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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
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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)
二.碱性蚀刻
1.工艺流程
褪膜
蚀刻
新液洗
褪锡
（整孔） 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,需注意过滤的效果,及时过滤去片
一.酸性氯化铜蚀刻
1.工艺流程
显影
蚀刻
褪膜
放显
显
水水 水
板
影 缸
影 缸
洗洗 洗 12 3
1
2
蚀 刻
1
蚀 刻
2
水水 水 洗洗 洗
12 3
褪褪 膜膜
12
水水 水 烘 收 洗洗 洗 干 板
12 3
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。
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
为使之蚀铜反应进行更为迅速，蚀液中多加有助剂， 例如：
a. 加速剂( Accelerator) 可促使上述氧化反应更为快速， 并防止亚铜错离子的沉淀。
b. 护岸剂(Banking agent) 减少侧蚀。 c. 压抑剂(Suppressor )抑制氨在高温下的飞散，抑制铜
的沉淀加速蚀铜的氧化反应。
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.
水池效应
在蚀刻过程中，线路板水平通过蚀刻机时， 因重力作用在板上面新鲜药液被积水阻挠,无 法有效和铜面反应，称之水池效应。而下面 则无此现象。
蚀刻因子
蚀刻液在蚀刻过程中，不仅向下而且对左右各 方向都产生蚀刻作用，侧蚀是不可避免的。侧蚀宽 度与蚀刻深度之比称之为蚀刻因子。
－新液洗 使用不含有铜离子的NH3.H2O, NH4Cl溶液清除板面
残留的药液以及反应生成物Cu(NH3)2Cl ,其极不稳定， 易生成沉淀。
－整孔
除去非镀通孔中的在沉铜工序所吸附上去的钯离子, 以防在沉金工序沉上金.
－褪锡
使用含铜保护剂的主要成分为硝酸的药液，褪去线 路上的锡铅层,露出线路
名词解释
－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(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).
速率易控制
2.主要反应原理
Cu+Cu(NH3)4Cl2 → 2Cu(NH3)2Cl
4Cu(NH3)2Cl + 4NH3H2O + 4NH4Cl + O2 →
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.
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。
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
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 的温度及Cu2+的浓度等。
－褪膜 药水：NaOH 3+/-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
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
原理：
CO3-2 + Resist COOH HCO3- + Resist COOCO3-2 主要为Na2CO3 或K2CO3 Resist TOOH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H CO3- ，使阻剂形成阴离子团而剥离。
－蚀刻