PCB部落格 - 淺談PCB板外電路的刻蝕工藝

現時，印刷電路板加工的典型工藝採用“圖案電鍍法”。 也就是說，在銅箔部分上預鍍鉛錫抗蝕劑層，以保留在板的外層，即電路的圖形部分上，然後用化學方法將剩餘的銅箔蝕刻掉，這種方法稱為蝕刻。 就蝕刻工藝而言，應該注意的是，此時板上有兩層銅。 在外層蝕刻過程中，只有一層銅必須被完全蝕刻掉，其餘的將形成最終所需的電路。 這種類型的圖案電鍍的特徵在於僅在鉛錫抗蝕劑下方存在銅層。 另一種工藝方法是用銅塗覆整個板，感光膜以外的部分僅為錫或鉛錫抗蝕劑層。 這種工藝被稱為“全板鍍銅工藝”。 與圖案鍍相比，全板鍍銅的缺點是在板上各處鍍兩次銅，並且在蝕刻過程中必須將銅蝕刻掉。 囙此，當導線寬度非常細時，將出現一系列問題。 同時，側面腐蝕會嚴重影響線路的均勻性。 錫或鉛錫是在使用氨基蝕刻劑的蝕刻工藝中使用的常見抗蝕劑層。 氨蝕刻劑是一種常用的化學液體，與錫或鉛錫不發生任何化學反應。 氨蝕刻劑主要指氨水/氯化銨蝕刻溶液。 此外，市場上也可以買到氨水/硫酸氨蝕刻溶液。 硫酸鹽基蝕刻液，使用後，其中的銅可以通過電解分離，囙此可以重複使用。 由於其腐蝕速率低，在實際生產中通常很少使用，但預計將用於無氯蝕刻。 一些人試圖使用硫酸過氧化氫作為蝕刻劑來腐蝕外層圖案。 由於許多原因，包括經濟和廢物處理方面，這一過程尚未在商業意義上被採用。 此外，硫酸過氧化氫不能用於鉛錫抗蝕劑的蝕刻，並且該工藝不是PCB板外層生產的主要方法，囙此大多數人很少關心它。

1.蝕刻質量和早期問題蝕刻質量的基本要求是能够完全去除除抗蝕劑層下的所有銅層，僅此而已。嚴格來說，如果要定義接地，蝕刻質量必須包括線寬的均勻性和側面蝕刻的程度。 由於當前蝕刻劑的固有特性，它不僅向下蝕刻，而且在左右方向上具有蝕刻效果，囙此側面蝕刻幾乎是不可避免的。 底切問題是經常討論的蝕刻參數之一。 它被定義為底切寬度與蝕刻深度的比率，稱為蝕刻因數。 在印刷電路行業，它的變化很大，從1:1到1:5不等。 顯然，小的底切程度或低的蝕刻因數是令人滿意的。 蝕刻設備的結構和蝕刻溶液的不同成分會對蝕刻因數或側面蝕刻程度產生影響，或者樂觀地說，這是可以控制的。 使用某些添加劑可以降低側面蝕刻的程度。 這些添加劑的化學成分通常是商業秘密，其開發者不會向外界披露。 關於蝕刻設備的結構，以下章節將專門介紹。在許多方面，蝕刻的質量早在印刷電路板進入蝕刻機之前就已經存在。 因為印刷電路處理的各種工藝或過程之間有著非常緊密的內部聯系，所以沒有一種工藝不受其他工藝的影響，也不影響其他工藝。 許多被確定為蝕刻質量的問題實際上甚至更早地存在於剝離工藝中。 對於外層圖案的蝕刻工藝，由於其所反映的“逆流”現象比大多數印刷電路板工藝更為突出，囙此它反映了許多問題。 同時，這也是因為蝕刻是從自粘膜和光敏膜開始的一系列過程的一部分，之後外層圖案被成功轉移。 連結越多，出現問題的可能性就越大。 這可以被視為印刷電路生產過程中一個非常特殊的方面。 理論上，印刷電路進入蝕刻階段後，在用圖案電鍍法處理印刷電路的過程中，理想狀態應該是：電鍍後的銅和錫或銅和鉛錫的厚度之和不應超過電鍍電阻。感光膜的厚度， 使電鍍圖案完全被薄膜兩側的“壁”阻擋並嵌入其中。然而，在實際生產中，世界各地的印刷電路板經過電鍍後，塗層圖案比光敏圖案厚得多。 在電鍍銅和鉛錫的過程中，由於鍍層的高度超過感光膜，所以存在橫向積累的趨勢，並且出現了問題。 覆蓋在線條上方的錫或鉛錫抗蝕劑層延伸到兩側形成“邊緣”，感光膜的一小部分覆蓋在“邊緣”下方。 錫或鉛錫形成的“邊緣”使得在去除感光膜時無法完全去除感光膜，在“邊緣”下方留下一小部分“殘留膠”。 “殘留膠”或“殘留膜”留在抗蝕劑“邊緣”下方，會導致蝕刻不完全。 線路蝕刻後兩側形成“銅根”，銅根使線路間距變窄，導致印刷電路板不符合甲方要求，甚至可能被拒收。 由於拒收，PCB板的生產成本將大大新增。 此外，在許多情况下，由於反應形成溶解，在印刷電路行業中，殘留的薄膜和銅也可能在蝕刻溶液中形成沉積物，並堵塞蝕刻機的噴嘴和耐酸泵，必須關閉進行處理和清潔。， 影響工作效率。 設備調整和與腐蝕性溶液的相互作用在印刷電路加工中，氨蝕刻是一個相對精細和複雜的化學反應過程。 反過來，這是一項容易的工作。 一旦流程啟動，生產就可以繼續了。 關鍵是，一旦打開，它需要保持連續的工作狀態，不建議停下來。 蝕刻過程在很大程度上取決於設備的良好工作條件。 現時，無論使用何種蝕刻液，都必須使用高壓噴塗，並且為了獲得整齊的線側和高品質的蝕刻效果，必須嚴格選擇噴嘴的結構和噴塗方法。 為了獲得良好的副作用，出現了許多不同的理論，導致了不同的設計方法和設備結構。 這些理論往往大相徑庭。 但所有關於蝕刻的理論都承認儘快使金屬表面與新的蝕刻劑保持恒定接觸的基本原理。 對蝕刻過程的化學機理分析也證實了上述觀點。 在氨蝕刻中，假設所有其他參數都是恒定的，蝕刻速率主要由蝕刻溶液中的氨决定。 囙此，使用新鮮溶液蝕刻表面有兩個主要目的：一是沖洗掉剛剛產生的銅離子； 另一種是連續供應反應所需的氨。 在印刷電路行業的傳統知識中，特別是印刷電路原材料的供應商，通常認為氨基蝕刻溶液中單價銅離子的含量越低，