-PCB碱性蚀刻液

1、培训课题：PCB碱性蚀刻液讲 师：培训时间：蚀刻 印制电路板（PCB）加工的典型工艺采用“图形电镀法”。即先在板子外层需保留的铜箔部分上（是电路的图形部分）预镀一层铅锡抗蚀层，然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉，称为蚀刻。 PCB蚀刻分为碱性和酸性两种，一为盐酸双氧水体系（酸性）；二为氯化铵氨水体系（碱性）。 本PPT主要针对碱性蚀刻液进行讲解。蚀刻液原理 在蚀刻过程中，板面上的铜被Cu(NH3)42+络离子氧化，其蚀刻反应如下： Cu(NH3)4Cl2Cu 2Cu(NH3)2Cl 所生成的Cu(NH3)21+为Cu1+的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量NH3和Cl-的情况下，能很快地被空气中的

2、O2所氧化，生成具有蚀刻能力的Cu(NH3)42+络离子。 蚀刻液再生原理碱性蚀刻液再生反应：碱性蚀刻液再生反应：2Cu(NH3)2Cl2NH4Cl2NH31/2 O2 2Cu(NH3)4Cl2H2O 从上述反应可看出，每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化铵。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补加氨水和氯化铵，因而蚀刻槽工作液（也叫母液）会不断增加。由于所生成的Cu(NH3)21+为Cu1+的络离子，不具有蚀刻能力，所以必须排除部分母液，增加新的子液（子液不含铜离子）来满足蚀刻要求。CuCl22H2O 100150g/l NH4Cl 100g/l NH3H2O 670700m

3、l/12配制后溶液PH值在9.6左右碱性蚀刻液各组分作用国内目前大多采用下列配方溶液中各组份的作用：NH3*H2O的作用是作为络合剂，使铜保持在溶液里。NH4Cl的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳 定性。(NH4)3PO4的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁。碱性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程镀覆金属抗蚀层的印制板(金、镍、锡铅、锡、锡镍等镀层)去膜水洗吹干检查修板碱性蚀刻用不含Cu2+的补加液二次蚀刻水洗检查浸亮(可选择)水洗吹干影响蚀刻速率的因素 蚀刻速率因素Cu2+的浓度氯化铵浓度PH值蚀刻液的温度影响蚀刻速率的因素 1.Cu2+浓度的影响 因为Cu2+是氧化剂，所以Cu2+的浓度是影

4、响蚀刻速率的主要因素。研究铜浓度与蚀刻速率的关系表明：在011盎司/加仑时，蚀刻时间长；在1116盎司/加仑时，蚀刻速率较低，且溶液控制困难；在1822盎司/加仑时，蚀刻速率高且溶液稳定；在2230盎司/加仑时，溶液不稳定，趋向于产生沉淀。注：1加仑（美制）=3.785升 1盎司=28.35克 1盎司/加仑 =28.35/3.785=7.5G/1影响蚀刻速率的因素 2.氯化铵含量的影响 通过蚀刻再生的化学反应可以看出:Cu(NH3)21+的再生需要有过量的NH3和NH4Cl存在。如果溶液中缺乏NH4Cl,而使大量的Cu(NH3)21+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

5、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NH4Cl含量在180g/l左右。影响蚀刻速率的因素 3.溶液PH值的影响 蚀刻液的PH值应保持在8.08.8之间。当PH值降到8.0以下时，一方面是对金属抗蚀层不利。另一方面，蚀刻液中的铜不能被完全络合成铜氨络离子，溶液要出现沉淀，并在槽底形成泥状沉淀。这些泥状沉淀能在加热器上结成硬皮，可能损坏加热器，还会堵塞泵和喷嘴，给蚀刻造成困难，如果溶液PH值过高，蚀刻液中氨过饱和，游离氨释放到大气中，导致环境污染。另一方面，溶液的PH值增大也会增大侧蚀的程度，而影响蚀刻的精度。影响蚀

6、刻速率的因素 4.温度的影响 蚀刻速率与温度有很大关系，蚀刻速率随着温度的升高而加快。蚀刻液温度低于40，蚀刻速率很慢，而蚀刻速率过慢会增大侧蚀量，影响蚀刻质量。温度高于60，蚀刻速率明显增大。但NH3的挥发量也大大增加，导致污染环境并使蚀刻液中化学组份比例失调。故一般应控制在4555为宜。自动控制调整 随着蚀刻的进行，蚀刻液中铜含量不断增加，比重逐渐升高，当蚀刻液中铜浓度达到一定高度时就要即使调整。在自动控制补加装置中，是利用比重控制器控制蚀刻液的比重。当比重升高时，带动比重控制器浮球上升，当比重达到某一程度时启动自动添加系统，子液添加到工作液中，自动排放比重过高的溶液，并添加新的补加液，比重降低而带动浮球下降，到某一程度时添加系统即自动关闭，使蚀刻液的比重调整到允许的范围。补加液要事先配制好，放入补加桶内，使补加桶的液面保持在一定的高度。蚀刻过程中常出现的问题蚀刻速率降低蚀刻速率降低 这个问题与许多因素有关。要检查蚀刻条件，例如：温度、喷淋压力、溶液比重、PH