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教
育
训
练
教
材
碱
性
蚀
刻
教
育
训
练
技
术
资
料
课程内容
一、
蚀刻定义
二、
三、
四、
五、
六、
七、
八、
碱性蚀刻一般流程
蚀铜液的反应机构
蚀铜液来源及添加
名词解释
影响侧蚀因素说明
槽液维护及管理
问题对策
一、蚀刻的定义
何谓蚀刻
:
根据化学反应原理，以化
学药水将生
产板
面上不要的铜层腐蚀
掉
,
形成我们所需要的铜面
回
路图形
,
这个制作过
程即称为“蚀刻”。
二、一般碱性蚀刻流程
1
、流程简图
钻孔
De burr
De smear
PTH/Cu I
外层线路
Cu
II/S n
去膜
蚀刻
去
S
n
2
、蚀刻过程简图
图
1.
电镀一铜
图
2.
压膜
底
片
一
铜
基
材
干
膜
一
铜
基
材
干
膜
一
铜
基
材
一
铜
图
3
.
曝
光
作
业
基
材
图
4
.
显
影
后
干
膜
蚀刻过程简图
图
5
电
镀
二
铜
图
6
二
铜
镀
锡
铅
锡
铅
一
铜
图
7
去
膜
图
8
蚀
刻
蚀刻药水
蚀
刻
阻
剂
蚀刻过程简图
图
9
蚀刻后
图
10
去锡铅
线
路
三、
蚀铜液的反应机构
1.
蚀刻
2Cu
＋
2Cu
（
NH
3
）
4
Cl
2
(
母
液
)
→
4Cu
＋
1
（
NH
3
）
2
Cl
（亚
铜离子）
2.
再生
4 Cu
＋
1
（
NH
3
）
2
Cl
＋
4 NH
3
＋
4
NH
4
Cl +O
2
4 Cu
＋
2
（
NH
3
）
4
Cl
2
＋
2H
2
O
3.
净反应：
2Cu
＋
4
NH
＋
4
<
/p>
NH
Cl
＋
O<
/p>
→
4
Cu
＋
2
（
NH
）
Cl
＋
2H
O
3
4
2
3
4
2
2
第一式反应之中间态亚铜离子之溶解度很差，是一种污泥状的
沉淀物，若未迅速除掉时会在板面上形成蚀铜的障碍，必须辅助以
氨水，氯离子及空气中大量的氧，使其继续氧化成可溶性的二价铜
< br>
离子而又再成为蚀铜的氧化剂，周而复始的继续蚀铜直到铜量太多
而减慢为止。
四、蚀铜液的
?
源及添加
< br>
NH
4
＋
…
.
NH
4
Cl
Cu
＋
2
..
基板底铜＋电镀铜（完全溶解）
Cl
-
……
NH
4
Cl
Cu
＋
1
..
反应中产生（溶解度低）
NH
3
…
..
NH
4
OH
或液氨<
/p>
Cu
..
基板铜
Stabilizer
安定剂…无机添加剂
Banking
Agent
护岸剂…有机添加剂
子液如何添加？（比重控制器）
随着
蚀刻的进行，槽液不断溶铜而比重
升高，比重控制器会反馈
<
/p>
讯号至添加马达
,
蚀刻子液便被
Dosing(
一般流量
4-6
L/min)
进入槽液
<
/p>
,
如此稀释而达到恢复槽液的设定比重
.
关于抽风
:
子液的
PH
值会高于槽液所需的
PH<
/p>
，多余的游离
NH3
靠抽风抽走
,
而
且在抽
风的过程中会带入空气中的
O
2
而补充再生反映之所需
.
蚀刻液操作条件：
范
围
最
适
条
件
氯离子含量：
175
～
210g/l
190g/l
铜
含
量
：
140
～
170g/l
155g/l
PH
值
：
8.1
～
8.8
8.3
比
重
:
1.200
～
1.230
1.215/50
℃
温
度
:
45
～
5
4
℃
48
℃
蚀铜
速率
：
(
依设备及温度而异
)2.5
～
3.5mil/min
注：连续操作须具储冷却系统
五、名词解释
1.
蚀刻速率
(etching
rate):
蚀刻速
率是衡量蚀刻液在某蚀刻机上
,
在一定条件下
< br>,
单位时间内的蚀铜能力
.
一般单位为
mil/min
或
um/min.
测试方法
:
a
.
准备基板做之前烘干（
120
C
*
10min
）
.
b.
将烘干后的基板
冷却后称重计
W1. c.
测试板经蚀刻后
(
以不露基材为
准
)
,
烘干
(120
℃
*10min).
d.
同样冷却后称重计
W
2
.
e.
计算：
E.R(mil/min)=(W1-W2)*
线速
*1000
/(2*
板面积
*8.93*
有效槽长
*2.54)
影响
E.
R
的因子
:
温度、槽液浓度、蚀刻机
喷盘喷嘴设
计、喷洒压力等
2.
蚀刻均匀性
:
衡量蚀刻机各喷嘴
/
喷管在整板面蚀铜深度的均匀度
蚀刻均
匀性测试：
建议以
2oz
基板铜测试
.
测试后均匀性尽可能下喷达到
90%,
上喷达
到
85%.(
上
喷水池效应
)
均匀性测试方法
: a
.
以取点法测蚀刻均匀性
(
上下板面均
匀的各取
N
个点
)
< br>b.2OZ
基板
,
尺寸为
20
″×
24
″
.
c.
以
CMI
先测量蚀刻前上下板面的铜厚
(
各
N
个点
),
再测量蚀刻后的铜
厚
(N
个点
),
计算出咬蚀量
,
并分析其在整个上下板面的分布情况
,
即蚀刻均匀性
.
d.
计算公式为：
U%
＝
1-(MAX-MIN)/(
２
*
平均咬蚀量
).
影响蚀刻均匀性的因子：
喷洒压力、
喷嘴形式、喷盘摇摆频率等
.
3.
蚀刻点测试
蚀刻点即蚀刻露出基材时
,
板子所处蚀刻槽中的位置
.
目
的：修饰线路的毛边和克服铜厚不均造
成的蚀刻差异
.
基准：
70+/-5%.
测试方法
:
a.
准备基板、依现场条件做至前处理完毕后待用
.
蚀
刻
过
程
b.
将测试板依次放入蚀刻段，并记录第<
/p>
1PNL
从进入到出来的时间，算出实际的
速度以便与设定速度作比较
.
c.
当第一
PNL
测试板出蚀刻段时立即关闭喷压，待走完水洗后，将板子取出并
按放板的顺序依序排列在蚀刻段出板处
.
d.
依测试板的蚀刻程序，观察开始有蚀刻不
净处，并量出长度，再除以蚀刻段
的全长，计算出蚀刻点
.
e.
蚀刻点计算方式：（未蚀刻干净的有效长度
/
蚀刻段的有效长度）
×
100%.
f.
蚀刻点未达标准时，检视蚀刻槽的喷嘴、喷压、速度与药
液，若有异常则调
整至标准值
.
4.
蚀刻因子
(etching
factor):
蚀刻过程中，蚀铜液除了做垂直向下的溶铜而且会攻
击线
路两侧无保护的铜面，称之为侧蚀
(Und
ercut),
因而造
成如下
的缺陷
,etching
< br>factor
即为蚀刻品质的一种指标
.
碱性蚀刻
EF
一般要求大于
2.5
RESIST
底片宽度
Cu II
Cu I
基材铜
Over
etching
Undercu
t
实际线宽
EF=2
H/(B-A)
影响蚀刻因子之因素：
1
、输入（
PCB
）
1.
线路品质（前制程的品质影响）；
2.
电镀均匀性；
3.
板面清洁度；
4.
铜皮结构
1.
循环系统：流量
turn/4min
a.
喷嘴形式和排列方式；
2.
喷洒系统
b.
摇摆频率；
c.
喷洒压力均匀性。
3.
自动添加系统。
4.
抽风。
2
、蚀刻设备
?
、影响侧蚀因素
< br>?
明
比重
铜含
?
蚀铜液
氯含
?
PH
值
添加剂
铜皮结构与厚
?
影响
undercut
原因
温
?
蚀刻速
?
蚀刻机
喷管排
?
位置
喷嘴形式
喷压
PH
的测量注意点
1.
温度
PH
值在常温时与
50C
的数值差异约
0.4
，计算公式如下
:
PH
（
50
）
=PH
（
X
）
-
0.21*50-X
）
/10
例如：
24C
时测得
PH
为
8.86
，问
50C
的
PH
是多少？
8
.86-0.21*
（
50-24
）<
/p>
/10=8.314
2.
PH
误差影响因素
1
）温度越低，
PH
越高，
50
C
与常温时约差异
0.4
2
）电极会慢慢老化
3
）不同厂牌或不同支电极，会差异约
0.15
4
）校正用的标准液会吸收
CO2
形成
H2CO3
而影响
准确
性
Date
07-03-2007
温度对比重的影响
50C
时蚀铜液的比重比常温（
25C
）时约低
0.01
，比重
<
/p>
每差异
0.01
其铜含量约差异
10 g/l
.
50
C
1.190
1.200
1.210
25
C
1.200
1.210
1.220
铜含量
g/l
135
145
155
1.215
1.220
1.225
1.230
160
165
七、子液与槽液维护
子液的维护及管理
槽液维护及管理
机台保养
每日保养
每周保养
每月保养
每半年保养
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