蝕刻液分類及工藝流程

1、蝕刻液分類及工藝流程一、目前PCB業(yè)界使用的蝕刻液類型有六種類型：酸性氯化銅堿性氯化銅 氯化鐵 過(guò)硫酸銨 硫酸/鉻酸 硫酸/雙氧水蝕刻液前三種常用。二、各種蝕刻液特點(diǎn)酸性氯化銅蝕刻液1) 蝕刻機(jī)理：Cu+CuCI2 Cu2CI2Cu2CI2+4CI- 2(CuCI3)2-2) 影響蝕刻速率的因素：影響蝕刻速率的主要因素是溶液中 CI-、Cu+、Cu2+ 的含量及蝕刻液的溫度等。a、CI-含量的影響：溶液中氯離子濃度與蝕刻速率有著密切的關(guān)系，當(dāng)鹽酸濃度升高時(shí)，蝕刻時(shí)間減少。在含有6N的HCI溶液中蝕刻時(shí)間至少是在水溶 液里的1/3，并且能夠提高溶銅量。但是，鹽酸濃度不可超過(guò) 6N，高于6N鹽酸

2、的揮發(fā)量大且對(duì)設(shè)備腐蝕，并且隨著酸濃度的增加，氯化銅的溶解度迅速降低。 添加CI-可以提高蝕刻速率，原因是：在氯化銅溶液中發(fā)生銅的蝕刻反應(yīng)時(shí)，生 成的Cu2CI2不易溶于水，則在銅的表面形成一層氯化亞銅膜，這種膜能夠阻止 反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。過(guò)量的CI-能與Cu2CI2絡(luò)合形成可溶性的絡(luò)離子(CuCI3)2-， 從銅表面上溶解下來(lái)，從而提高了蝕刻速率。b、Cu+含量的影響：根據(jù)蝕刻反應(yīng)機(jī)理，隨著銅的蝕刻就會(huì)形成一價(jià)銅離子。較微量的Cu+就會(huì)顯著的降低蝕刻速率。所以在蝕刻操作中要保持Cu+的含量在一個(gè)低的范圍內(nèi)。c、Cu2+含量的影響：溶液中的Cu2+含量對(duì)蝕刻速率有一定的影響。一般 情況下，溶液

3、中Cu2+濃度低于2mol/L時(shí)，蝕刻速率較低；在2mol/L時(shí)速率較 高。隨著蝕刻反應(yīng)的不斷進(jìn)行，蝕刻液中銅的含量會(huì)逐漸增加。當(dāng)銅含量增加到 一定濃度時(shí)，蝕刻速率就會(huì)下降。為了保持蝕刻液具有恒定的蝕刻速率， 必須把 溶液中的含銅量控制在一定的范圍內(nèi)。d、溫度對(duì)蝕刻速率的影響：隨著溫度的升高，蝕刻速率加快，但是溫度也 不宜過(guò)高，一般控制在4555 C范圍內(nèi)。溫度太高會(huì)引起 HCI過(guò)多地?fù)]發(fā)，造 成溶液組分比例失調(diào)。另外，如果蝕刻液溫度過(guò)高，某些抗蝕層會(huì)被損壞。堿性氯化銅蝕刻液1) 蝕刻機(jī)理： CuCI2+4NH4Cu(NH3)4CI2Cu(NH3)4CI2+Cu2Cu(NH3)2CI2) 影響

4、蝕刻速率的因素：蝕刻液中的 Cu2+濃度、pH值、氯化銨濃度以及 蝕刻液的溫度對(duì)蝕刻速率均有影響。a、Cu2+離子濃度的影響：Cu2+是氧化劑，所以Cu2+的濃度是影響蝕刻速率的主要因素。研究銅濃度與蝕刻速率的關(guān)系表明：在082g/L時(shí)，蝕刻時(shí)間長(zhǎng)；在82120g/L時(shí)，蝕刻速率較低，且溶液控制困難；在 135165g/L時(shí)，蝕 刻速率高且溶液穩(wěn)定；在165225g/L時(shí)，溶液不穩(wěn)定，趨向于產(chǎn)生沉淀。b、溶液pH值的影響：蝕刻液的pH值應(yīng)保持在8.08.8之間，當(dāng)pH值降 到8.0以下時(shí)，一方面對(duì)金屬抗蝕層不利；另一方面，蝕刻液中的銅不能被完全 絡(luò)合成銅氨絡(luò)離子，溶液要出現(xiàn)沉淀，并在槽底形成泥

5、狀沉淀，這些泥狀沉淀能在加熱器上結(jié)成硬皮，可能損壞加熱器，還會(huì)堵塞泵和噴嘴，給蝕刻造成困難。 如果溶液 pH 值過(guò)高，蝕刻液中氨過(guò)飽和， 游離氨釋放到大氣中， 導(dǎo)致環(huán)境污染； 同時(shí)，溶液的 pH 值增大也會(huì)增大側(cè)蝕的程度，從而影響蝕刻的精度。c、氯化銨含量的影響：通過(guò)蝕刻再生的化學(xué)反應(yīng)可以看出：Cu(NH3)2+的再生需要有過(guò)量的 NH3 和 NH4Cl 存在，如果溶液中缺乏 NH4Cl ，大量的 Cu(NH3)2+ 得不到再生，蝕刻速率就會(huì)降低，以致失去蝕刻能力。所以，氯化 銨的含量對(duì)蝕刻速率影響很大。隨著蝕刻的進(jìn)行，要不斷補(bǔ)加氯化銨。d 、溫度的影響：蝕刻速率與溫度有很大關(guān)系，蝕刻速率隨著

6、溫度的升高而 加快。蝕刻液溫度低于40 C,蝕刻速率很慢，而蝕刻速率過(guò)慢會(huì)增大側(cè)蝕量， 影響蝕刻質(zhì)量；溫度高于60°C,蝕刻速率明顯增大，但NH3的揮發(fā)量也大大增 加，導(dǎo)致污染環(huán)境并使蝕刻液中化學(xué)組分比例失調(diào)。 故溫度一般控制在4555 C 為宜。氯化鐵蝕刻液1) 蝕刻機(jī)理：FeCI3+Cu FeCI2+CuCIFeCI3+CuCI FeCI2+CuCI2CuCI2+Cu 2 CuCI2) 影響蝕刻速率的因素：a、Fe3+濃度的影響：Fe3+的濃度對(duì)蝕刻速率有很大的影響。蝕刻液中Fe3+ 濃度逐漸增加， 對(duì)銅的蝕刻速率相應(yīng)加快。 當(dāng)所含超過(guò)某一濃度時(shí)， 由于溶液粘 度增加，蝕刻速率反

7、而有所降低。b、蝕刻液溫度的影響：蝕刻液溫度越高，蝕刻速率越快，溫度的選擇應(yīng)以 不損壞抗蝕層為原則，一般在 4050 C為宜。c、 鹽酸添加量的影響：在蝕刻液中加入鹽酸，可以抑制FeCI3水解，并可 提高蝕刻速率，尤其是當(dāng)溶銅量達(dá)到 37.4g/L 后，鹽酸的作用更明顯。但是鹽酸 的添加量要適當(dāng)，酸度太高，會(huì)導(dǎo)致液態(tài)光致抗蝕劑涂層的破壞。d、蝕刻液的攪拌：靜止蝕刻的效率和質(zhì)量都是很差的，原因是在蝕刻過(guò)程 中在板面和溶液里會(huì)有沉淀生成， 而使溶液呈暗綠色， 這些沉淀會(huì)影響進(jìn)一步的 蝕刻。過(guò)硫酸銨蝕刻液蝕刻機(jī)理： Cu+(NH4)2S2O8 CuSO4+(NH4)2SO4Cu+(O) +Ag+ S

8、2O82- 2SO42-+(NH4)2S2O8+H2OH2SO4+(NH4)2SO4+(O)H2SO4CuSO4+H2O若添加銀作為催化劑，Ag3+Ag3+Cu Cu2+ Ag+硫酸 / 鉻酸蝕刻液蝕刻機(jī)理： CrO3+H2OH 2CrO42H2CrO4+3CuCr2O3+3CuO+2H2OCr2O3+3CuO+6H2SO4 Cr2(SO4)3+3CuSO4+6H2O總反應(yīng)式為：2CrO3+3Cu+6H2SO4 Cr2(SO4)3+3CuSO4+6H2OCuO+H2SO4H2O+CuSO4硫酸 / 雙氧水蝕刻液蝕刻機(jī)理： H2O2H2O+(O)Cu+(O) CuO總反應(yīng)式為： Cu+H2O2+H2SO42H2O+CuSO4蝕刻工藝流程應(yīng)用酸性蝕刻液進(jìn)行蝕刻的典型工藝流程如下：印制正圖像的印制板T檢查修版一堿性清洗（可選擇）一水洗一表面微蝕刻 （可選擇）水洗檢查酸性蝕刻水洗酸性清洗例如5%- 10%HO水洗一吹干一檢查一去膜T 再生單面板和減成法及內(nèi)層芯板蝕刻大多