蝕刻培訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

蝕刻培訓(xùn)

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司一.概述蝕刻目的是通過化學(xué)方法，將不需要的銅箔予以去除，在板材上形成客戶所需的電路圖形。

隨著PCB工業(yè)的發(fā)展,各種導(dǎo)線之阻抗要求也越來越高，這必然要求導(dǎo)線的寬度控制更加嚴(yán)格。嚴(yán)格控制蝕刻液的工藝參數(shù),合理選擇最佳工藝條件是非常必要的

。

蝕刻液應(yīng)具備以下技術(shù)特征:1.適合各種抗蝕保護(hù)層的蝕刻液種類;2.蝕刻速度快,能有效的實(shí)現(xiàn)自動控制;3.蝕刻系數(shù)要大,側(cè)蝕小;4.蝕刻液能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和再生;5.溶銅量要大,溶液壽命長;6.蝕刻液變化小,穩(wěn)定性好;7.工藝條件范圍寬;8.水洗性好;9.銅回收再利用容易;10.作業(yè)環(huán)境良好和污水處理容易.

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二.分類、特性、組成與原理

1.三氯化鐵蝕刻液

特性:(1)可蝕刻銅、銅合金及鐵、鋅、鋁和鋁合金等;(2)適用網(wǎng)印抗蝕印料、液體感光膠、干膜和金鍍層等抗蝕層;(3)工藝穩(wěn)定,操作方便,成本低,但污染嚴(yán)重,廢液處理困難。

組成:三氯化鐵,鹽酸,氯化銅等

原理:對銅的蝕刻是靠三氯化鐵和氯化銅共同完成,主要是三氯化鐵;FeCl3+Cu→FeCl2+CuClFeCl3+CuCl→FeCl2+CuCl2CuCl2+Cu→2CuCl

2.酸性氯化銅蝕刻液特性:(1)適用于網(wǎng)印、干膜等抗蝕層的多層板內(nèi)層,負(fù)片外層和單面印制板;(2)蝕刻速率易控制;(3)溶銅量大,易再生和回收。組成:鹽酸,氯化銅等3

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司原理:CuCl2+Cu→Cu2Cl2

Cu2Cl2+4Clˉ→2[CuCl3]2ˉ再生途經(jīng):(1)氧氣再生:2Cu2Cl2+4HCl+O2→4CuCl2+2H2O(2)氯氣再生:Cu2Cl2+Cl2→2CuCl2(3)電解再生:在陽極:Cu1+→

Cu2++e

在陰極:Cu1+e→Cu。(4)次氯酸鈉再生:Cu2Cl2+2HCl+NaClO→2CuCl2+NaCl+H2O(5)H2O2再生:Cu2Cl2+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O(6)氯酸鈉再生:3Cu2Cl2+6HCl+NaClO3→6CuCl2+NaCl+3H2O

3.堿性氯化銅蝕刻液特性:(1)適用于金、銅及銅合金、鎳等抗蝕層的印制板;(2)蝕刻速率快、側(cè)蝕小,溶銅能力強(qiáng),易于控制;(3)可連續(xù)再生循環(huán)使用,成本低。

組成:CuCl2、NH3

、NH4Cl等

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XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司原理:

CuCl2+4NH3

→Cu(NH3)4Cl2

Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2

→2Cu(NH3)4Cl2+H2O4.其它蝕刻液硫酸-雙氧水體系過硫酸鹽體系鉻酸-硫酸體系

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XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司三.堿性蝕刻生產(chǎn)流程及操作控制參數(shù)

1.流程入板→退膜→水洗→干板→檢查→蝕刻→新液洗(氨水洗)→水洗→干板→檢查→退錫→水洗→干板→下工序

2.操作控制參數(shù)蝕刻液溫度：45~55℃蝕刻液PH值：8.0~8.8(50℃)蝕刻液比重：1.17~1.121Cu2+：120~150g/l，Cl：170~210g/l噴藥水壓力：20~40PSI噴水壓力：10~30PSI6

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四.控制方法(添加方式)

1.手動操作當(dāng)比重超過1.19或銅含量超過140g/L時,可除去1/5槽液,并添加子液至液面;

因換液后溶液溫度會下降,所以須等溶液循環(huán)5-10分鐘后才能恢復(fù)蝕刻;

長時間不用或抽風(fēng)太強(qiáng)PH值會降到8.0以下,做板時的錫潔白效果會降低,此時可添加20升左右的氨水恢復(fù)PH值及板面的潔白度,氨水添加時宜循環(huán)慢加,以免破壞成分比例。

2.自動添加當(dāng)工作溫度達(dá)到后,設(shè)定比重1.19;

自動添加開始動作時取槽液測試含銅量和比重，了解與設(shè)定值之誤差；自動添加器必須只有在溫度達(dá)到后才能啟動（銅離子含量一定時,溫度不同,比重不同）;

因管路輸送的關(guān)系，槽液在自動控制器值為140g/L時,槽內(nèi)的實(shí)際含銅量會超過140g/L,通常有±5g/L的誤差，要正確掌握.7

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司五.常見問題與解決方法問題原因解決方法

退膜不盡1)藥水濃度偏低1)調(diào)整濃度到適當(dāng)范圍2)壓力、溫度不夠,行速過快2)及時調(diào)整3)噴嘴堵塞3)疏通噴嘴板面氧化1)藥水濃度偏高1)調(diào)整藥水濃度2)溫度過高2)調(diào)整藥水溫度蝕銅未凈1)機(jī)速太快1)適當(dāng)調(diào)整機(jī)速2)藥水成分不當(dāng)2)調(diào)整藥水成分3)銅面受污染3)避免蝕銅前銅面受污染4)噴嘴堵塞4)清洗噴嘴5)溫度偏低5)調(diào)整溫度抗蝕層被浸蝕1)蝕刻液PH過低1)加氨水調(diào)整PH2)蝕刻液氯離子過高2)降低氯離子810

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司五.常見問題與解決方法問題原因解決方法

側(cè)蝕大,蝕刻過度1)蝕刻液PH高1)增加銅含量與抽風(fēng)2)速度太慢2)及時調(diào)整機(jī)速3)壓力過大3)降低壓力4)蝕刻液氯離子過高4)用5%氨水調(diào)整5)比重太低5)增加銅濃度速度降低1)溫度低或加熱失靈1)加熱升溫2)比重高,銅含量大2)添加子液蝕刻液沉淀1)氯-銅比置不對1)調(diào)整氯-銅比2)

PH低或漏水，帶入水太多2)減低抽風(fēng).修理3)比重過高3)添加子液4)缺氧4)加大抽風(fēng)或鼓風(fēng)進(jìn)蝕刻倉5)氯離子過低5)補(bǔ)加氯化銨提升氯離子11

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司六.性能測試1.蝕刻均勻性測試

1)取1PNL24”×18”之2/2OZ含銅基板,兩面至少各分為25個方格;2)測各小方格內(nèi)銅厚H1,并依次作好記錄;3)以正常1OZ之蝕板速度,將2/2OZ基板進(jìn)行蝕刻;4)測蝕刻后各小方塊內(nèi)銅厚H2,并與蝕刻前所測銅厚,相對應(yīng)作記錄;5)以蝕刻前之銅厚H1,減去蝕刻后之銅厚H2,即為蝕刻之銅厚h;6)以蝕刻掉銅厚之最小值Hmin除去蝕刻掉銅厚之最大值Hmax,即為蝕刻之均勻性;

7)計(jì)算公式:(最大值—最小值)/2蝕刻均勻性=1– ×100％平均值8)標(biāo)準(zhǔn)蝕刻均勻性不小于90％，上下表面蝕刻量平均值相差＜5um。若上下兩面蝕去之銅厚不均,可調(diào)整上下噴壓,若同一面均勻性差,可調(diào)整板面各區(qū)壓力分布來改變。

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2.蝕刻速率測定

1)取一2/2OZ含銅基板(無鉆孔),稱重W1(g);2)將板放入蝕刻線,按正常1OZ之生產(chǎn)速度進(jìn)行蝕刻后,取出洗凈,吹干稱重W2(g),并記錄蝕刻時間t(min);3)計(jì)算:(W1-W2)X1000

速率=mil/min2.54X2X長X寬X8.93Xt4)或用銅厚測試儀測蝕刻前后之銅厚(mil)

計(jì)算:流失銅厚(mil)

蝕刻速率=

時間(min)

3.蝕刻因子測定方法

1)取一做完電鍍銅錫之PCB板,要求該板具有朝向各個方向之線路,并有不同線寬線距(3/3mil至10/10mil)在全板縱橫分布;2)將測試板放入蝕刻線,走完蝕刻后出;3)對不同線寬線距之線路作切片分析,如下圖H:13

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司4)計(jì)算:2HA蝕刻因子E=A-B5)標(biāo)準(zhǔn):蝕刻因子通?？刂圃?-5BH4.蝕刻點(diǎn)測試

1)取1/1OZ之含銅基板數(shù)片(寬度與機(jī)臺同寬,基板數(shù)量應(yīng)能使基板覆蓋整個蝕刻段);2)將噴壓固定,并將速度調(diào)整至正常蝕刻之速度;3)將含銅基板逐一放入蝕刻段,板與板之間距須一致,當(dāng)?shù)谝黄遄叱鑫g刻段后,立即關(guān)閉蝕刻之噴淋,待水洗后將蝕刻板逐一按順序取出;4)將蝕刻板逐一按原蝕刻放置順序擺放好,觀察經(jīng)由噴灑所造成之殘銅是否形成均勻之波峰波谷;5)觀察殘銅之波峰是否落于蝕刻段長度之70-80%內(nèi),若在此范圍內(nèi),則表示蝕刻點(diǎn)正常,蝕刻速度合適,若不在此范圍內(nèi)則需調(diào)整速度,使蝕刻點(diǎn)落于蝕刻段長70-80%范圍內(nèi)。14

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司七.分析方法

1.銅含量

藥劑：

-MX指示劑

-0.1MEDTA溶液步驟：

1）抽取1ml的槽液，置于250ml錐形瓶中。

2）加入20-100ml純水。

3）加入約0.02g的MX指示劑。

4）以0.1MEDTA滴定，當(dāng)顏色由綠色再轉(zhuǎn)為藍(lán)色或紫色時點(diǎn)即為終點(diǎn)。

5)計(jì)算：銅含量g/L=滴定液體積ml×0.2×31.8

2.氯離子含量：藥劑：

-0.1AgNO3（硝酸銀）標(biāo)準(zhǔn)液

-10%Na2Cr2O7（重鉻酸鈉）指示劑-2%冰醋酸15

XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司步驟：

1）抽取5ml工作液至100ml量瓶中，并以純水稀釋至標(biāo)準(zhǔn)位置。

2）抽取5ml上項(xiàng)之稀釋液于250ml錐形瓶中。

3）加入20-50ml的純水

4）加入約0.35ml（7滴）10%Na2Cr2O7。

5）加入約適量2%冰醋酸：子液約需4—5ml，顏色由青綠變金黃。槽液約需10—12ml，顏色由混濁變澄清黃色。6）以0.1NAgNO3緩慢滴至由白色沉淀至散開顆粒狀、稍米黃色沉淀為終點(diǎn)。7)計(jì)算：氯離子g/L=AgNO3滴ml數(shù)×14.2

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XUDONG深圳市新日東升電子材料有限公司八.生產(chǎn)注意事項(xiàng)1.嚴(yán)格控制退膜液的濃度,以保證干膜以合適的速度和大小退去,且不易堵塞噴嘴；

2.退膜后水洗壓力應(yīng)大于1