PCB外层电路的加工蚀刻技术介绍

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PCB外层电路的蚀刻工艺一.概述目前,印刷电路板(PCB)加工的典型工艺采用"图形电镀法"(Pattern plating)。

即先在板子外层需保留的铜箔部分上,也就是电路的图形部分上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。

图1所示的,为图形电镀后板子横截面的情况。

在图1状态下,印制板的整体厚度是整个加工过程中之最,以后将逐渐减薄,直到阻焊涂覆工艺。

图1的下一道工艺是去膜,即将铜层上铅锡部分以外的感光保护膜剥离掉。

图2表示了去膜后板子的横截面。

接下去的工艺就是蚀刻。

要注意的是,这时的板子上面有两层铜.在外层蚀刻工艺中仅仅有一层铜是必须被全部蚀刻掉的,其余的将形成最终所需要的电路。

这种类型的图形电镀,其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层的下面。

另外一种工艺方法是整个板子上都镀铜,感光膜以外的部分仅仅是锡或铅锡抗蚀层(见图3)。

这种工艺称为“全板镀铜工艺“。

与图形电镀相比,全板镀铜的最大缺点是板面各处都要镀两次铜而且蚀刻时还必须都把它们腐蚀掉。

因此当导线线宽十分精细时将会产生一系列的问题。

同时,侧腐蚀(见图4)会严重影响线条的均匀性。

在印制板外层电路的加工工艺中,还有另外一种方法,就是用感光膜代替金属镀层做抗蚀层。

这种方法非常近似于内层蚀刻工艺,可以参阅内层制作工艺中的蚀刻。

目前,锡或铅锡是最常用的抗蚀层,用在氨性蚀刻剂的蚀刻工艺中.氨性蚀刻剂是普遍使用的化工药液,与锡或铅锡不发生任何化学反应。

氨性蚀刻剂主要是指氨水/氯化氨蚀刻液。

此外,在市场上还可以买到氨水/硫酸氨蚀刻药液。

以硫酸盐为基的蚀刻药液,使用后,其中的铜可以用电解的方法分离出来,因此能够重复使用。

由于它的腐蚀速率较低,一般在实际生产中不多见,但有望用在无氯蚀刻中。

有人试验用硫酸-双氧水做蚀刻剂来腐蚀外层图形。

由于包括经济和废液处理方面等许多原因,这种工艺尚未在商用的意义上被大量采用.更进一步说,硫酸-双氧水,不能用于铅锡抗蚀层的蚀刻,而这种工艺不是PCB外层制作中的主要方法,故决大多数人很少问津。

PCB工艺外层蚀刻工艺简介

PCB工艺外层蚀刻工艺简介

Under Etch
Over Etch
阻剂(锡面)
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Outer Layer Pattern Creation
蚀刻均匀性
1.设备之确认:喷嘴状况
“定点喷”确认喷嘴状况
基材
2.条件之确认:喷压状况
铜面
“蚀刻点”确认喷压条件
3.蚀刻均匀性:设备/制程条件之整体表征
规格为“Rang=Max-Min<0.4 mil”为允收标准
a.氧化剂:将Sn氧化为SnO b.抗结剂:将SnO转为可溶性结构 c.护铜剂:保护铜面,防止氧化
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Outer Layer Pattern Creation
检验项目与相关规范
CCD量测 线宽量测仪器
阻抗室量测阻抗(阻抗板) a. Polar type机台 b. TEK type机台
IPQC板面检视 板面质量检查
外层蚀刻(线路蚀刻)
目的:
线路电镀完成后,电路板将送入外层蚀刻线(剥膜、 蚀刻、剥锡段),主要的工作就是将电镀阻剂完全剥除(剥 膜段),将要蚀除的铜曝露在蚀刻液内(蚀刻段)。由于线路 区的顶部已被锡所保护,线路区的线路就能保留下来,再 将锡面剥除(剥锡段),如此整体线路板的表面线路就呈现 出来。典型的剥膜(Stripping)、蚀刻(Etching)、剥锡 (Stripping)生产线,业界统称为”SES Line”
8
Outer Layer Pattern Creation
蚀铜原理(蚀刻液主成分氯化铵/铜离子)
剥膜后蚀刻前
蚀刻中
蚀刻后
蚀铜液 : 碱性蚀刻液
功 用 : 蚀刻速度快且不伤害 金
属阻剂, 主要应用于负片
流程之镀锡(铅)板上
蚀铜液:酸性蚀刻液 功 用:蚀刻速度较慢且不攻击

pcb蚀刻工艺流程

pcb蚀刻工艺流程

pcb蚀刻工艺流程PCB蚀刻工艺流程。

PCB蚀刻工艺是制作印刷电路板(PCB)的重要工艺之一,它通过化学蚀刻的方式将不需要的部分去除,从而形成电路板上的导线、焊盘等元件。

下面将详细介绍PCB蚀刻工艺的流程及注意事项。

1. 设计电路板图纸。

首先,需要根据电路设计需求,利用CAD软件设计出电路板的图纸。

在设计过程中,需要考虑线路的走向、宽度、间距、焊盘的位置等因素,确保设计的电路板符合实际需求。

2. 制作光阻膜。

在电路板的基材上涂覆一层光阻膜,然后将电路板图纸放置在光阻膜上,经过曝光和显影处理,形成光阻图案。

光阻膜的作用是保护不需要蚀刻的部分,以便后续的蚀刻工艺能够准确进行。

3. 酸洗清洁。

将经过光阻处理的电路板放入酸性溶液中进行酸洗清洁,去除表面的氧化物和杂质,以保证后续的蚀刻能够顺利进行。

4. 化学蚀刻。

将经过光阻处理和酸洗清洁的电路板放入蚀刻机中,通过化学溶液对不需要的部分进行蚀刻。

在蚀刻过程中需要控制蚀刻时间和温度,以确保蚀刻的精度和一致性。

5. 清洗去除光阻。

蚀刻完成后,需要将电路板放入去光阻溶液中清洗,去除残留的光阻膜。

清洗完毕后,再进行烘干处理,以确保电路板表面干净无残留。

6. 检测和修复。

经过蚀刻和清洗后,需要对电路板进行检测,确保线路的完整性和焊盘的质量。

如发现问题,需要及时进行修复处理,以确保电路板的质量符合要求。

7. 表面处理。

最后,需要对电路板进行表面处理,包括防氧化处理、喷锡处理等,以保护电路板的表面和提高焊接性能。

在整个PCB蚀刻工艺流程中,需要严格控制各个环节的参数和质量,确保电路板的质量和稳定性。

同时,还需要注意安全防护措施,避免化学品对人体的伤害。

希望以上内容能够对PCB蚀刻工艺有所帮助。

PCB外层电路的蚀刻工艺

PCB外层电路的蚀刻工艺

PCB外层电路的蚀刻工艺一.概述目前,印刷电路板(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,也就是电路的图形部分上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。

要注意的是,这时的板子上面有两层铜.在外层蚀刻工艺中仅仅有一层铜是必须被全部蚀刻掉的,其余的将形成最终所需要的电路。

这种类型的图形电镀,其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层的下面。

另外一种工艺方法是整个板子上都镀铜,感光膜以外的部分仅仅是锡或铅锡抗蚀层(见图3)。

这种工艺称为“全板镀铜工艺“。

与图形电镀相比,全板镀铜的最大缺点是板面各处都要镀两次铜而且蚀刻时还必须都把它们腐蚀掉。

因此当导线线宽十分精细时将会产生一系列的问题。

同时,侧腐蚀(见图4)会严重影响线条的均匀性。

在印制板外层电路的加工工艺中,还有另外一种方法,就是用感光膜代替金属镀层做抗蚀层。

这种方法非常近似于内层蚀刻工艺,可以参阅内层制作工艺中的蚀刻。

目前,锡或铅锡是最常用的抗蚀层,用在氨性蚀刻剂的蚀刻工艺中.氨性蚀刻剂是普遍使用的化工药液,与锡或铅锡不发生任何化学反应。

氨性蚀刻剂主要是指氨水/氯化氨蚀刻液。

此外,在市场上还可以买到氨水/硫酸氨蚀刻药液。

以硫酸盐为基的蚀刻药液,使用后,其中的铜可以用电解的方法分离出来,因此能够重复使用。

由于它的腐蚀速率较低,一般在实际生产中不多见,但有望用在无氯蚀刻中。

有人试验用硫酸-双氧水做蚀刻剂来腐蚀外层图形。

由于包括经济和废液处理方面等许多原因,这种工艺尚未在商用的意义上被大量采用.更进一步说,硫酸-双氧水,不能用于铅锡抗蚀层的蚀刻,而这种工艺不是PCB外层制作中的主要方法,故决大多数人很少问津。

二.蚀刻质量及先期存在的问题对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净,止此而已。

从严格意义上讲,如果要精确地界定,那么蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。

PCB真空蚀刻技术详细分析,原理和优势详细概述

PCB真空蚀刻技术详细分析,原理和优势详细概述

PCB真空蚀刻技术详细分析,原理和优势详细概述蚀刻过程是PCB生产过程中基本步骤之一,简单的讲就是基底铜被抗蚀层覆盖,没有被抗蚀层保护的铜与蚀刻剂发生反应,从而被咬蚀掉,最终形成设计线路图形和焊盘的过程。

当然,蚀刻原理用几句话就可以轻而易举地描述,但实际上蚀刻技术的实现还是颇具有挑战性,特别是在生产微细线路时,很小的线宽公差要求,不允许蚀刻过程存在任何差错,因此蚀刻结果要恰到好处,不能变宽,也不能过蚀。

进一步解释蚀刻的过程,PCB制造商更愿意使用水平的蚀刻线进行生产,以实现最大程度上的生产自动化,使生产成本降低,但水平蚀刻也不是十全十美,无法消除的“水池效应”使板的上表面和下表面产生不同的蚀刻效果,板边的蚀刻速率比板中心的蚀刻速率快,有时候,这种现象会使板面上的蚀刻结果产生比较大的差异。

也就是说,“水池效应”会使板边上的线路过蚀比板中心的线路过蚀大,甚至精心进行的线路修正(在板边上适当地加宽线路宽度),来补偿不同的蚀刻速率也会出现失败,因为要获得超细的线路必须非常精细的控制蚀刻公差。

这种情况导致蚀刻速率的变化是十分显著的。

位于线路板上面,靠近板边的部分,蚀刻液更容易流出板外,新旧蚀刻液更容易进行交换,因此保持了较好的蚀刻速率。

而在板中心的位置,比较容易形成“水池”情况,蚀刻剂的流动因此受到限制,富含铜离子的溶液流出板面相对要难一些,结果对比板边或板的下面,蚀刻效率降低,蚀刻效果变差。

实际上,在实践中不太可能避免“水池效应”,因为链条式的水平传动辊轮会阻止蚀刻液的排出,结果导致蚀刻液在辊轮间积聚,这种现象在生产面积较大的板或超微细线路时更加明显,即使是采用了比较特殊的生产过程控制和补偿方式,例如水平于传输方向可独立调整的喷淋系统、增加振荡式的喷淋管及增加矫正性的再蚀刻段等,如果没有巨大的技术投入,这个问题也无法很好解决,于是实现避免“水池效应”的目标又不不得不回到起点,重新开始。

在去年底,PILL e.K.发布了一项新的工艺技术,仅通过抽水泵来吸取使用过的蚀刻液就可改善板面朝上部分的蚀刻液的流动性,从而阻止水坑效应的产生。

PCB外层后工序简介

PCB外层后工序简介
量的绿油油墨,透过网布形成正形图案,印在基 面或铜面上。 涂布印刷(Curtain Coating)
即将已调稀的非水溶性绿油油墨,以水帘方 式连续流下,在水平输送前进的板面上均匀涂满 一层绿油,待其溶剂挥发半硬化之后,再翻转做 另一面涂布的施工方式。
喷涂印刷(Spray Coating) 利用压缩空气将调稀绿油以雾化粒子的方式
化学反应: Ni2+ +2H2PO2- +2H2O
Ni+2HPO32+4H++H2
副反应: 4H2PO2-
2HPO32-+2P+2H2O+H2
反应机理:
H2PO2- +H2O +H++2H
HPO32-
Ni2++2H Ni+2H+
H2PO2-+H OH-+P+H2O H2PO2- + H2O HPO32+H++H2
(1)板面前处理(Suface preparation) —— 去除板面氧化物及杂质,粗化铜面 以增强绿油的附着力。
(2) 绿油的印制(Screen print) —— 通过丝印方式按客户要求,绿油均 匀涂覆于板面。
(3)低温锔板(Predrying) ——将湿绿油内的溶剂蒸发掉,板面绿油 初步硬化准备曝光。
(6) 沉金
作用:是指在活性镍表面通过化学换 反应沉积薄金。
化学反应: 2Au++Ni
2Au+Ni2+
特性:
由于金和镍的标准电极电位相差较 大,所以在合适的溶液中会发生置换反 应。镍将金从溶液中置换出来,但随着 置换出的金层厚度的增加,镍被完全覆 盖后,浸金反应就终止了。一般浸金层 的厚度较薄,通常为0.1μm左右,这既可 达到降低成本的要求,也可提高后续钎 焊的合格率。

pcb蚀刻基础知识

pcb蚀刻基础知识PCB蚀刻基础知识PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中不可或缺的一部分,它承载了电子元器件,起到连接和支持的作用。

而PCB蚀刻则是制造PCB的重要工艺之一。

本文将介绍PCB蚀刻的基础知识,包括工艺流程、蚀刻液、设备和注意事项等。

一、工艺流程PCB蚀刻的工艺流程通常包括以下几个步骤:制作光阻膜、显影、蚀刻、去光阻和清洗。

1. 制作光阻膜:首先,在铜层上涂覆一层光阻膜,光阻膜可以保护不需要蚀刻的区域。

光阻膜可以通过光刻技术或者丝网印刷技术来制作。

2. 显影:将覆盖在铜层上的光阻膜进行显影处理,即将光阻膜上不需要的部分去除,只留下需要蚀刻的区域。

3. 蚀刻:将经过显影处理后的PCB放入蚀刻槽中,蚀刻槽中的蚀刻液可以将不需要的铜层腐蚀掉,从而形成所需的电路图案。

4. 去光阻:蚀刻完成后,需要将残留在PCB表面的光阻膜去除,通常采用化学溶剂或者热脱附的方法。

5. 清洗:最后,将PCB进行清洗,去除蚀刻液和其他污染物,确保PCB表面的干净。

二、蚀刻液蚀刻液是进行PCB蚀刻的重要材料,常用的蚀刻液有铁氯化物、硫酸、硝酸等。

不同的蚀刻液适用于不同的材料,比如铁氯化物适用于铜,硫酸适用于锌等。

在选择蚀刻液时,需要考虑蚀刻速度、蚀刻均匀性、对废液的处理以及安全性等因素。

同时,在使用蚀刻液时需要注意防护措施,避免对人体和环境造成伤害。

三、设备PCB蚀刻通常需要一些专用的设备,如蚀刻槽、加热器、搅拌器等。

蚀刻槽是用来盛放蚀刻液的容器,通常由耐腐蚀材料制成。

加热器可以控制蚀刻液的温度,高温可以提高蚀刻速度。

搅拌器则可以保证蚀刻液均匀地接触到PCB表面,提高蚀刻的均匀性。

四、注意事项在进行PCB蚀刻时,需要注意以下几点:1. 安全防护:蚀刻液通常具有一定的腐蚀性,使用时要佩戴防护手套、护目镜等防护用品,避免直接接触皮肤和眼睛。

2. 通风换气:蚀刻液挥发时会释放有害气体,应确保工作环境有良好的通风换气设备,减少对人体的危害。

腐蚀pcb制作的五种方法

电路板的制作注:在制作PCB板之前,需保证有完整的印版图。

一、蜡纸腐蚀法1、制作敷铜板按照印版图的尺寸裁切敷铜板,使其与实际电路图的大小一致,并使敷铜板保持清洁。

2、将电路印在敷铜板上将蜡纸平铺在钢板上,用笔将印版图按照1:1的比例刻在蜡纸上,将蜡纸上的印版图根据电路板尺寸剪裁,并将其平放在敷铜板上。

用少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的材料,用毛刷蘸取印调好的材料,均匀地涂蜡纸上,反复几遍,即可将电路印在印制板上(敷铜板)。

注:可反复使用,适用于少量PCB板制作。

3、腐蚀敷铜板将敷铜板放入三氯化铁液体中腐蚀。

4、清洗印制板将腐蚀好的印制板反复用水清洗。

用香蕉水擦掉油漆,再清洗几次,使印制板清洁,不留腐蚀液。

抹上一层松香溶液待干后钻孔。

二、胶带腐蚀法此法是用预先制好的类似不干胶材料制成的各种符号(点、圆盘等)贴在电路板上。

1、绘制印版图用点表示焊盘,线路用单线表示,保证位置、尺寸准确。

2、制作敷铜板按照印版图的尺寸裁切敷铜板,并使敷铜板铜箔面保持清洁。

3、将印版图印在敷铜板上首先,可用复写纸将印版图复制在敷铜板上,根据所用元器件的实际大小粘贴不同内外径的焊盘(即印刷电路板上用来焊接电子元器件的圆孔);其次,根据电路中电流的大小决定采用不同宽度的胶带(大电流采用宽胶带,小电流窄胶带即可),按照印版图将胶带粘贴在敷铜板上(代表电路中元器件之间的连线);用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴,使之与铜箔充分粘连。

重点敲击线条转弯处、搭接处。

天冷时,最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。

注:焊盘规格:D373(外径:2.79毫米,内径:0.79毫米),D266(外径:2.00,内径:0.80),D237(外径:3.50,内径:1.50)等几种,最好购买纸基材料做的(黑色),塑基(红色)材料尽量不用。

胶带常用规格有0.3、0.9 、1.8、2.3、3.7等几种,单位均为毫米。

4、腐蚀、清洗敷铜板将粘有胶带的敷铜板放入三氯化铁液体中腐蚀。

pcb蚀刻工艺

pcb蚀刻工艺PCB蚀刻工艺那可真是个有趣又有点小复杂的事儿呢。

一、啥是PCB蚀刻工艺呀。

PCB就是印刷电路板啦,蚀刻工艺在PCB制造里可是相当关键的一步哦。

简单来说呢,就是把不需要的铜箔从电路板上给去掉,只留下我们设计好的电路线路。

就好像是在一块铜箔满满的板子上进行一场精确的“雕刻”,把那些多余的部分都剔除掉,最后让电路板呈现出我们想要的电路图案。

这就好比我们在一块大石头上雕刻出精美的雕像,不过这里是在电路板上“雕刻”出电路啦。

二、蚀刻工艺的材料准备。

蚀刻之前,我们得先准备好各种材料呢。

首先得有覆铜板,这就是我们蚀刻的基础啦,上面有一层铜箔,就像一块等待被雕琢的璞玉。

然后就是蚀刻液,蚀刻液的种类还不少呢,像氯化铁溶液就很常用。

这蚀刻液就像是一把神奇的“小刷子”,能够把不需要的铜箔慢慢“刷”掉。

不过呢,这蚀刻液可有点小脾气,得小心使用,不能让它到处乱跑,不然会造成一些小麻烦的。

除了这些,还得有一些防护的东西,毕竟蚀刻液可有点腐蚀性,要是不小心沾到手上或者衣服上,那可就不好啦。

三、蚀刻的过程。

蚀刻的过程就像是一场奇妙的魔法表演。

把覆铜板放到蚀刻液里,就开始有反应啦。

你能看到蚀刻液在慢慢地和铜箔发生作用,那些不需要的铜箔就开始一点一点地消失。

这个时候呀,就感觉像是时间在电路板上留下痕迹一样。

不过呢,这个过程得好好盯着,不能蚀刻过头了,要是把该留下的线路也给蚀刻掉了,那这块电路板可就报废了。

就像烤蛋糕一样,时间长了就焦了,蚀刻过头了电路板也就不能用了。

而且在蚀刻的时候,有时候蚀刻的速度可能不太均匀,这就可能导致电路板上的线路粗细不一样,这也会影响电路板的性能呢。

所以在这个过程中,就需要我们像照顾小宝贝一样,小心翼翼地关注着蚀刻的每一个小细节。

四、蚀刻工艺后的处理。

当蚀刻完成之后,可还没结束哦。

得把电路板从蚀刻液里拿出来,然后进行清洗。

这个清洗可不能马虎,得把蚀刻液残留都给洗干净。

要是有残留的蚀刻液在电路板上,就像在干净的脸上留了一块脏东西一样,可能会继续腐蚀电路板,或者影响电路板的电气性能。

PCB线路板外层电路的蚀刻工艺(蚀刻因子)

PCB線路‎板外層電路‎的蝕刻工藝‎一.概述目前,印刷電路板‎(PCB)加工的典型‎工藝採用"圖形電鍍法‎"。

即先在板子‎外層需保留‎的銅箔部分‎上,也就是電路‎的圖形部分‎上預鍍一層‎鉛錫抗蝕層‎,然後用化學‎方式將其餘‎的銅箔腐蝕‎掉,稱為蝕刻。

要注意的是‎,這時的板子‎上面有兩層‎銅.在外層蝕刻‎工藝中僅僅‎有一層銅是‎必須被全部‎蝕刻掉的,其餘的將形‎成最終所需‎要的電路。

這種類型的‎圖形電鍍,其特點是鍍‎銅層僅存在‎於鉛錫抗蝕‎層的下面。

另外一種工‎藝方法是整‎個板子上都‎鍍銅,感光膜以外‎的部分僅僅‎是錫或鉛錫‎抗蝕層。

這種工藝稱‎為“全板鍍銅工‎藝“。

與圖形電鍍‎相比,全板鍍銅的‎最大缺點是‎板面各處都‎要鍍兩次銅‎而且蝕刻時‎還必須都把‎它們腐蝕掉‎。

因此當導線‎線寬十分精‎細時將會產‎生一系列的‎問題。

同時,側腐蝕會嚴‎重影響線條‎的均勻性。

在印製板外‎層電路的加‎工工藝中,還有另外一‎種方法,就是用感光‎膜代替金屬‎鍍層做抗蝕‎層。

這種方法非‎常近似於內‎層蝕刻工藝‎,可以參閱內‎層製作工藝‎中的蝕刻。

目前,錫或鉛錫是‎最常用的抗‎蝕層,用在氨性蝕‎刻劑的蝕刻‎工藝中.氨性蝕刻劑‎是普遍使用‎的化工藥液‎,與錫或鉛錫‎不發生任何‎化學反應。

氨性蝕刻劑‎主要是指氨‎水/氯化氨蝕刻‎液。

此外,在市場上還‎可以買到氨‎水/硫酸氨蝕刻‎藥液。

以硫酸鹽為‎基的蝕刻藥‎液,使用後,其中的銅可‎以用電解的‎方法分離出‎來,因此能夠重‎複使用。

由於它的腐‎蝕速率較低‎,一般在實際‎生產中不多‎見,但有望用在‎無氯蝕刻中‎。

有人試驗用‎硫酸-雙氧水做蝕‎刻劑來腐蝕‎外層圖形。

由於包括經‎濟和廢液處‎理方面等許‎多原因,這種工藝尚‎未在商用的‎意義上被大‎量採用.更進一步說‎,硫酸-雙氧水,不能用於鉛‎錫抗蝕層的‎蝕刻,而這種工藝‎不是PCB‎外層製作中‎的主要方法‎,故決大多數‎人很少問津‎。

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[蚀刻工艺]PCB外层电路的加工蚀刻技术介绍目前,印刷电路板(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,也就是电路的图形部分上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。

要注意的是,这时的板子上面有两层铜.在外层蚀刻工艺中仅仅有一层铜是必须被全部蚀刻掉的,其余的将形成最终所需要的电路。

这种类型的图形电镀,其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层的下面。

另外一种工艺方法是整个板子上都镀铜,感光膜以外的部分仅仅是锡或铅锡抗蚀层。

这种工艺称为“全板镀铜工艺“。

与图形电镀相比,全板镀铜的最大缺点是板面各处都要镀两次铜而且蚀刻时还必须都把它们腐蚀掉。

因此当导线线宽十分精细时将会产生一系列的问题。

同时,侧腐蚀会严重影响线条的均匀性。

在印制板外层电路的加工工艺中,还有另外一种方法,就是用感光膜代替金属镀层做抗蚀层。

这种方法非常近似于内层蚀刻工艺,可以参阅内层制作工艺中的蚀刻。

目前,锡或铅锡是最常用的抗蚀层,用在氨性蚀刻剂的蚀刻工艺中.氨性蚀刻剂是普遍使用的化工药液,与锡或铅锡不发生任何化学反应。

氨性蚀刻剂主要是指氨水/氯化氨蚀刻液。

此外,在市场上还可以买到氨水/硫酸氨蚀刻药液。

以硫酸盐为基的蚀刻药液,使用后,其中的铜可以用电解的方法分离出来,因此能够重复使用。

由于它的腐蚀速率较低,一般在实际生产中不多见,但有望用在无氯蚀刻中。

有人试验用硫酸-双氧水做蚀刻剂来腐蚀外层图形。

由于包括经济和废液处理方面等许多原因,这种工艺尚未在商用的意义上被大量采用.更进一步说,硫酸-双氧水,不能用于铅锡抗蚀层的蚀刻,而这种工艺不是PCB外层制作中的主要方法,故决大多数人很少问津。

蚀刻质量及先期存在的问题对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净,止此而已。

从严格意义上讲,如果要精确地界定,那么蚀刻质量必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度。

由于目前腐蚀液的固有特点,不仅向下而且对左右各方向都产生蚀刻作用,所以侧蚀几乎是不可避免的。

侧蚀问题是蚀刻参数中经常被提出来讨论的一项,它被定义为侧蚀宽度与蚀刻深度之比,称为蚀刻因子。

在印刷电路工业中,它的变化范围很宽泛,从1:1到1:5。

显然,小的侧蚀度或低的蚀刻因子是最令人满意的。

蚀刻设备的结构及不同成分的蚀刻液都会对蚀刻因子或侧蚀度产生影响,或者用乐观的话来说,可以对其进行控制。

采用某些添加剂可以降低侧蚀度。

这些添加剂的化学成分一般属于商业秘密,各自的研制者是不向外界透露的。

至于蚀刻设备的结构问题,后面的章节将专门讨论。

从许多方面看,蚀刻质量的好坏,早在印制板进入蚀刻机之前就已经存在了。

因为印制电路加工的各个工序或工艺之间存在着非常紧密的内部联系,没有一种不受其它工序影响又不影响其它工艺的工序。

许多被认定是蚀刻质量的问题,实际上在去膜甚至更以前的工艺中已经存在了。

对外层图形的蚀刻工艺来说,由于它所体现的“倒溪现像比绝大多数印制板工艺都突出,所以许多问题最后都反映在它上面。

同时,这也是由于蚀刻是自贴膜,感光开始的一个长系列工艺中的最后一环,之后,外层图形即转移成功了。

环节越多,出现问题的可能性就越大。

这可以看成是印制电路生产过程中的一个很特殊的方面。

从理论上讲,印制电路进入到蚀刻阶段后,在图形电镀法加工印制电路的工艺中,理想状态应该是:电镀后的铜和锡或铜和铅锡的厚度总和不应超过耐电镀感光膜的厚度,使电镀图形完全被膜两侧的“墙挡住并嵌在里面。

然而,现实生产中,全世界的印制电路板在电镀后,镀层图形都要大大厚于感光图形。

在电镀铜和铅锡的过程中,由于镀层高度超过了感光膜,便产生横向堆积的趋势,问题便由此产生。

在线条上方覆盖着的锡或铅锡抗蚀层向两侧延伸,形成了“沿,把小部分感光膜盖在了“沿下面。

锡或铅锡形成的“沿使得在去膜时无法将感光膜彻底去除干净,留下一小部分“残胶在“沿的下面。

“残胶或“残膜留在了抗蚀剂“沿的下面,将造成不完全的蚀刻。

线条在蚀刻后两侧形成“铜根,铜根使线间距变窄,造成印制板不符合甲方要求,甚至可能被拒收。

由于拒收便会使PCB的生产成本大大增加。

另外,在许多时候,由于反应而形成溶解,在印制电路工业中,残膜和铜还可能在腐蚀液中形成堆积并堵在腐蚀机的喷嘴处和耐酸泵里,不得不停机处理和清洁,而影响了工作效率。

设备调整及与腐蚀溶液的相互作用关系在印制电路加工中,氨性蚀刻是一个较为精细和复杂的化学反应过程。

反过来说它又是一个易于进行的工作。

一旦工艺上调通,就可以连续进行生产。

关键是一旦开机就需保持连续工作状态,不宜干干停停。

蚀刻工艺在极大的程度上依赖设备的良好工作状态。

就目前来讲,无论使用何种蚀刻液,必须使用高压喷淋,而且为了获得较整齐的线条侧边和高质量的蚀刻效果,必须严格选择喷嘴的结构和喷淋方式。

为得到良好的侧面效果,出现了许多不同的理论,形成不同的设计方式和设备结构。

这些理论往往是大相径庭的。

但是所有有关蚀刻的理论都承认这样一条最基本的原则,即尽量快地让金属表面不断的接触新鲜的蚀刻液。

对蚀刻过程所进行的化学机理分析也证实了上述观点。

在氨性蚀刻中,假定所有其它参数不变,那么蚀刻速率主要由蚀刻液中的氨(NH3)来决定。

因此用新鲜溶液与蚀刻表面作用,其目的主要有两个:一是冲掉刚刚产生的铜离子;二是不断提供进行反应所需要的氨(NH3)。

在印制电路工业的传统知识里,特别是印制电路原料的供应商们,大家公认,氨性蚀刻液中的一价铜离子含量越低,反应速度就越快.这已由经验所证实。

事实上,许多的氨性蚀刻液产品都含有一价铜离子的特殊配位基(一些复杂的溶剂),其作用是降低一价铜离子(这些即是他们的产品具有高反应能力的技术秘诀),可见一价铜离子的影响是不小的。

将一价铜由5000ppm降至50ppm,蚀刻速率会提高一倍以上。

由于蚀刻反应过程中生成大量的一价铜离子,又由于一价铜离子总是与氨的络合基紧紧的结合在一起,所以保持其含量近于零是十分困难的。

通过大气中氧的作用将一价铜转换成二价铜可以去除一价铜。

用喷淋的方式可以达到上述目的。

这就是要将空气通入蚀刻箱的一个功能性的原因。

但是如果空气太多,又会加速溶液中的氨损失而使PH值下降,其结果仍使蚀刻速率降低。

氨在溶液中也是需要加以控制的变化量。

一些用户采用将纯氨通入蚀刻储液槽的做法。

这样做必须加一套PH计控制系统。

当自动测得的PH结果低于给定值时,溶液便会自动进行添加。

在与此相关的化学蚀刻(亦称之为光化学蚀刻或PCH)领域中,研究工作已经开始,并达到了蚀刻机结构设计的阶段。

在这种方法中,所使用的溶液为二价铜,不是氨-铜蚀刻。

它将有可能被用在印制电路工业中。

在PCH工业中,蚀刻铜箔的典型厚度为5到10密耳(mils),有些情况下厚度则相当大。

它对蚀刻参量的要求经常比PCB工业中的更为苛刻。

有一项来自PCM工业系统中的研究成果,目前尚未正式发表,但其结果将是令人耳目一新的。

由于有较雄厚的项目基金支持,因此研究人员有能力从长远意义上对蚀刻装置的设计思想进行改变,同时研究这些改变所产生的效果。

比如,与锥形喷嘴相比,最佳的喷嘴设计采用扇形,并且喷淋集流腔(即喷嘴拧进去的那段管子)也有一个安装角度,能对进入蚀刻舱中工件呈30度喷射.如果不进行这样的改变,那么集流腔上喷嘴的安装方式会导致每个相邻喷嘴的喷射角度都不是完全一致的。

第二组喷嘴各自的喷淋面与第一组相对应的略有不同(它表示了喷淋的工作情况)。

这样使喷射出的溶液形状成为叠加或交叉的状态。

从理论上讲,如果溶液形状相互交叉,那么该部分的喷射力就会降低,不能有效地将蚀刻表面上的旧溶液冲掉而保持新溶液与其接触。

在喷淋面的边缘处,这种情况尤其突出。

其喷射力比垂直方向的要小得多。

这项研究发现,最新的设计参数是65磅/平方英寸(即4Bar)。

每个蚀刻过程和每种实用的溶液都有一个最佳的喷射压力的问题,而就目前来讲,蚀刻舱内喷射压力达到30磅/平方英寸(2Bar)以上的情况微乎其微。

有一个原则,即一种蚀刻溶液的密度(即比重或玻美度)越高,最佳的喷射压力也应越高。

当然这不是单一的参数。

另一个重要的参数是在溶液中控制其反应率的相对淌度(或迁移率)。

关于上下板面,导入边与后入边蚀刻状态不同的问题大量的涉及蚀刻质量方面的问题都集中在上板面上被蚀刻的部分。

了解这一点是十分重要的。

这些问题来自印制电路板的上板面蚀刻剂所产生的胶状板结物的影响。

胶状板结物堆积在铜表面上,一方面影响了喷射力,另一方面阻挡了新鲜蚀刻液的补充,造成了蚀刻速度的降低。

正是由于胶状板结物的形成和堆积使得板子的上下面图形的蚀刻程度不同。

这也使得在蚀刻机中板子先进入的部分容易蚀刻的彻底或容易造成过腐蚀,因为那时堆积尚未形成,蚀刻速度较快。

反之,板子后进入的部分进入时堆积已形成,并减慢其蚀刻速度。

蚀刻设备的维护蚀刻设备维护的最关键因素就是要保证喷嘴的清洁,无阻塞物而使喷射通畅。

阻塞物或结渣会在喷射压力作用下冲击版面。

假如喷嘴不洁,那么会造成蚀刻不均匀而使整块PCB 报废。

明显地,设备的维护就是更换破损件和磨损件,包括更换喷嘴,喷嘴同样存在磨损的问题。

除此之外,更为关键的问题是保持蚀刻机不存在结渣,在许多情况下都会出现结渣堆积.结渣堆积过多,甚至会对蚀刻液的化学平衡产生影响。

同样,如果蚀刻液出现过量的化学不平衡,结渣就会愈加严重。

结渣堆积的问题怎么强调都不过分。

一旦蚀刻液突然出现大量结渣的情况,通常是一个信号,即溶液的平衡出现问题。

这就应该用较强的盐酸作适当地清洁或对溶液进行补加。

残膜也可以产生结渣物,极少量的残膜溶于蚀刻液中,然后形成铜盐沉淀。

残膜所形成的结渣说明前道去膜工序不彻底。

去膜不良往往是边缘膜与过电镀共同造成的结果。

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