蚀刻培训教学内容

蚀刻培训

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司一.概述蚀刻目的是通过化学方法，将不需要的铜箔予以去除，在板材上形成客户所需的电路图形。

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。严格控制蚀刻液的工艺参数,合理选择最佳工艺条件是非常必要的

。

蚀刻液应具备以下技术特征:1.适合各种抗蚀保护层的蚀刻液种类;2.蚀刻速度快,能有效的实现自动控制;3.蚀刻系数要大,侧蚀小;4.蚀刻液能连续运转和再生;5.溶铜量要大,溶液寿命长;6.蚀刻液变化小,稳定性好;7.工艺条件范围宽;8.水洗性好;9.铜回收再利用容易;10.作业环境良好和污水处理容易.

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二.分类、特性、组成与原理

1.三氯化铁蚀刻液

特性:(1)可蚀刻铜、铜合金及铁、锌、铝和铝合金等;(2)适用网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜和金镀层等抗蚀层;(3)工艺稳定,操作方便,成本低,但污染严重,废液处理困难。

组成:三氯化铁,盐酸,氯化铜等

原理:对铜的蚀刻是靠三氯化铁和氯化铜共同完成,主要是三氯化铁;FeCl3+Cu→FeCl2+CuClFeCl3+CuCl→FeCl2+CuCl2CuCl2+Cu→2CuCl

2.酸性氯化铜蚀刻液特性:(1)适用于网印、干膜等抗蚀层的多层板内层,负片外层和单面印制板;(2)蚀刻速率易控制;(3)溶铜量大,易再生和回收。组成:盐酸,氯化铜等3

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司原理:CuCl2+Cu→Cu2Cl2

Cu2Cl2+4Clˉ→2[CuCl3]²ˉ再生途经:(1)氧气再生:2Cu2Cl2+4HCl+O2→4CuCl2+2H2O(2)氯气再生:Cu2Cl2+Cl2→2CuCl2(3)电解再生:在阳极:Cu1+→

Cu²++e

在阴极:Cu1+e→Cu。(4)次氯酸钠再生:Cu2Cl2+2HCl+NaClO→2CuCl2+NaCl+H2O(5)H2O2再生:Cu2Cl2+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O(6)氯酸钠再生:3Cu2Cl2+6HCl+NaClO3→6CuCl2+NaCl+3H2O

3.碱性氯化铜蚀刻液特性:(1)适用于金、铜及铜合金、镍等抗蚀层的印制板;(2)蚀刻速率快、侧蚀小,溶铜能力强,易于控制;(3)可连续再生循环使用,成本低。

组成:CuCl2、NH3

、NH4Cl等

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XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司原理:

CuCl2+4NH3

→Cu(NH3)4Cl2

Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2

→2Cu(NH3)4Cl2+H2O4.其它蚀刻液硫酸-双氧水体系过硫酸盐体系铬酸-硫酸体系

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XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司三.碱性蚀刻生产流程及操作控制参数

1.流程入板→退膜→水洗→干板→检查→蚀刻→新液洗(氨水洗)→水洗→干板→检查→退锡→水洗→干板→下工序

2.操作控制参数蚀刻液温度：45~55℃蚀刻液PH值：8.0~8.8(50℃)蚀刻液比重：1.17~1.121Cu²+：120~150g/l，Cl：170~210g/l喷药水压力：20~40PSI喷水压力：10~30PSI6

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四.控制方法(添加方式)

1.手动操作当比重超过1.19或铜含量超过140g/L时,可除去1/5槽液,并添加子液至液面;

因换液后溶液温度会下降,所以须等溶液循环5-10分钟后才能恢复蚀刻;

长时间不用或抽风太强PH值会降到8.0以下,做板时的锡洁白效果会降低,此时可添加20升左右的氨水恢复PH值及板面的洁白度,氨水添加时宜循环慢加,以免破坏成分比例。

2.自动添加当工作温度达到后,设定比重1.19;

自动添加开始动作时取槽液测试含铜量和比重，了解与设定值之误差；自动添加器必须只有在温度达到后才能启动（铜离子含量一定时,温度不同,比重不同）;

因管路输送的关系，槽液在自动控制器值为140g/L时,槽内的实际含铜量会超过140g/L,通常有±5g/L的误差，要正确掌握.7

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司五.常见问题与解决方法问题原因解决方法

退膜不尽1)药水浓度偏低1)调整浓度到适当范围2)压力、温度不够,行速过快2)及时调整3)喷嘴堵塞3)疏通喷嘴板面氧化1)药水浓度偏高1)调整药水浓度2)温度过高2)调整药水温度蚀铜未净1)机速太快1)适当调整机速2)药水成分不当2)调整药水成分3)铜面受污染3)避免蚀铜前铜面受污染4)喷嘴堵塞4)清洗喷嘴5)温度偏低5)调整温度抗蚀层被浸蚀1)蚀刻液PH过低1)加氨水调整PH2)蚀刻液氯离子过高2)降低氯离子810

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司五.常见问题与解决方法问题原因解决方法

侧蚀大,蚀刻过度1)蚀刻液PH高1)增加铜含量与抽风2)速度太慢2)及时调整机速3)压力过大3)降低压力4)蚀刻液氯离子过高4)用5%氨水调整5)比重太低5)增加铜浓度速度降低1)温度低或加热失灵1)加热升温2)比重高,铜含量大2)添加子液蚀刻液沉淀1)氯-铜比置不对1)调整氯-铜比2)

PH低或漏水，带入水太多2)减低抽风.修理3)比重过高3)添加子液4)缺氧4)加大抽风或鼓风进蚀刻仓5)氯离子过低5)补加氯化铵提升氯离子11

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司六.性能测试1.蚀刻均匀性测试

1)取1PNL24”×18”之2/2OZ含铜基板,两面至少各分为25个方格;2)测各小方格内铜厚H1,并依次作好记录;3)以正常1OZ之蚀板速度,将2/2OZ基板进行蚀刻;4)测蚀刻后各小方块内铜厚H2,并与蚀刻前所测铜厚,相对应作记录;5)以蚀刻前之铜厚H1,减去蚀刻后之铜厚H2,即为蚀刻之铜厚h;6)以蚀刻掉铜厚之最小值Hmin除去蚀刻掉铜厚之最大值Hmax,即为蚀刻之均匀性;

7)计算公式:(最大值—最小值)/2蚀刻均匀性=1– ×100％平均值8)标准蚀刻均匀性不小于90％，上下表面蚀刻量平均值相差＜5um。若上下两面蚀去之铜厚不均,可调整上下喷压,若同一面均匀性差,可调整板面各区压力分布来改变。

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2.蚀刻速率测定

1)取一2/2OZ含铜基板(无钻孔),称重W1(g);2)将板放入蚀刻线,按正常1OZ之生产速度进行蚀刻后,取出洗净,吹干称重W2(g),并记录蚀刻时间t(min);3)计算:(W1-W2)X1000

速率=mil/min2.54X2X长X宽X8.93Xt4)或用铜厚测试仪测蚀刻前后之铜厚(mil)

计算:流失铜厚(mil)

蚀刻速率=

时间(min)

3.蚀刻因子测定方法

1)取一做完电镀铜锡之PCB板,要求该板具有朝向各个方向之线路,并有不同线宽线距(3/3mil至10/10mil)在全板纵横分布;2)将测试板放入蚀刻线,走完蚀刻后出;3)对不同线宽线距之线路作切片分析,如下图H:13

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司4)计算:2HA蚀刻因子E=A-B5)标准:蚀刻因子通常控制在3-5BH4.蚀刻点测试

1)取1/1OZ之含铜基板数片(宽度与机台同宽,基板数量应能使基板覆盖整个蚀刻段);2)将喷压固定,并将速度调整至正常蚀刻之速度;3)将含铜基板逐一放入蚀刻段,板与板之间距须一致,当第一片基板走出蚀刻段后,立即关闭蚀刻之喷淋,待水洗后将蚀刻板逐一按顺序取出;4)将蚀刻板逐一按原蚀刻放置顺序摆放好,观察经由喷洒所造成之残铜是否形成均匀之波峰波谷;5)观察残铜之波峰是否落于蚀刻段长度之70-80%内,若在此范围内,则表示蚀刻点正常,蚀刻速度合适,若不在此范围内则需调整速度,使蚀刻点落于蚀刻段长70-80%范围内。14

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司七.分析方法

1.铜含量

药剂：

-MX指示剂

-0.1MEDTA溶液步骤：

1）抽取1ml的槽液，置于250ml锥形瓶中。

2）加入20-100ml纯水。

3）加入约0.02g的MX指示剂。

4）以0.1MEDTA滴定，当颜色由绿色再转为蓝色或紫色时点即为终点。

5)计算：铜含量g/L=滴定液体积ml×0.2×31.8

2.氯离子含量：药剂：

-0.1AgNO3（硝酸银）标准液

-10%Na2Cr2O7（重铬酸钠）指示剂-2%冰醋酸15

XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司步骤：

1）抽取5ml工作液至100ml量瓶中，并以纯水稀释至标准位置。

2）抽取5ml上项之稀释液于250ml锥形瓶中。

3）加入20-50ml的纯水

4）加入约0.35ml（7滴）10%Na2Cr2O7。

5）加入约适量2%冰醋酸：子液约需4—5ml，颜色由青绿变金黄。槽液约需10—12ml，颜色由混浊变澄清黄色。6）以0.1NAgNO3缓慢滴至由白色沉淀至散开颗粒状、稍米黄色沉淀为终点。7)计算：氯离子g/L=AgNO3滴ml数×14.2

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XUDONG深圳市新日东升电子材料有限公司八.生产注意事项1.严格控制退膜液的浓度,以保证干膜以合适的速度和大小退去,且不易堵塞喷嘴；

2.退膜后水洗压力应大于1