3-+ResistCOO-CO3-2主要为Na2CO3或K2CO3ResistTOOH为干膜及油墨中反应官能基团利用CO3-2与阻剂中羧基（COOH）进行酸碱中和反应，形成COO-和HCO3-，使阻剂形成阴离子团而剥离。－蚀刻定义：将溶解了干膜（湿膜）而露出的铜面用酸性氯化铜溶解腐蚀，此过程叫蚀刻。影响因素：主要是溶液中Cl-、Cu+的含量，溶液的温度

6、及Cu2+的浓度等。－褪膜药水：NaOH3+/-0.5%除泡剂0.1～0.2％定义：将线路上的保护膜去掉，露出已加工好的线路。影响褪膜效果因素：褪膜温度及速度，药水浓度注意：褪膜温度低，速度慢，药水浓度低，会导致褪膜不净；药水浓度高，会导致板面氧化。褪膜段喷嘴要及时清洗，防止碎片堵塞喷嘴，影响褪膜质量二.碱性蚀刻1.工艺流程褪膜蚀刻新液洗（整孔）褪锡注：整孔工序仅适用于沉金制板2.工艺原理－褪膜定义：用褪菲林液将线路板面上盖住的菲林褪去,露出未经线路加工的铜面.经电镀工序后的干膜在碱性褪膜液下溶解或部分成片状脱落,我司使用的是3%0.5%氢氧化钠溶液.为维持药液的效果,需注

7、意过滤的效果,及时过滤去片状的干膜碎,防止堵塞喷嘴.注：内外层褪膜段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，铜厚和锡厚之和通常超过1.5mil，需控制图形电镀电流参数防止夹膜，同时控制褪膜速度以防褪膜不净而短路。－蚀刻定义:用蚀板液将多余的底铜蚀去剩下已加厚的线路。控制：随着反应不断进行,药液中氨水不断降低,铜离子不断增加,为保持蚀铜速度,必需维持药水的稳定.我司通过PH计,比重计控制氨水和新液的自动添加,当PH值低时添加氨水;当比重高时添加新液.为使之蚀铜反应进行更为迅速，蚀