4-PCB碱性蚀刻液

影响蚀刻速率的因素
3.溶液PH值的影响 蚀刻液的PH值应保持在8.0～8.8之间。当PH值降到8.0
以下时，一方面是对金属抗蚀层不利。另一方面，蚀刻液 中的铜不能被完全络合成铜氨络离子，溶液要出现沉淀， 并在槽底形成泥状沉淀。这些泥状沉淀能在加热器上结成 硬皮，可能损坏加热器，还会堵塞泵和喷嘴，给蚀刻造成 困难，如果溶液PH值过高，蚀刻液中氨过饱和，游离氨释 放到大气中，导致环境污染。另一方面，溶液的PH值增大 也会增大侧蚀的程度，而影响蚀刻的精度。
PH值
蚀刻液的 温度
影响蚀刻速率的因素
1.Cu2+浓度的影响 因为Cu2+是氧化剂，所以Cu2+的浓度是影响蚀刻速率的主 要因素。研究铜浓度与蚀刻速率的关系表明：在0－11盎司 /加仑时，蚀刻时间长；在11－16盎司/加仑时，蚀刻速率 较低，且溶液控制困难；在18－22盎司/加仑时，蚀刻速率 高且溶液稳定；在22－30盎司/加仑时，溶液不稳定，趋向 于产生沉淀。
自动控制调整
随着蚀刻的进行，蚀刻液中铜含量不断增加，比 重逐渐升高，当蚀刻液中铜浓度达到一定高度时就要 即使调整。在自动控制补加装置中，是利用比重控制 器控制蚀刻液的比重。当比重升高时，带动比重控制 器浮球上升，当比重达到某一程度时启动自动添加系 统，子液添加到工作液中，自动排放比重过高的溶液， 并添加新的补加液，比重降低而带动浮球下降，到某 一程度时添加系统即自动关闭，使蚀刻液的比重调整 到允许的范围。补加液要事先配制好，放入补加桶内， 使补加桶的液面保持在一定的高度。
影响蚀刻速率的因素
4.温度的影响 蚀刻速率与温度有很大关系，蚀刻速率随着温度的
升高而加快。蚀刻液温度低于40℃，蚀刻速率很慢，而 蚀刻速率过慢会增大侧蚀量，影响蚀刻质量。温度高 于60℃，蚀刻速率明显增大。但NH3的挥发量也大大增 加，导致污染环境并使蚀刻液中化学组份比例失调。 故一般应控制在45℃～55℃为宜。
注：1加仑（美制）=3.785升 1盎司=28.35克 1盎司/加仑 =28.35/3.785=7.5G/1
影响蚀刻速率的因素
2.氯化铵含量的影响
通过蚀刻再生的化学反应可以看出:[Cu(NH3)2]1+的再 生需要有过量的NH3和NH4Cl存在。如果溶液中缺乏 NH4Cl,而使大量的[Cu(NH3)2]1+得不到再生，蚀刻速率就 会降低，以至失去蚀刻能力。所以，氯化铵的含量对蚀 刻速率影响很大。随着蚀刻的进行，要不断补加氯化铵。 但是，溶液中Cl-含量过高会引起抗蚀层被浸蚀。一般蚀 刻液中NH4Cl含量在180g/l左右。
蚀刻液再生原理 碱性蚀刻液再生反应：
2Cu(NH3)2Cl＋2NH4Cl＋2NH3＋1/2 O2 →2Cu(NH3)4Cl2＋H2O
从上述反应可看出，每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2 克分子氯化铵。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补 加氨水和氯化铵，因而蚀刻槽工作液（也叫母液）会不断增加。 由于所生成的[Cu(NH3)2]1+为Cu1+的络离子，不具有蚀刻能力， 所以必须排除部分母液，增加新的子液（子液不含铜离子）来满 足蚀刻要求。
培训课题：PCB碱性蚀刻液 讲 师： 培训时间：
蚀刻
印制电路板（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 （是电路的图形部分）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。
PCB蚀刻分为碱性和酸性两种，一为盐酸双氧 水体系（酸性）；二为氯化铵氨水体系（碱性）。
蚀刻过程中常出现的问题
蚀刻速率降低 这个问题与许多因素有关。要检查蚀刻条件，例如：
温度、喷淋压力、溶液比重、PH值和氯化铵的含量等，使 之达到适宜的范围。
抗蚀层被浸蚀 由于蚀刻液PH值过低或Cl含量过高所造成的。
铜的表面发黑，蚀刻不动 蚀刻液中NH4Cl的含量过低所造成的。
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本PPT主要针对碱性蚀刻液进行讲解。
蚀刻液原理
在蚀刻过程中，板面上的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子 氧化，其蚀刻反应如下：
Cu(NH3)4Cl2＋Cu →2Cu(NH3)2Cl
所生成的[Cu(NH3)2]1+为Cu1+的络离子，不具有蚀 刻能力。在有过量NH3和Cl-的情况下，能很快地被空 气中的O2所氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络 离子。
碱性蚀刻液各组分作用
国内目前大多采用下列配方
CuCl2·2H2O 100～150g/l
NH4Cl 100g/l
NH3·H2O 670～700ml/12
配制后溶液PH 值在9.6左右
溶液中各组份的作用：
NH3*H2O的作用是作为络合剂，使铜保持在溶液里。 NH4Cl的作用是能提高蚀刻速率、溶铜能力和溶液的稳
定性。 (NH4)3PO4的作用是能保持抗蚀镀层及孔内清洁。
碱性蚀刻液进行蚀刻的典型工艺流程
镀覆金属抗蚀层的
印制板(金、镍、锡 铅、锡、锡镍等镀
层)
去膜
水洗
水洗
用不含Cu2+的 补加液二次蚀
刻
碱性蚀刻
吹干 检查修板
检查
浸亮(可选ຫໍສະໝຸດ Baidu)
水洗
吹干
影响蚀刻速率的因素
蚀刻速率因素
Cu2+的浓 度
氯化铵浓 度