蚀刻培训教材
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ETCH(PCB蚀刻培训教材)
蚀刻液温度：46~52oC 蚀刻液PH值：7.8~8.4(50oC) 蚀刻液比重：1.170~1.190 Cu2+：115~135g/l，Cl：150~190g/l 喷药水压力：18~30PSI 喷水压力：20~40PSI
生产线维护
设备的日常保养 A.不使蚀刻液有sludge产生(浅蓝色一价铜污泥),当结渣越 多，会影响蚀刻液的化学平衡，蚀刻速率迅速下降。所 以成份控制很重要－尤其是PH,太高或太低都有可能造成. B.随时保持喷嘴不被堵塞.(过滤系统要保持良好状态) 每周保养时检查喷嘴，若堵塞则立即清除堵塞物。 C.及时更换破损的喷嘴和配件 D.PH计，比重感应器要定期校验.
量，溶液温度及Cu2+浓度。
1.Cl-含量的影响
在氯化铜蚀刻液中Cl-浓度较多时， Cu2+和Cu+实际上 是以络离子的形式存在（[Cu2+Cl4]2－， [Cu+Cl3]2- ），所 以蚀刻液的配制和再生都需要Cl-参加反应，下表为氯离 子溶度与蚀刻速率关系。Biblioteka 蚀刻时间（分）12
10
水溶液
8
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2N HCl溶液
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
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。
蚀刻退锡培训教材.
双氧水再 生 （次）氯 酸 钠再生
Cu2Cl2+2HCl+H2O2 → 2CuCl2+2H2O
2Cu2Cl2+4HCl+2ClO-(ClO3-) → 4CuCl2+2H2O+2Cl-
易控制 安全
可以直接 回收多余 的铜
较贵
电解再生
2018/10/22
阳极：Cu+ → Cu2+ +ejetchem
再生设备投入 较大且要消耗 较多的电能
Cu Bringhtener PC-111
2018/10/22
jetchem
1
Cu Bringhtener PC-111
目录
一、蚀刻的目的及分类 二、碱性蚀刻工艺流程及反应机理 三、酸性蚀刻工艺流程及反应原理 四、蚀刻速率的影响因素分析 五、影响蚀刻品质的因素及改善方法 六、蚀刻常见问题及处理方法 七、除钯退锡的介绍及退锡常见问题 八、生产安全及环境保护
加蚀 板盐
氯离子 浓度
Cu(NH3)2Cl得不 抗蚀层被浸蚀 到再生，蚀刻速 率会降低 蚀刻速度明显 增大，但氨气 蚀刻速度会下 的挥发量液增 降，则会减少侧 大，既污染环 蚀量 境，又增加成 本
165-200 g/l
添加子液
蚀刻液 的温度
45-55℃
加热
冷却
喷液 压力
2018/10/22
蚀刻速度会增 蚀刻速度会降低， 0.10-0.35 加，则会增大 则会减少侧蚀量 Mpa 侧蚀量
jetchem 8
2018/10/22
Cu Bringhtener PC-111
三、酸性蚀刻的工艺流程及反应原理
1. 示意图 负片蚀刻
蚀刻培训讲义
蚀刻培训讲义一、流程入板→膨松→退膜→水洗→蚀刻→氨水洗→水洗→孔处理（沉金板）→水洗→退锡→水洗→烘干→出板二、目的将板面上多余之铜蚀去得到符合要求的线路图形三、控制要点与工作原理膨松: 一种浸泡式过程, 先将其软泡, 将给后工序退膜。
控制条件: 浓度3-5% 温度50±5℃行板速率2．退膜1．用3%的强碱或10-13%的RR-2有机去膜液剥除, 抗氧化剂防止铜面氧化, 除泡剂消泡。
2．蚀刻a.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。
在这种类型的电镀叫图形电镀, 其特点是镀铜层仅存在于铅锡抗蚀层。
另外一种工艺称为“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。
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, 下面作主要介绍。
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,它被定义为蚀刻深度与侧蚀宽度之比, 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到5。
显然, 小的侧蚀度或大的蚀刻因子是最令人满意的。
蚀刻退锡培训教材资料
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Cu Bringhtener PC-111
酸性蚀刻加药器简易图
2019/4/11
jetchem
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Cu Bringhtener PC-111
四、影响蚀刻速率因素分析
碱性蚀刻速率的影响因素 影响 因素 偏高 偏低 攻击金属抗蚀 层；易沉淀，还 会堵塞泵或喷 嘴，而影响蚀刻 效果。 蚀刻速率低，且 溶液控制困难 控制 范围
2019/4/11 jetchem 10
Cu Bringhtener PC-111
再生方法 氧气或压 缩空气再 生
反应方程式 2Cu2Cl2+4HCl+O2 → 4CuCl2+2H2O
优点 便宜
缺点 再生反应 速率很低
氯气再生
Cu2Cl2+Cl2 → 2CuCl2
成本低， 氯气易溢出， 再生速 会 率快 污染环境 环保易 控制 易分解爆 炸且昂贵
故障类型 蚀刻速率降低
由于工艺参数控制不当引 检查及调整温度、喷淋压力、溶液比重、PH 起的 值和氯化铵的含量等工艺参数到规定值 1、氨的含量过低 2、水稀释过量 3、溶液比重过大 1、调整PH值到达工艺规定值； 2、调整严格按工艺规定执行； 3、排放出部分比重高的溶液，经分析后补 加氯化铵和氨的水溶液，使蚀刻液的比 重调整到工艺允许的范围 1、调整到合适的PH值； 2、调整氯离子尝试到规定值
2019/4/11 jetchem 20
Cu Bringhtener PC-111
水池效应
图3 上下板面喷淋液流向
板面流 向
2019/4/11
jetchem
图4 喷淋液在板面成水池
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Cu Bringhtener PC-111
蚀刻教材(3F)
一、DES拉工艺流程：显影→蚀刻→褪膜（注：显影也称冲板）目的：将曝光时由菲林转移到干膜上的图形在铜面上表现出来。
即：干膜曝光区域的铜会留下来，未曝光区域的铜会蚀刻掉。
二、DES拉开机注意事项及参数控制1.开机前检查药水缸及水缸液位是否足够，检查冷却水、压缩空气是否打开。
2.开机后检查各段药水温度压力是否在要求范围。
3.参数控制药水参数控制：药水名称浓度显影： PC2034B 0.6~1.2%蚀刻： Cu2+ 110~170g/lH+ 1.6~2.8 N褪膜： NaOH 2~4%酸洗： H2SO4 1~3%溶液浓度配制：显影缸：A5：10LT A6：25LT A7：25LT褪膜缸：A5：27kg A6：30kg A7：30kg酸洗缸：A5：3LT A6：3LT A7：3LT配药房：显影开料缸：PC2031B 25LT褪膜开料缸：NaOH 25kg三、冲板注意事项：1.在批量冲板前，首先必须做首板，待拉长恢复，首板OK后方可生产。
2.对板面铜厚不一以及光面板/细线板，一定要按照拉长所要求的方式去放板，同时注意板的型号、层次，必须保证不放错板。
3.对于冲大背板，必须站起来冲板；对于板厚小于5mil、H/H以下的板（根据拉长要求）必须带板条冲板。
4.冲板时，板与板之间的距离保持大于2inch（即5.08cm）5.在撕膜时，板两面保护膜要同时撕下。
不允许撕了一面然后再撕另一面，避免菲林碎粘到板面，导致蚀板不净现象。
6.在撕膜时，一定要注意严防撕膜不净的问题发生，且刀片不能划入图形，以防划伤，导致报废。
7.放板时，必须双手拿板，轻拿轻放，发现有板弯或板角翘，一定将其抚平，并放好放正以防卡板。
8.对每够一批量LOT卡时，用一胶片隔开，作为该批板已完的标识。
四、执漏注意事项：1.在检查板面时，必须戴黑色胶手套，手拿板边。
严防显影不净，显影过度，撕膜不净的板流入蚀刻。
2.在操作过程中，必须做到小心操作，不要划伤板面，发现显影不净等不良板时，即时通知冲板员工停放，然后通知拉长解决。
蚀刻退锡培训教材.共30页
蚀刻退锡培训教材.
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
刻蚀工艺培训教材
式结构的设备，利用外表张力和毛细作用力的作用去除边缘和反面的N
型。
简单设备结构与工艺说明图示
HF/HNO3体系腐蚀机理
硅在HON3+HF溶液中的腐蚀速率大，而在纯 HNO3或纯HF溶液中的腐蚀速率很小。
1. 在低HNO3及高HF浓度区〔图右角区〕 等腐蚀曲线平行于等HNO3浓度线 。
2. 在低HF高HNO3浓度区〔图左下角区〕 等腐蚀线平行于HF浓度线。
湿法刻蚀相对等离子刻蚀的缺点
• 1、硅片水平运行，机碎高：〔等离子刻蚀去PSG 槽式浸泡甩干，硅片受冲击小〕；
• 2、传动滚轴易变形：〔PVDF，PP材质且水平放 置易变形〕；
• 3、本钱高：〔化学品刻蚀代替等离子刻蚀本钱增 加〕。
检验方法
• 冷热探针法
冷热探针法测导电型号
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检验原理
• 热探针和N型半导体接触时，传导电子将流 向温度较低的区域，使得热探针处电子缺 少，因而其电势相对于同一材料上的室温 触点而言将是正的。
10
什么是湿法刻蚀
•
化学腐蚀
•
在半导体生产中，半导体材料或金属等材料与腐蚀液发生化学
反响，从而去除材料外表的损伤层或在材料外表获得一定形状的图形过
程。
•
湿法刻蚀
•
湿法刻蚀其实是腐蚀的一种，是对硅片边缘的腐蚀，但不影响
太阳电池的工艺结构。
•
HF/HNO3体系，利用其各向同性腐蚀特性，使用RENA in-line
泵液至冷却器
冷却器
泵液至刻蚀槽内槽
泵 储液槽
硅片
刻蚀槽液面
滚轴
硅片间液面
• 刻蚀槽硅片生产时正常液面
硅片完全 悬空
硅片尾部 吸附刻蚀
PCB蚀刻教材(ETCH、工程师培训资料)
对策： 对策：
对于开路在蚀刻段主要原因有： 1、运输轮的擦花 2、压辘会粘起干膜。我们可检查运输轮将变形之运输轮的胶圈更换解决这 问题，同时可定期更换运输轮来预防这一问题的发生。 3、对于压辘粘起干膜，我们要求每天每次开机前用清水清洗压辘，将结晶 盐溶解，同时每星期定时用酒精擦压辘。
短路的成因有： 短路的成因有： 1、显影不干净 2、运输轮本身粘有干膜碎 对策： 对策： 1、对于显影不净可控制显影速度的合理性和采用圆锥形的喷嘴，并保持显 影压力。 2、运输轮本身粘有干膜可停止开风刀来防止 3、油粘在铜板的表面我们可用吸油绵或更换过滤棉蕊来解决。
各种药物在蚀刻液中的必要性及效果。 HCL作用 作用 1、使Cucl转化为Cucl2 2、使蚀刻速度增高。 3、促进蚀刻速度长期稳定化 4、HCL浓度过高会伤Resist H2O2作用 1、使CU+ CU2+起催化作用 2、起再生作用
蚀刻常见的品质问题有： 1、开路 2、短路 3、蚀刻末净 4、线幼 5、蚀刻过度 各种药水控制浓度及工艺参数：Na2CO3 0.7-1.1% HCL 30-35% CU2+ 100-120 g/l NaOH 1.0-4.0% 显影压力为25-30PSI蚀刻太力为35-45PSI 显影的速度控制应保持露铜点50为新进工程师了解蚀刻工艺流程
目录： 目录
蚀刻简介 ----------- 3 蚀刻工艺流程及原理 --------- 4-5 蚀刻常见质问题及对策 -------- 6-9 环保局 -------------------------------10
蚀 刻 简 介：
蚀刻由显影、蚀刻、褪膜三大部份组成。显影为将未曝光部份溶 解，曝光部份保留。显影的决定速度可按露铜点50-70%决定。蚀 刻是将裸露的铜面蚀掉，从而得到我们所需的图形。褪膜是利用强 碱能将干膜溶解原理，将干膜冲洗干净。NaOH浓度控制3-5%。浓 度过高会造成板面氧化，太低又冲洗不干净。
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Metal Etch Resist Compatibility (Galvanic Cell Reaction) 金屬阻劑的匹配性 (電池反應)
plexity Made Simpler…
/pcm
ET15
l DuPont iTechnologies
plexity Made Simpler…
ET6
/pcm
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Oscillating Spray Mechanism (噴灑擺動機構)
INTERLOCKING SINUSOIDAL CURVES OF OSCILLATING SPRAY MECHANISM
5.0
4.5 Y= - 0.2892x2 + 3.2956x + 32.084
4.0 19 IPM Etch Speed (0.483 m/min)
3.5
3.0
A
B
C
D
E
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G
H
I
J
COLUMN LABEL
plexity Made Simpler…
/pcm
ET19
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Cupric Chloride Etchant 氯化銅蝕刻液
Chemistry 化學反應 Critical Variable 重要變數 Process Controls 製程控製 Productivity and Fine Line Variable 產量和細線路的變數 Performance Ratings 性能等級
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Etching 蝕刻
plexity Made Simpler…
ET1
/pcm
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
plexity Made Simpler…
/pcm
ET20
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Cupric Chloride Basic Chemistry 氯化銅基本化學反應
Cu0 + Cu2 + → 2 Cu+ Cu+ is complexed as CuCl3 2-
/pcm
ET17
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Acid Etch – Etch Factor vs. Overetch 酸性蝕刻 – 蝕刻因子與過度蝕刻
ETCH FACTOR
ETCH FACTOR vs. OVERETCH AMOUNT
ET8
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Etching Uniformity: Transverse Direction 蝕刻不均勻: 橫方向
PANEL TOP SIDE (B) MD LINES
70 y= - 0.0283x2 + 1.0341x + 62.743
板子後端 6.5
6.0
PANEL TOP SIDE (B) MD LINES
Y= - 0.214x2 + 2.4107x + 61.655 27 IPM Etch Speed (0.686 m/min)
板子前端
CONDUCTOR WIDTH, MICRONS
5.5 DIRECTION PANEL TRAVELED IN ETCHER
Dielectric
plexity Made Simpler…
/pcm
ET13
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Etch Factor – Definition (蝕刻因子定義)
CONDUCTOR CROSS-SECTION
Acid Etch – Etch Factor vs. Speed 酸性蝕刻 – 蝕刻因子與速度
ETCH FACTOR
ETCH FACTOR vs. CONVEYOR SPEED
10
9
8
7 6
5
4
3
2
1
0
15
20
25
30
35
40
45
50
CONVEYOR SPEED, inches/minute
plexity Made Simpler…
Etch Speed 蝕刻速度
Resist Compatibility 乾膜匹配性
System Control and Stability 系統的控制及穩定性
Environmental 環境
Cost 成本
plexity Made Simpler…
/pcm
ET9
/pcm
l DuPont iTechnologies Etcher Uniformity: 3-D
Primary Imaging Seminar
蝕刻均勻性:立體圖
CONDUCTOR WIDTHM, um
PANEL TOP SIDE
70 60 50 40 30 20 10
10
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10 15 20 25
30 35
40 45
OVERETCH AMOUNT, microns
plexity Made Simpler…
/pcm
ET18
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
plexity Made Simpler…
ET5
/pcm
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Critical Variables 重要變數
Chemical Concentration 化學液濃度 Temperature 溫度 Spray Pressure and Pattern 噴灑壓力和圖樣 Conveyor Rate 傳動速率
Galvanic Cell Reaction 電池反應
Also Called Electrochemical Etch 亦稱電化學蝕刻
Au > Ni > Sn > Sn/Pb
(worst)
(best)
plexity Made Simpler…
/pcm
Primary Imaging Seminar
Etching Methods 蝕刻方法
Spray Etching Equipment 噴灑蝕刻液設備
Critical Variables 重要之變數
Etchant Performance and Selection Criteria 蝕刻設備的性能及選擇要件
Etched Conductors 蝕刻後線路
50 um (2 mil) L/S ½-oz. Copper
plexity Made Simpler…
ET2
/pcm
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
t X
ETCH FACTOR =t/X
plexity Made Simpler…
/pcm
ET14
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Minimizing Undercut 降低側蝕量
Chemically 化學 Process Variables 製程變數 Artwork Compensation 底片補償值 Thinner Copper 薄銅
plexity Made Simpler…
ET7
/pcm
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Etching Uniformity: Machine Direction
蝕刻均勻度: 機械方向
7.0
After Resist Development 乾膜顯影後
plexity Made Simpler…Fra bibliotekET3
/pcm
l DuPont iTechnologies
Primary Imaging Seminar
Typical Etchants 典型的蝕刻液
65 27 IPM Etch Speed (0.686 m/min)
60
CONDUCTOR WIDTH, micron
55 50
45
Y= 0.0034x2 + 0.6428x + 36.133
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19 IPM Etch Speed
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(0.483 m/min)
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1
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ROW LABEL
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Primary Imaging Seminar
Acid Etch - Line Width vs. Conveyor Speed
酸性蝕刻 - 線寬與傳動速度
2-SIDE AVERAGE WIDTH (OPTICAL)
乾膜線寬75um
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Oscillating Spray Mechanism (噴灑擺動機構)
INTERLOCKING SINUSOIDAL CURVES OF OSCILLATING SPRAY MECHANISM
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Cupric Chloride Etchant 氯化銅蝕刻液
Chemistry 化學反應 Critical Variable 重要變數 Process Controls 製程控製 Productivity and Fine Line Variable 產量和細線路的變數 Performance Ratings 性能等級
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Etching 蝕刻
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Cupric Chloride Basic Chemistry 氯化銅基本化學反應
Cu0 + Cu2 + → 2 Cu+ Cu+ is complexed as CuCl3 2-
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Acid Etch – Etch Factor vs. Overetch 酸性蝕刻 – 蝕刻因子與過度蝕刻
ETCH FACTOR
ETCH FACTOR vs. OVERETCH AMOUNT
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Etching Uniformity: Transverse Direction 蝕刻不均勻: 橫方向
PANEL TOP SIDE (B) MD LINES
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板子後端 6.5
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5.5 DIRECTION PANEL TRAVELED IN ETCHER
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CONDUCTOR CROSS-SECTION
Acid Etch – Etch Factor vs. Speed 酸性蝕刻 – 蝕刻因子與速度
ETCH FACTOR
ETCH FACTOR vs. CONVEYOR SPEED
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Resist Compatibility 乾膜匹配性
System Control and Stability 系統的控制及穩定性
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蝕刻均勻性:立體圖
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Critical Variables 重要變數
Chemical Concentration 化學液濃度 Temperature 溫度 Spray Pressure and Pattern 噴灑壓力和圖樣 Conveyor Rate 傳動速率
Galvanic Cell Reaction 電池反應
Also Called Electrochemical Etch 亦稱電化學蝕刻
Au > Ni > Sn > Sn/Pb
(worst)
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Etching Methods 蝕刻方法
Spray Etching Equipment 噴灑蝕刻液設備
Critical Variables 重要之變數
Etchant Performance and Selection Criteria 蝕刻設備的性能及選擇要件
Etched Conductors 蝕刻後線路
50 um (2 mil) L/S ½-oz. Copper
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t X
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Minimizing Undercut 降低側蝕量
Chemically 化學 Process Variables 製程變數 Artwork Compensation 底片補償值 Thinner Copper 薄銅
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19 IPM Etch Speed
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(0.483 m/min)
30
1
2
3
4
5
6
7
8
ROW LABEL
plexity Made Simpler…
Primary Imaging Seminar
Acid Etch - Line Width vs. Conveyor Speed
酸性蝕刻 - 線寬與傳動速度
2-SIDE AVERAGE WIDTH (OPTICAL)
乾膜線寬75um
80
CONDUCTOR WIDTH, microns