碱性蚀刻线产能倍增方法的研究和实施

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PCB碱性蚀刻常见问题原因及解决方法

P C B碱性蚀刻常见问题原因及解决方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March碱性蚀刻常见问题原因及解决方法1.问题：印制电路中蚀刻速率降低； ....................................................... 错误!未定义书签。

2.问题：印制电路中蚀刻液出现沉淀 ....................................................... 错误!未定义书签。

3.问题：印制电路中金属抗蚀镀层被浸蚀 ............................................... 错误!未定义书签。

4.问题：印制电路中铜表面发黑，蚀刻不动 ........................................... 错误!未定义书签。

5.问题：印制电路中基板表面有残铜 ....................................................... 错误!未定义书签。

6.问题：印制电路中基板两面蚀刻效果差异明显 ................................... 错误!未定义书签。

7.问题：印制电路中板面蚀刻不均使部分还有留有残铜 ....................... 错误!未定义书签。

8.问题：印制电路中蚀刻后发现导线严重的侧蚀 ................................... 错误!未定义书签。

9.问题：印制电路中输送带上前进的基板呈现斜走现象 ....................... 错误!未定义书签。

10.问题：印制电路中板面线路蚀铜未彻底，部分边缘留有残铜 ....... 错误!未定义书签。

11.问题：印制电路中板两面蚀刻效果不同步 ....................................... 错误!未定义书签。

碱性蚀刻子液在线路板蚀刻过程中提高蚀刻均匀性的研究

碱性蚀刻子液在线路板蚀刻过程中提高蚀刻均匀性的研究[摘要]蚀刻线路板期间，通过用蚀刻子液补充配合自动化添加装置来代替固体氯化传统铵补充的工艺，对线路板所在表面蚀刻实际均匀性的提升可起到促进作用，并促进线路板整体生产工艺能力的提高。

[关键词]碱性；子液；线路板；蚀刻；均匀性；前言：碱性蚀刻，属于印制的线路板实际生产加工全过程当中的关键步骤或者内容，指借助化学药水有效作用之下，刻掉覆铜板上并不需要的所有铜蚀，保留需保留的部分铜，以形成线路。

蚀刻操作工序常由蚀刻机与蚀刻液配合完成。

该蚀刻操作工序，在印制的线路板总体生产进程中往往至关重要，蚀刻操作工序做得好坏与否，将对印制的电路板总体性能及质量产生直接影响。

伴随着近几年电子产品逐渐小型化发展，对线路板实际制作精度逐渐从原有线宽与间距0.2mm，持续提高到0.1mm。

缩小线宽与间距，对线路板布线的密集度可产生提升作用，对于固体传统氯化铵与氨水的蚀刻液整个体系有着较高要求。

线路板传统蚀刻，主要是用固体的氯化铵于氨水，补充添加蚀刻液。

在蚀刻的速率呈下降趋势时，一定量的氨水、氯化铵便会补加到蚀刻机所在储液槽内，经循环溶解之后便可实现继续应用。

该种方法存在着较高药液浓度，较大密度波动及不稳定的蚀刻速率等特征。

本次课题研究的根本意图在于，选用石油化工的设计研究院所研制添加抗侧蚀剂、氧化剂、稳定剂、液体蚀刻的补充子液，借助密度的控制系统，来自动添加药液，把实际密度控制1.170-1.190范围，处于狭窄工艺的窗口当中，促使碱性蚀刻实际均匀性能够有所提升，并逐步提高蚀刻的精度，达到连续生产这一目的，望此次课题研究所得出的结论能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

1、实验研究1.1实验仪器设备选用德国所生产SCHMID型号碱性的蚀刻机；德国的菲希尔所生产MPOＲ型号涂层的测厚仪；SGO-3230型号正置金相的显微镜；HK-43高速碱性的蚀刻子液、40%氨水、生益科技所生产双面的覆铜板（铜厚为70μm）、蚀刻母液；各项工艺参数设置情况如下：蚀刻机实际运转速度设定为3.0m/min、下喷设定为25Psi。

2014宇宙碱性蚀刻机蚀刻能力测试报告

2.试验流程：不同基铜板----板电镀----D/F----图电铜锡----碱性蚀刻----做切片测量试验板上喷、下喷线宽及铜厚----数据整理
三、试验测量数据结果分析：
1.数据见附件：
2.数据分析小结：
底铜厚
蚀刻最小线宽能力
蚀刻最小线距
蚀刻因子
备注
1/3OZ
能蚀刻最小线宽为3MIL,
能蚀刻最小线距为2.4MIL,
最小为2.01，最大为8.6，大多数线宽蚀刻因子在2-6之间，蚀刻因子处于较好的状态。
参考补偿值为1.3MIL-1.4，保证生产最小线宽合格，实际以生产试样板蚀刻测量线宽合格为准。
H/HOZ
能蚀刻最小线宽为3MIL,
能蚀刻最小线距为2.4MIL,
最小为2.5，最大为6.3，大多数线宽蚀刻因子在3-5之间，蚀刻因子处于非常好最佳的状态。
2.我司新安装的宇宙碱性蚀刻机的最小线宽、线距的蚀刻能力为3MIL/2.4MIL,完全能够满足我司生产需求。
3.碱性蚀刻机通过做蚀刻因子1/3OZ和H/HOZ的测试板，蚀刻因子能够达到最小2以上，能够满足生产品质需求。
3.底铜越厚蚀刻因子越小。
4.从数据线宽来看，参考补偿值为1.7MIL
，实际以生产以试样板蚀刻测量合格为准。
备注：此试验为蚀刻能力测试，以实验切片为分析角度。实际生产线宽、线距小的型号板良率状据蚀刻能力试验测试数据可得出结论：
1.我司新安装的宇宙碱性蚀刻机的蚀刻能力具备后续生产高难度板的能力。
报告者
邓加林
审核
核准
报告内容：
一、背景、目的:
因4月份我司新安装一条宇宙碱性蚀刻线，测试评估宇宙蚀刻机蚀刻能力能否满足我司的生产需求。
二、试验方法及过程：

碱性蚀刻线产能倍增方法的研究和实施

碱性蚀刻线产能倍增方法的研究和实施刘东;罗红军;朱拓【摘要】It’s the top important thing of how to reduce the manufacturing cost of the PCB as the labor and material cost are increasing. In this article, we take capacity increasing of the alkaline etching line as the sample, which seeking some way to reduce the ifxed costs from multi-angle such as raw material optimizing, equipment optimizing, parameter optimizing, process optimizing. The fixed costs include in labor cost, water consuming, e-power consuming, rent, and so on. By these ways, we increase the output of the alkaline etching line two times;as a result, the running cost decrease greatly.%随着人工、物料等各方面成本的不断攀升，如何降低印制电路板的制造成本升级成为各工厂的头等大事。

本文以碱性蚀刻线的产能提升为例，从原料、设备、参数、流程等方面的优化出发，寻求提高产量，降低人工、水、电、房租等固定成本分摊的方法，经过实施优化措施，使得碱性蚀刻线的产能提升一倍左右，综合运作成本大幅下降。

【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P231-236)【关键词】产能;成本;碱性蚀刻【作者】刘东;罗红军;朱拓【作者单位】深圳崇达多层线路板有限公司，广东深圳 518132;深圳崇达多层线路板有限公司，广东深圳 518132;深圳崇达多层线路板有限公司，广东深圳518132【正文语种】中文【中图分类】TN41根据国家发展规划，工资每五年翻番，每年的工资涨幅会在10%～15%之间，从工资占销售收入10%计算，当工资翻番后，会达到20%的水平，如果不进行改革和提升，对于一些只有几个点的利润的工厂来说，将会面临亏损乃至破产的境地。

碱性蚀刻液循环再生系统

套
项
36
钛板组件
1050×660mm
组
37
阴极片组件
1065×714mm
组
3
40
抽风管道工程废气处理塔组件
项 2440×1380×1200 组
41
电气及管道工程
项
42
电控组件
1200×800×400 组
43
电控系统
配电组件
800×600×400
组
44
50
储存设备
电气工程大型存储系统
项
PT-10000L
套
51
中型存储系统
PT-6000L
套
1 1
1
1
32000
1
1
1
1
28000
1
1
1
1
1
31000
1
1
1
1
5
115
5
5 102000
4
10 4 1 5 1 1
60
300000
55
11000
1
1 12000
1
1 1
1
23000
1
4
57000
2
以客为尊、实现9双913赢！
五、设备清单、造价（100 吨/月废液处理规模）
序号成品名称
1
2
铜
3
分
解
4
系
统
5
6
7
半成品名称
规格
单位单套数量金额
废液中转缸组件
1490×600×650 组
1
3500
再生中转缸组件
1810×1105×650 组

碱性蚀刻线常见问题

碱性蚀刻线常见问题与对策1、蚀刻速度降低温度低或加热器损坏增加温度比重过高（铜含量高）添加子液比重过低（铜含量低）添加废液可能冷却管漏水修理氯离子过低添加蚀刻盐氧气不够增加抽风量2、蚀刻不均匀a：上下面不均匀喷嘴阻塞检查喷管（嘴）喷管管位方向不对调整位置与角度滚轮重叠调整喷管流量不准调整每只喷管喷压喷管破裂常发生在摆动接头处蚀刻槽液面太低，Pump空转补充蚀刻液b：同板面上局部不均匀去膜未彻底底片不良导至干膜制程不良产生干膜残渣压膜前板面清洁不够镀铜厚度不均去膜液碱性太强，溶锡电镀渗锡3、沉淀氯铜比率不对调整氯铜比PH低或冷却管漏水减低抽风，添加氨水，修理冷水管各组分浓度过高调整各组分浓度，添加子液空气供给不足加大抽风4. 侧蚀大,蚀刻过度PH高增加铜含量与抽风速度太慢速度、蚀刻板铜厚度、药液参数关系压力过大降低压力氯离子过高加水或氨水喷管或喷嘴角度不对更换喷嘴，调整喷嘴角度阻剂破损或浮起5.蚀铜不足走板速度太快降低走板速度，蚀刻板铜厚度与速度关系PH太低添加氨水比重太高添加子液温度太低加热器损坏或沉淀喷压不足6.板子在蚀刻机内行径不直不正装机未在水平状态检查水平喷管喷压集中单边输送齿轮破损使输送杆停用输送杆变形上下喷压不均匀下压太大时，轻的板子会举起7.蚀铜机结晶太多PH值太低子液用完或管路堵塞自动加药系统故障或不准，抽风太强气温过低温度回升后自然溶解8.阻剂剥落PH太高了解油墨，干膜或UV的抗碱度温度太高温度控制系统故障；校正温度；检查蚀刻槽液循环系统是否正常。

利用碱性蚀刻废液制备纳米铜导电浆料的研究

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广东成德电路股份有限公司
另外一个造成电阻变大的原因是在固化过程中有一小部分的铜粉在高温的作用下与空气中的氧生成氧化铜或氧化亚铜所致。
表1.体积导电率序号长度/cm 宽度/cm 厚度/cm
1
9.05
1.48
0.051
2
8.00
1.50
0.043
3
7.80
1.40
0.050
4
7.48
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前言
在印制电路板制造过程中，碱性蚀刻是一个重要的工序。工艺上，随着蚀刻的不断进行，蚀刻液中的铜离子浓度不断升高，当铜离子浓度达到一定浓度，将会影响蚀刻的效果。一般的电路板厂均通过自动添加的方式将碱性蚀刻废液排放到废液处理池中，交给专业的环保回收公司进行资源循环利用。碱性蚀刻液的主要成分是铜氨络合物、氯化铵及氨水，铜的质量浓度可达120-180g/L。
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结论
利用碱性蚀刻废液通过液相法制备出来的铜粉颗粒尺寸分布在 100nm以内，纯度较高，其形貌基本是球形状；
将其分散到聚氨基甲酸酯以及浆料助剂中形成的纳米铜导电浆料，方法是可行的；
制备出来的导电线路体积电阻率最低可以到达18.35×10-3Ω •cm；目前，该制备方法仅限于实验室制作，批量制作工艺仍在摸索中。
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目前，对于碱性蚀刻液中铜的处理大致可以分三大类方法：化学沉淀法、萃取电沉积、直接电沉积等三种。然而这些方法存在一些不足之处： ①化学沉淀法碱的消耗量比较大而且所得到产物附加值不高，经济效益低。 ②萃取电沉积法工艺比较复杂，耗电能比较大，而且电沉积以后的废液也达不到排放的标准。 ③直接电沉积法耗能比较大的，回收率不高，工序复杂。

碱性蚀刻经验谈

碱性蚀刻经验谈(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--碱性蚀刻经验谈一、蚀刻液的种类：本人使用过的蚀刻液有：酸性氯化铜蚀刻液、碱性氯化铜蚀刻液、三氯化铁蚀刻液三种，其中三氯化铁蚀刻液在电路板行业已经没有人再用，仅用于部分金属（如不锈钢）蚀刻。

电路板行业大量使用含氨的碱性氯化铜蚀刻液，由于需要添加氨水或充氨气，在碱性条件下使用，一般称为碱性蚀刻液。

这种蚀刻液具有蚀刻速度快、侧蚀小、溶铜量高、循环使用成本低、适应性广、可自动控制等优点。

国内电路板行业仅部分单面板，多层板的内层，柔性电路板有用到其它类型的蚀刻液。

二、碱性氯化铜蚀刻液的组成和原理碱性氯化铜蚀刻液包括以下组分：1、铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+——蚀刻的主要作用成分，由母液提供，以Cu 含量或密度形式体现；2、游离氨NH3——参与蚀刻反应，由氨水补充，以PH值体现；3、氯离子Cl-——活化剂，由氯化铵补充；4、铵离子NH4+——PH稳定剂及氨补充剂，由氯化铵补充；5、添加剂——促进蚀刻反应产物[Cu(NH3)2]+转化为具有蚀刻作用的[Cu(NH3)4]2+。

通常，由氨水+氯化铵+添加剂组成补充液。

蚀刻反应机理： [Cu(NH3)4]2++Cu→2[Cu(NH3)2]+所生成的[Cu(NH3)2]+为Cu+的络离子，不具有蚀刻能力。

在有过量NH3和Cl-，在起催化作用的添加剂的作用下，能很快地被空气中的O2所氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子。

其再生反应如下：2[Cu(NH3)2]+＋2NH4+＋2NH3＋ O2 = 2[Cu(NH3)4]2+＋H2O从上述反应，每蚀刻1摩尔铜需要消耗2摩尔氨和2摩尔铵离子（氧气则靠喷淋时与空气接触提供）。

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。

三、影响蚀刻速率的因素：蚀刻液中的Cu含量、pH值、氯化铵浓度、添加剂含量以及蚀刻液的温度对蚀刻速率均有影响。

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平均速度／（ｍ／ｍｉｎ）２．０３．８２．０２．５
产能／（ＩＩｌ２／月）２８０８０５３３５２２８０８０３５１００
备注
基于半盎司底铜
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．
２３２．．
印制电路信息２０１３Ｎｏ．４
关键词产能；成本；碱性蚀刻中图分类号：ＴＮ４１文献标识码：Ａ文章编号：１００９ — ００９６（２０１４）０４ — ０２３１ — ０６
Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｄｏｕｂｌｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆａｌｋａｌｉｎｅｅｔｃｈｉｎｇｌｉｎｅ
案，但这需要大量的研发投入以及进行设备更新换
以相对轻松地解除人工上涨的负担，从而是为印制电路板制造工厂创造效益。
２原理
只要将碱性蚀刻线的运行速度提高一倍，就可以实现产能的倍增，原来开两条生产线才能满足产
ａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｃｏｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｇｒｅａｔｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
Ｃａｐａｃｉｔｙ；Ｃｏｓｔ；ＡｌｋａｌｉｎｅＥｔｃｈｉｎｇ
印制电路信息２０１３Ｎｏ．４
经营管理及其它ＭａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄＯｔｈｅｒｓ
碱性蚀刻线产能倍增方法的研究和实施
ＰａｐｅｒＣｏｄｅ：Ｓ－０７２
刘东罗红军朱拓（深圳崇达多层线路板有限公司，广东深圳５１８１３２）
置的褪膜也很有效。褪膜药水分解干膜后形成的膜渣大小，也会对最终品质造成影响，膜渣太大，易
的放矢地进行分析和提升。依据缸体的有效长度和药水最短处理时间，可以推算出各个缸体能跑的最大处理速度，从而推算出各段的月产能。此处以我公司的计算方法为例；不同工厂的计算不尽相同，点，缺点也很明显，因为锡是两性物质，可以被烧碱溶解，对于多次褪膜返工、或者是孔壁粗糙位锡镀层比较薄，则很容易导致
２．３原料配置优化
不同的原料的能力也各不相同，如褪膜液和
代，需要花费大量的资金才能达成，这样的事情并不是每个工厂都可以实现的。而通过提升工作效率降低制造成本则是一种低投入高产出的途径，它可
蚀刻、除钯、褪锡等处理步骤，每个步骤的处理程度和强度必须足够才能保证产品的品质，我们从以
置，导致这些位置蚀刻不净。如在烧碱褪膜液中加入可破碎干膜渣的醇类物质，经测试，却会导致褪膜速度下降，说明这条路径无法走通。
３分析内容
３．１现状分析
要提升碱收蚀刻线的产能，就必须分析碱收蚀刻线的现状，从而知道瓶颈在哪里，这样才能够有
有机碱褪膜液的成份相对要复杂些，它由醇胺类化学物质构成，与干膜的反应过程如式（２）的方
程式所示。
ＲＮＨ２＋ＲＣＯＯＨ — ＲＮＨ３＋ＲＣＯ０＋ … （２）
有机碱褪膜液的褪膜速度与烧碱接近，而它可以将膜渣粉碎成较细小的颗粒，对于精细间距位
ＬＩＵＤｏｎｇＬＵＯＨｏｎｇｊｕｎＺＨＵＴｕｏ
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｔ ’ Ｓｈｅｔｔｏｐｉｍｐｏ￣ａｎｔｔｈｉｎｇｏｆｈｏｗｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｃｏｓｔｏｆｔｈｅＰＣＢａｓｔｈｅｌａｂｏｒａｎｄｍａｔｅｉａｒｌｃｏｓｔａｒｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｗｅｔａｋｅｃａｐａｃｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｈｅｔａｌｋａｌｉｎｅｅｔｃｈｉｎｇｌｉｎｅａｓｈｅｔｓａｍｐｌｅ，ｗｈｉｃｈｓｅｅｋｉｎｇｓｏｍｅｗａｙｔｏｒｅｄｕｃｅｈｅｔｉｆｘｅｄｃｏｓｔｓｆｒｏｍｍｕｌｔｉ－ａｎｇｌｅｓｕｃｈａｓＴａｗｍａｔｅｉａｒｌｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ．Ｔｈｅｉｘｅｆｄｃｏｓｔｓｉｎｃｌｕｄｅｉｎｌａｂｏｒｃｏｓｔ，ｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｉｎｇ，ｅ－ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｉｎｇ，ｒｅｎｔ，ａｎｄＳＯｏｎ．Ｂｙｔｈｅｓｅｗａｙｓ，ｗｅｉｎｃｒｅａｓｅｈｅｔｏｕｔｐｕｔｏｆｔｈｅａｌｋａｌｉｎｅｅｔｃｈｉｎｇｌｉｎｅｔｗｏｔｉｍｅｓ；ａｓ
除钯液，不同供应商的药水可以有一倍至数倍的差异，优选出最佳的原料一点也不会比设备能力优化对产能提升的贡献小，这需要一个工厂有很好的原料行业调查和鉴别能力，这需要耗费较长时间的评估测试。
蚀刻时锡无法保护铜而导致孔无铜问题，在生产过程
要严加管控。烧碱的褪膜过程是靠其对干膜的反应后
溶涨从而导致其脱落的，所以其剥落下来的膜渣是成
大片状的，很易过滤；但对于小于８０微米的细小线间距位置的干膜，溶涨后的干膜却很容易卡在原来的位
能需求的，现在只需开一条生产线即可，人员配置可以少一半、水电费用均可节约，从而整体运作成本可以大幅下降。但是，要实现这个目标，并非容
易。碱性蚀刻线通常是水平线，它包含褪膜、碱性
两大类。无机碱通常是烧碱，烧碱与干膜的反应过程如
式（１）所示。
ＮａＯＨ＋ＲＣＯＯＨ — Ｈ２０＋ＲＣＯ０＋ … （１）
２．１生产参数优化
温度、浓度与处理时间大概地成反比关系，提升温度和浓度，可以缩短处理时间，从而提升产
摘要
随着人工、物料等各方面成本的不断攀升，如何降低印制电路板的制造成本升级成为各工厂的头等大事。本文以碱性蚀刻线的产能提升为例，从原料、设备、参数、流程等方面的优化出发，寻求提高产量，降低人工、水、电、房租等固定成本分摊的方法，经过实施优化措施，使得碱性蚀刻线的产能提升一倍左右，综合运作成本大幅下降。
在此不详细列举计算方法。具体如下表１所示。
卡在两条线路之间不出来，蚀刻时和没有褪膜的效
果是一样的，都是短路；膜渣太小，则膜渣在溶液
从上面的现状分析可以得出，褪膜、除钯、褪锡均是蚀刻线的瓶颈段，需要进行大幅提升，蚀刻段也需要进行提升，才可以满足产能倍增的目标。
１前言
根据国家发展规划，工资每五年翻番，每年的
工资涨幅会在１Ｏ％～１５％之间，从工资占销售收入ｌ０％计算，当工资翻番后，会达到２０％的水平，如果不进行改革和提升，对于一些只有几个点的利润的工厂来说，将会面临亏损乃至破产的境地。进行产业升级，提高产品附加值，是一条比较可行的方
．
２３１．
经营管理及其它ＭａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄＯｔｈｅｒｓ
印制电路信息２０１３Ｎｏ．４
下几个方面进行入手提升产能。