碱性蚀刻教材
碱性蚀刻制程讲义
碱性蚀刻制程讲义(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--碱性蚀刻制程讲义目录一、碱性蚀刻流程二、为什么要蚀刻三、碱性蚀刻制程需求四、制程及产品介绍五、特性及优点六、制程控制七、洗槽及配槽程序八、问题及对策九、信赖度测试方法十、药水分析方法一、碱性蚀刻流程剥膜→水洗→蚀刻→子液洗→水洗→剥锡→水洗→烘干二、为什么要蚀刻将基板上不需要的铜,以化学反应方式予以除去,以形成所需要的电路图形三、蚀刻制程需求1.适宜的抗蚀剂类型2.适宜的蚀刻液类型3.可实现自动控制4.蚀刻速度要快5.蚀刻因子要大,侧蚀少6.蚀刻液能连续运转和再生7.溶铜量要大,溶液寿命长四、制程及产品介绍PTL-503B为全溶碱性蚀刻液,适用于图形电镀金属抗蚀层,如镀覆镍.金.锡铅合金.锡镍合金及锡的印制电路板蚀刻1.剥膜成份:NaOH功能:剥除铜面上之干膜,露出底层铜面特性:强碱性,适用于水平及垂直设备2.碱性蚀刻主要成份:NH3H2O NH3Cl Cu(NH3)4Cl2①.Cu(NH3)4Cl2:具有蚀刻能力,与板面Cu反应,生成不具蚀刻能力之Cu(NH3)2Cl,在过量氨水和氯离子存在的情况下,Cu(NH3)2Cl很快被空气氧化生成具有蚀刻能力之Cu(NH3)4Cl2氧化 氧化氧化 氧化 ②. :提供蚀刻所需之碱性环境,并与NH 4Cl 一道完对Cu(NH 3)2Cl 之氧化再生 ③. NH 4Cl:提供再生时之Cl -反应原理: Cu+Cu(NH 3)4Cl 2→2Cu(NH 3)2Cl2Cu(NH 3)2Cl+2NH 4Cl+2NH 4OH+O 2→2Cu(NH 3)4Cl 2+2H 2O Cu+2NH 4Cl+2NH 4OH+O 2→Cu(NH 3)4Cl 2+2H 2O3. 剥锡铅:PTL-601D/605 PTL-602A/602B 1功能:剥除线路板表面锡金属抗蚀层,露出线路板之铜面,并保持铜面之光泽 主要成份:HNO 3①. 双液型:PTL-602A/602B 1 A. A 液a. 氧化剂:用以将Sn/Pb 氧化成PbO/SnOb. 抗结剂:将PbO/SnO 转成可溶性结构,避免饱和沉淀c. 抑制剂:防止A 液咬蚀锡铜合金 B. B 液a. 氧化剂:用以咬蚀铜锡合金b. 抗结剂:防止金属氧化物沉淀c. 护铜剂:保护铜面,防止氧化 ②. 单液型a. 氧化剂:用以将Sn/Pb 氧化成PbO/SnOb. 抗结剂:将PbO/SnO 转成可溶性结构c. 护铜剂:保持铜面,防止氧化 反应原理: 1. 咬Sn/PbSn/Pb SnO/PbO SnL/PbL H 2SnO 3(H 2O)X (a) 2. 铜锡合金剥除Cu 6Sn 5 Cu 2++Sn 2+(溶解)Cu 3Sn Cu 2++Sn 2+(溶解)五、 特性及优点六、 制程控制1. 操作参数表 补充:蚀刻液比重超过或铜含量超过160g/L 时,抽出1/5槽液并添加PTL-501B 到原液位管理:A. 定期检查自动控制之比重和槽液比重是否符合而做适当校正B. 定期分析槽液PH 值,铜含量,氯含量,并作成管制图C.每日下班时使用子液冲洗蚀铜机前后进出之滚轮,避免干燥氢氧化铜之累积D.长期不使用时,可多添加3-5%子液,避免NH3过量损失E.停机超过45-60日以上时,清洗蚀刻机槽维护如下:a.将槽液排出到预备槽b.用水喷洗5分钟后排放c.用3%(V/V)HCl清洗并喷洗5分钟后排放d.检查喷洒情况是否正常e.用水再清洗一次并检查加热器,冷却水管及滤钢板f.加水与约2%氨水或子液混合后喷洗5分钟后排放g.将槽液抽回F.氯化铵添加时请先在槽外以槽液溶解后,再加入蚀铜机内G.(氯离子标准值-分析值)×NH4Cl/Cl×槽体积(L)×1000=添加氯化铵Kg量H.PH值在50℃时与常温会呈现不同的值,换算公式如下:PH(50)=PH(X)×(50-X)/10例如:24℃时PH=,问50℃时的PH值是多少I.值的误差影响因素:温度越低,PH值越高,50℃与常温有时会差约电极会慢慢老化,而此过程中无法得知不同厂牌或不同电极,会差约校正用标准液会吸收空气中的CO2形成碳酸,若溶入标准液时,则影响准确性用与用做校正,也会不同J.蚀铜液的PH值变数太多,通常只作参考,用滴定碱当量法是比较准确的K.比重在50℃的值与常温时约差,比重差时,铜含量约差10g/L50℃25℃铜(g/L)140150160165七、洗槽及配槽程序1.新线洗槽程序a.以清水清洗所有药水槽及水洗槽,然后排放b.将各水洗槽及药水槽注满清水,加入5-10g/L片碱,开启循环过滤系统,维持四小时以上然后将废液排除c.用清水冲洗各槽体,并排放d.将各槽注满清水,循环30分钟后排放e.将各槽注入1/2槽体积水,加入1-2%槽体积H2SO4,然后注满清水,开启循环过滤系统,维持1-2小时后排放f.用清水冲洗各槽体,并将水排放g.以清水注满各槽,开启循环过滤系统,维持30分钟后排放h.剥膜槽用5-10g/L NaOH,蚀刻槽用1-2% ,剥锡槽用1-2% HNO3再次循环清洗1小时后,即可进行全线配槽2.配槽程序A.剥膜槽a.注入1/2槽体积清水,加入50g/L NaOH(NaOH需预先溶解后再加入槽内,以免堵塞管道)b.补充水至标准液位,循环20-30分钟c.分析调整药水浓度d.升温至50℃B.蚀刻槽a.取蚀刻母液PTL-503A(可由旧蚀刻线接取),加入蚀刻槽内b.分析调整母液浓度c.升温至50℃C.剥锡铅槽a.单液型剥锡铅液:直接将剥锡铅液原液加入槽内(PTL-601D,PTL-605),搅拌均匀b.双液型剥锡铅液:(PTL-602A/PTL-602B1)①.将PTL-602A原液加入剥锡铅线A段②.将95%槽体积PTL-602B1加入剥锡铅线B段,并缓慢加入5%槽体积H2O2(35%)③.将槽液搅拌均匀八、问题与对策:1.蚀铜液常见问题与对策2.剥锡/铅液常见问题及对策九、 信赖度测试方法1. 蚀刻均匀性测试a. 取1PNL 24”×18”之2/2 OZ 含铜基板,两面至少各分为25个方格b. 测各小方格内铜厚H 1并依次作好记录c. 以正常之蚀板速度,将2/2 OZ 基板进行蚀刻d. 测蚀刻后各小方块内铜厚H 2,并与蚀刻前所测铜厚,相对应作记录e. 以蚀刻前之铜厚H 1,减去蚀刻后之铜厚H 2,即为蚀刻之铜厚hf. 以蚀刻掉铜厚之最小值H min 除去蚀刻掉铜厚之最大值H max ,即为蚀刻之均匀性均匀性>80%g. ,可调整上下喷压,若同一面均匀性差,可调2. 蚀刻速率测定a. 取一2/2 OZ 含铜基板,称重W 1(g)b. 将板放入蚀刻线,按正常之生产速度进行蚀刻后,取出洗净,吹干称重W 2(g),c. 计算:d. 计算:蚀刻速率3. 蚀刻因子测定方法a. 取一做完电镀铜锡之PCB 板,要求该板具有朝向各个方向之线路,并有不同线宽线距(3/3mil 至10/10mil)在全板纵横分布b. 将测试板放入蚀刻线,走完蚀刻后出c. 对不同线宽线距之线路作切片分析,如下图d. 蚀刻因子蚀刻因子通常控制在3-54. 蚀刻点测试a. 取1/1 OZ 之含铜基板数片(宽度与机台同宽,基板数量应能使基板覆盖整个蚀刻段)b. 将喷压固定,并将速度调整至正常蚀刻之速度c. 将含铜基板逐一放入蚀刻段,板与板之间距须一致,当第一片基板走出蚀刻段后,立即关闭蚀刻之喷淋,待水洗后将蚀刻板逐一按顺序取出d. 将蚀刻板逐一按原蚀刻放置顺序摆放好,观察经由喷洒所造成之残铜是否形成均匀之波峰波谷e. 观察残铜之波峰是否落于蚀刻段长度之70-80%内,若在此范围内,则表示蚀刻点正常,蚀刻速度合适,若不在此范围内则需调整速度,使蚀刻点落于蚀刻段长70-80%范围内 十、 分析方法㈠. 剥膜液NaOH 化学分析试剂:酚酞指示剂 HCl方法:a. 取槽液5ml 于250ml 锥形瓶中b. 加50ml纯水c. 加3-5滴酚酞指示剂d. 用1N HCl滴定,溶液由红色变成无色为终点计算:NaOH=×1N HCl滴定ml数㈡. 蚀刻液PTL-503B化学分析①.铜离子含量分析试剂:PH=10缓冲液 PAN指示剂(1%) EDTA方法:a.取槽液10ml于100ml容量瓶中,加纯水至刻度线b.从上述溶液中取5ml于250ml锥形瓶中c.加入30ml纯水并加入20ml PH=10缓冲液d.加入4-6滴PAN指示剂e.用 EDTA滴定,溶液由蓝色变成草绿色为终点计算:Cu2+(g/L)=× EDTA滴定ml数②.氯离子含量分析试剂:20% 乙酸 20% K2CrO4 AgNO3方法:a.取槽液10ml于100ml容量瓶中,加纯水至刻度线b.从上述溶液中取5ml于250ml锥形瓶中c.加入30ml纯水并加入20ml 20%乙酸,15ml 20% K2CrO4缓冲液d.用 AgNO3滴定,溶液中沉淀细碎并呈粉红色为终点计算:[Cl-](N)=× AgNO3滴定ml数③.剥锡/铅液PTL-601D化学分析试剂:酚酞指示剂(1%) NaOH方法:a. 取槽液2ml于250ml锥形瓶中b. 加入20ml纯水并加入3-5滴酚酞指示剂c. 用 NaOH滴定,溶液由无色变成粉红色为终点计算:[H+](N)=× NaOH滴定ml数④.剥锡/铅液PTL-605化学分析试剂:酚酞指示剂(1%) NaOH方法:a. 取槽液2ml于250ml锥形瓶中b. 加入20ml纯水并加入3-5滴酚酞指示剂c. 用 NaOH滴定,溶液由无色变成粉红色为终点计算:[H+](N)=× NaOH滴定ml数⑤.剥锡/铅液PTL-602A/B1化学分析A. PTL-602A含量分析试剂:甲基红指示剂%) 1N NaOH方法:a.取5ml槽液于250ml锥形瓶中b.加入50ml纯水c.加入3-5滴甲基红指示剂d.用1N NaOH溶液滴定,颜色由红色变成黄色为终点计算:PTL-602A(N)=×1N NaOH含量分析←酸当量分析试剂:甲基红指示剂%) 1N NaOH方法:a. 取5ml槽液于250ml锥形瓶中b. 加入50ml纯水c. 加入3-5滴甲基红指示剂d. 用1N NaOH溶液滴定,颜色由红色变成黄色为终点计算:PTL-602B1(N)=×1N NaOH滴定ml数↑双氧水含量分析试剂:35% H2SO4 KMnO4方法:a.取1ml槽液于250ml锥形瓶中b.加入50ml纯水c.加入20ml 35% H2SO4溶液d.用 KMnO4溶液滴定,颜色由无色变成微红色为终点计算:35% H2O2(%)=× KMnO4滴定ml数。
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
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阳极：Cu+ → Cu2+ +ejetchem
再生设备投入 较大且要消耗 较多的电能
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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
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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
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三、酸性蚀刻的工艺流程及反应原理
1. 示意图 负片蚀刻
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酸性蚀刻加药器简易图
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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
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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
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水池效应
图3 上下板面喷淋液流向
板面流 向
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图4 喷淋液在板面成水池
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第四讲碱性各向异性刻蚀
碱性各向异性刻蚀优缺点：工艺开发水平较高；结构几何尺寸能够精确控制（晶体结构）；整体的设备投资少，成本相对低；批量加工制造能力强；潜在的可以与CMOS 工艺集成能力；缺点：无法或者很难获得垂直的侧面，因而结构的体积和构造方式有一定制约；一般需双面光刻，成本有所上升（并非湿法独有）KOH 与半导体工艺不兼容，只能安排在最后完成，但是可以选择其它的刻蚀液以求得兼容刻蚀设备简单，但是控制不够精确加工时间比较长（刻蚀深度足够大），可能导致其它的问题依据晶相结构的成型规律显著制约了微结构设计的灵活性，复杂且难以精确预计的凸角补偿使人望而却步。
湿法各向异性刻蚀因为这些缺点正在被逐渐进步的干法刻蚀工艺排挤，但是，目前和不久的将来它仍然是广泛应用的技术，特别是在深度微结构大规模生产工艺中。
各向异性刻蚀的基本原理：单晶硅的不同晶面在部分刻蚀剂溶液中，刻蚀速率各有不同，一部分快，一部分慢，当一块单晶硅暴露于刻蚀剂中，刻蚀快的晶面随着刻蚀进程逐渐趋于消失，而刻蚀速度慢的晶面则倾向于作为终止层得以保留，构成最后结构的组成部分。
各向异性刻蚀的主要优点和缺点盖源于此多种碱性溶液可以胜任各向异性刻蚀的工作，但是其中最著名者当属KOH，其次是EDP （乙二胺+对苯二酚+水）,还有TMAH （四甲基氢氧化铵）、肼（联胺）、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯以及氨水等。
从工艺兼容性、刻蚀选择比等角度比较，EDP 最佳，但是其中的乙二胺毒性比较大，而且易挥发，所以。
在升温的体系中比较难以接受，因此已经被大多数工艺线所摈弃，目前最多使用的是KOH 。
稀的KOH 没有显著毒性，但是也是危险的化学品，特别是在60-100 度的刻蚀温度区间内，它的腐蚀能力十分了得，操作要特别注意自我保护。
一个简单的装置就能够满足使用要求，更为简单的是无上盖回流装置的外溢式结构，辐射加热兼磁力搅拌的方式。
无论何种体系，整个装置必须置于通风柜内工作，以散逸持续产生的氢气。
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。
碱性蚀刻教材
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、碱性蚀刻一般流程三、蚀铜液的反应机构四、蚀铜液来源及添加五、名词解释六、影响侧蚀因素说明七、槽液维护及管理八、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 n2、蚀刻过程简图图1.电镀一铜图2.压膜一铜干膜基材一铜基材底片干膜干膜一铜基材一铜图3.曝光作业基材图4.显影后图5 电镀二铜蚀刻过程简图二铜 一铜图6 镀锡铅 锡铅图7 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）4Cl 2(母液)→4Cu ＋1（NH 3）2Cl （亚铜离子）2. 再生 4 Cu ＋1（NH 3）2Cl ＋4 NH 3＋4 NH 4Cl +O 2 4 Cu ＋2（NH 3）4Cl 2＋2H 2O3. 净反应：2Cu ＋4 NH 3＋4 NH 4Cl ＋O 2→4 Cu ＋2（NH 3）4Cl 2＋2H 2O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 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、蚀铜液的来源及添加NH 4＋…. NH 4Cl Cu ＋2 .. 基板底铜＋电镀铜（完全溶解） Cl -…… NH 4Cl Cu ＋1 .. 反应中产生（溶解度低） NH 3….. NH 4OH 或液氨 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 ,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 ，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：～比重: ～50℃温度: 45～54℃48℃蚀铜速率：(依设备及温度而异)～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, 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（120C*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W2.e.计算：(mil/min)=(W1-W2)*线速*1000/(2*板面积**有效槽长*影响的因子: 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) 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.蚀刻过程b. 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(Undercut),因而造成如下的缺陷,etching factor即为蚀刻品质的一种指标.碱性蚀刻EF一般要求大于RESIST底片宽度Cu IICu I基材铜Over etching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；六、影响侧蚀因素说明比重铜含量1. 温度PH的测量注意点PH值在常温时与50C的数值差异约，计算公式如下: PH（50）=PH（X）-*50-X）/10例如：24C时测得PH为，问50C的PH是多少？（50-24）/10=2. PH误差影响因素1）温度越低，PH越高，50C与常温时约差异2）电极会慢慢老化3）不同厂牌或不同支电极，会差异约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，比重每差异其铜含量约差异10 g/l .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蚀刻子液及去锡液的维护及管理蚀刻子液的结晶点约在15C，一般冬天温度低于15C 时，容易结晶堵塞输送管路，而影响生产.故建议使用保温措施.TEMPSENSOR/不锈ES-480中央供料40C热水槽液维护及管理1.定期检查自动控制之比重和槽液比重是否符合而做适当校正（1次/周）2.定期分析槽液PH值、铜含量、氯含量，并作成管制图.（1次/班）3.每日下班时，使用子液冲洗蚀铜机前、后进出之滚轮，避免干燥氢氧化铜之累积过量损失4.长期不使用时，可多添加3﹪~5﹪子液，避免NH3机台保养1、每日保养1）将机器外表的污点、污泥，化学结晶物一下列循序擦拭干净a.以布沾20﹪的氨水擦拭 b.以步沾水擦拭 c.以干布擦拭或以高压气枪吹干2）取下蚀铜帮浦的过滤网或过滤蕊，以水或高压器枪清洁3）检查喷嘴是否堵塞，取下赌塞之喷嘴，将其侵入稀盐酸溶液中，取出后再以水洗，以高压气枪对准喷嘴入口喷气，去除堵塞，若仍不能去除，则以比喷口小的铁丝通喷嘴，注意不可伤喷嘴，装回时不得锁太紧否则牙会损4）以毛刷沾20﹪的氨水除传动齿轮处的污泥，清除后切忌不得以水冲洗否则会污染槽液5）在传送链条处薄薄地抹上一层黄油6）将温度设定到室温以下，查看冷却水是否循环，以确定循环电磁阀是否正常2、每周保养1）检查摆动马达减速箱和传动马达减速箱润滑油是否有漏，液面是否正常，否则补足。
4-PCB碱性蚀刻液
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。
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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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谢 谢！
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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
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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。
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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
碱蚀作业指导书
碱蚀作业指导书一、任务概述碱蚀作业是指在工业生产过程中，使用碱性溶液对特定材料进行腐蚀处理的一种作业。
本指导书旨在提供碱蚀作业的详细步骤和操作要点，确保作业安全、高效进行。
二、作业准备1. 材料准备：- 碱性溶液：根据作业需求选择适当的碱性溶液，并按照配方准确配置。
- 待蚀材料：根据作业要求选择合适的材料，并确保其表面干净、光滑。
- 相应的工具和设备：如蚀刻槽、蚀刻夹具、搅拌器等。
2. 安全措施：- 穿戴个人防护装备：包括防护眼镜、手套、防护服等。
- 确保通风良好：作业场所应具备良好的通风条件，以防止有害气体积聚。
- 防止溅溶液：在作业区域周围设置防溅板，防止溶液溅到其他区域。
三、作业步骤1. 准备蚀刻槽：- 清洗蚀刻槽：使用清洁剂彻底清洗蚀刻槽，确保无杂质。
- 填充溶液：根据配方准确配置碱性溶液，并将其倒入蚀刻槽中。
- 调节温度：根据作业要求，调节溶液的温度，确保在合适的温度范围内。
2. 准备待蚀材料：- 清洗材料表面：使用清洁剂和刷子清洗待蚀材料表面，去除污垢和油脂等杂质。
- 确保干燥：将待蚀材料放置在通风干燥的环境中，确保其表面完全干燥。
3. 进行碱蚀作业：- 将待蚀材料放入蚀刻槽中：使用蚀刻夹具将待蚀材料固定在蚀刻槽中，确保其与溶液充分接触。
- 控制蚀刻时间：根据作业要求，控制蚀刻时间，确保达到所需的蚀刻效果。
- 搅拌溶液：使用搅拌器轻轻搅拌溶液，促使蚀刻效果均匀。
4. 完成碱蚀作业：- 取出蚀刻材料：蚀刻时间到达后，将蚀刻材料从蚀刻槽中取出，放置在通风处晾干。
- 清洗蚀刻槽：将蚀刻槽中的残留溶液倒掉，并使用清洁剂和刷子清洗蚀刻槽，确保下次使用前干净。
四、作业注意事项1. 安全第一：在进行碱蚀作业时，必须严格遵守安全操作规程，穿戴个人防护装备，并确保作业场所通风良好。
2. 注意溶液配置：按照配方准确配置碱性溶液，避免过量或不足。
3. 控制蚀刻时间：根据作业要求，严格控制蚀刻时间，避免过度腐蚀或不足蚀刻。
碱性蚀刻工序培训讲义
碱性蚀刻培训讲义蚀刻是将板面上多余之铜蚀去得到合符要求的线路图形的重要工序。
一、工艺流程（外层）退膜→水洗→蚀刻→子液洗→水洗→孔处理（沉金板）→退锡。
二、控制要点与工作原理1.退膜：是利用碱性溶液进行干膜的剥除工作，我司使用的退膜液有3% KOH与10-13% RR-2有机退膜液，其中KOH的氧化性较强，一般在溶液中添加抗氧化剂，以防止蚀刻铜面的氧化。
2.蚀刻：是使用碱性蚀铜液将不需要的部份铜予以去除，而形成线路图形，碱性CuCl2蚀刻液中主要含Cu（NH3）42+、Cl _、NH4+、OH_及一些有机、无机添加剂。
(1)蚀刻反应原理为：Cu（NH3）4Cl2+Cu 2Cu（NH3）2Cl所生成的[Cu（NH3）2]+为Cu+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，其再生反应式如下：2Cu（NH3）Cl+2NH4Cl+2NH3+12O2 2Cu（NH3）4Cl2+H2O 蚀刻过程就是重复上述两个反应，简单一点就是Cu2+吃Cu成为Cu+，Cu+经氧化反又生成Cu2+，Cu2+又去吃Cu。
（2）在蚀刻过程中，随着铜的溶解，要不断补充氨水和氨化铵，这样才能使得[Cu（NH3）4]2+的再生，通过比重计和PH计的自动控制添加可实现上述反应的连贯。
（3）在生产过程中，重点要控制的应该是蚀刻的均匀性和蚀刻速率问题，均匀性是前提，假如蚀刻不均匀，蚀刻速率再大，也会造成局部线粗/线达不到要求，更何况加上板面电镀的不均匀，进一步造成蚀刻对局部的不均匀。
（4）蚀刻的均匀性主要依赖于蚀刻设备的结构，如摇摆、喷管、喷咀、泵浦等，蚀刻的上喷和下喷效果是不相同的。
由于板子上面的蚀刻，受到一种叫作水池效应的影响，使得含铜量高的蚀刻液在表面积存不易排走，令后来喷洒的新鲜蚀刻液不能直接打到待蚀铜面上，造成蚀刻效果不好，而改善这一现象的方法是：调大上喷压力，使喷洒的药水更加有力地与待蚀铜面接触，这样才有可能使上、下两面的蚀刻速率相同，但均匀性上喷应该要差一些。
碱性蚀刻教材
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、碱性蚀刻一般流程三、蚀铜液的反应机构四、蚀铜液来源及添加五、名词解释六、影响侧蚀因素说明七、槽液维护及管理八、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 n2、蚀刻过程简图图1.电镀一铜图2.压膜一铜干膜基材一铜基材底片干膜干膜一铜基材一铜图3.曝光作业基材图4.显影后图5 电镀二铜蚀刻过程简图二铜 一铜图6 镀锡铅 锡铅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（NH3）4Cl2(母液)→4Cu＋1（NH3）2Cl（亚铜离子）2.再生 4 Cu＋1（NH3）2Cl＋4 NH3＋4 NH4Cl +O24 Cu＋2（NH3）4Cl2＋2H2O3.净反应：2Cu＋4NH3＋4NH4Cl＋O2→4Cu＋2（NH3）4Cl2＋2H2O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、蚀铜液的来源及添加NH 4＋…. NH 4Cl Cu ＋2 .. 基板底铜＋电镀铜（完全溶解） Cl -…… NH 4Cl Cu ＋1 .. 反应中产生（溶解度低） NH 3….. NH 4OH 或液氨 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 ,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 ，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: 45～54℃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, 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（120C*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W2.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) 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.蚀刻过程b. 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(Undercut),因而造成如下的缺陷,etching factor即为蚀刻品质的一种指标.碱性蚀刻EF一般要求大于2.5RESIST底片宽度Cu IICu IOver etching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；六、影响侧蚀因素说明比重铜含量1. 温度PH的测量注意点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）/10=8.3142. PH误差影响因素1）温度越低，PH越高，50C与常温时约差异0.42）电极会慢慢老化3）不同厂牌或不同支电极，会差异约0.154）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蚀刻子液及去锡液的维护及管理蚀刻子液的结晶点约在15C，一般冬天温度低于15C 时，容易结晶堵塞输送管路，而影响生产.故建议使用保温措施.TEMPES-480 40C热水SENSOR/不锈槽液维护及管理1.定期检查自动控制之比重和槽液比重是否符合而做适当校正（1次/周）2.定期分析槽液PH值、铜含量、氯含量，并作成管制图.（1次/班）3.每日下班时，使用子液冲洗蚀铜机前、后进出之滚轮，避免干燥氢氧化铜之累积过量损失4.长期不使用时，可多添加3﹪~5﹪子液，避免NH3机台保养1、每日保养1）将机器外表的污点、污泥，化学结晶物一下列循序擦拭干净a.以布沾20﹪的氨水擦拭 b.以步沾水擦拭 c.以干布擦拭或以高压气枪吹干2）取下蚀铜帮浦的过滤网或过滤蕊，以水或高压器枪清洁3）检查喷嘴是否堵塞，取下赌塞之喷嘴，将其侵入稀盐酸溶液中，取出后再以水洗，以高压气枪对准喷嘴入口喷气，去除堵塞，若仍不能去除，则以比喷口小的铁丝通喷嘴，注意不可伤喷嘴，装回时不得锁太紧否则牙会损4）以毛刷沾20﹪的氨水除传动齿轮处的污泥，清除后切忌不得以水冲洗否则会污染槽液5）在传送链条处薄薄地抹上一层黄油6）将温度设定到室温以下，查看冷却水是否循环，以确定循环电磁阀是否正常2、每周保养1）检查摆动马达减速箱和传动马达减速箱润滑油是否有漏，液面是否正常，否则补足。
碱性蚀刻教材(借鉴文本)
碱性蚀刻教育训练技术资料
课程内容
一、蚀刻定义
二、碱性蚀刻一般流程三、蚀铜液的反应机构四、蚀铜液来源及添加五、名词解释
六、影响侧蚀因素说明七、槽液维护及管理八、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 burrDe smearPTH/CuI外层线路CuII/Sn
去膜蚀刻
去Sn
2、蚀刻过程简图
图1.电镀一铜图2.压膜
一铜干膜
基材一铜Biblioteka 基材底片干膜干膜一铜
一铜基材
图3.曝光作业基材图4.显影后
pcb教材-10蚀刻
pcb教材-10蚀刻十蚀刻10.1制程目的将线路电镀完成从电镀设备取下的板子,做后加工完成线路:A. 剥膜:将抗电镀用途的干膜以药水剥除B. 线路蚀刻:把非导体部分的铜溶蚀掉C. 剥锡(铅):最后将抗蚀刻的锡(铅)镀层除去上述步骤是由水平连线设备一次完工.10.2 制造流程剥膜→线路蚀刻→剥锡铅10.2.1剥膜剥膜在pcb制程中，有两个step会使用，一是内层线路蚀刻后之D/F剥除，二是外层线路蚀刻前D/F剥除(若外层制作为负片制程)D/F 的剥除是一单纯简易的制程，一般皆使用连线水平设备，其使用之化学药液多为NaOH或KOH浓度在1~3%重量比。
注意事项如下：A. 硬化后之干膜在此溶液下部份溶解，部份剥成片状，为维持药液的效果及后水洗能彻底，过滤系统的效能非常重要.B. 有些设备设计了轻刷或超音波搅拌来确保膜的彻底，尤其是在外层蚀刻后的剥膜, 线路边被二次铜微微卡住的干膜必须被彻底剥下，以免影响线路品质。
也有在溶液中加入BCS帮助溶解，但有违环保，且对人体有害。
C. 有文献指K(钾)会攻击锡，因此外层线路蚀刻前之剥膜液之选择须谨慎评估。
剥膜液为碱性，因此水洗的彻底与否，非常重要，内层之剥膜后有加酸洗中和，也有防铜面氧化而做氧化处理者。
10.2.2线路蚀刻本节中仅探讨碱性蚀刻,酸性蚀刻则见四内层制作10.2.2.1 蚀铜的机构A. 在碱性环境溶液中，铜离子非常容易形成氢氧化铜之沉淀，需加入足够的氨水使产生氨铜的错离子团，则可抑制其沉淀的发生，同时使原有多量的铜及继续溶解的铜在液中形成非常安定的错氨铜离子，此种二价的氨铜错离子又可当成氧化剂使零价的金属铜被氧化而溶解，不过氧化还原反应过程中会有一价亚铜离子)出现，即此一反应之中间态亚铜离子之溶解度很差，必须辅助以氨水、氨离子及空气中大量的氧使其继续氧化成为可溶的二价铜离子，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。
故一般蚀刻机之抽风除了排除氨臭外更可供给新鲜的空气以加速蚀铜。
内层蚀刻教材
培训教材
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Cu1+浓度与氧化--还原电位之间的关系
(g/L)
1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
500 505 510 515 520 525 530 535 540 545 550 555
(mv)
培训教材
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溶液氧化一还原反应位与蚀刻速率的关系
培训教材
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冲、蚀板线机器保养程序
名称
酸洗
碱洗
酸洗
水洗
冲板缸800升
加水至水位。加NaOH20 加水至水位。加硫 加水至水位。循
公斤，循环喷洗1小时。 酸12升，循环喷洗 环喷洗0.5小时。
放掉，用水冲洗。
0.5小时。放掉，用 放掉，备用。
水冲洗。
冲板机自动加
加水至水位。加NaOH20 加水至水位。加硫 加水至水位。循
目录
工艺流程及原理 工艺参数 工序中常见问题及解决方法 废液处理 展望
培训教材
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一、工艺流程
显影
水洗
蚀刻
褪膜
放显 板影
缸
1
显
水水 水
影
洗洗 洗
缸
12 3
2
蚀 刻
蚀 刻
水水水 褪 褪 洗洗 洗 膜 膜
水水 水收 洗洗 洗板1来自2123 1 2
12 3
培训教材
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工艺原理
A、显影 （1）定义 显影：利用碳酸钠的弱碱性将干膜上未经紫外线辐射
药缸800升
公斤，循环喷洗1小时。 酸12升，循环喷洗 环喷洗0.5小时。
放掉，用水冲洗。
0.5小时。放掉，用 放掉，备用。
图形电镀和碱性蚀刻培训讲义
六、主要问题
6、水渍 原因：①电镀前脏水沾到板面 ②除油剂浓度高或水洗效果差,无 法去除残留除油剂 ③光剂不协调
六、主要问题
7、铜丝 原因：①打砂纸 ②光剂使用寿命已到 8、孔无铜 原因：①前工序漏下来 ②未镀上锡 9、烧板 原因：①一般是板落到浮桥外
七、特殊工艺流程
镀孔工艺：若孔较小或孔铜要求1.2 以上 ，面铜要求较薄，则 走镀孔工艺。
B、蚀刻——反应机理 、蚀刻 反应机理 事实上，许多的氨性蚀刻液产品都含有一价铜
离子的特殊配位基（一些复杂的溶剂），其作 用是降低一价铜离子(这些即是他们的产品具 有高反应能力的技术秘诀 ),可见一价铜离子的 影 响 是 不 小 的 。 将 一 价 铜 由 5000ppm 降 至 50ppm，蚀刻速率会提高一倍以上。 由于蚀刻反应过程中生成大量的一价铜离子， 又由于一价铜离子总是与氨的络合基紧紧的结 合在一起,所以保持其含量近于零是十分困难的。 通过大气中氧的作用将一价铜转换成二价铜可 以去除一价铜。用喷淋的方式可以达到上述目 的。
六、主要问题
4、针孔 原因：①打气不均匀，产生了微 气泡或无法赶走产生的H2 此四项会产生 ②过滤泵漏气 或功率太大 规则圆形凹陷 ③循环泵漏气 ④润湿剂不够 ⑤前工序在板面上留有残留物 ⑥铜缸太脏,需炭处理 ⑦板落浮桥外
六、主要问题
5、板面凹点 原因：①整平剂浓度较低达不到真整平 效果 ②润湿剂太低,无法去除因张力附 着的杂质和气泡 ③溶液太脏,张力加大
三、各缸药水成份和作用
_
成份③：Cl 作用：①与光剂共同作用,使板面光洁平 整； ②活化阳极浓度太低时,镀层光亮 性和整平性降低,太低时会产生 枝晶浓度太高时,跟光剂不足产 生的现象(如无光、粗糙等)一致
碱性蚀刻教材(DOC)
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、碱性蚀刻一般流程三、蚀铜液的反应机构四、蚀铜液来源及添加五、名词解释六、影响侧蚀因素说明七、槽液维护及管理八、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 n2、蚀刻过程简图图1.电镀一铜图2.压膜一铜干膜基材一铜基材底片干膜干膜一铜基材铜图3.曝光作业基材图4.显影后图5电镀二铜蚀刻过程简图二铜一铜图6镀锡铅锡铅图7图8去膜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）4Cl 2(母液)→4Cu ＋1（NH 3）2Cl （亚铜离子）2. 再生 4 Cu ＋1（NH 3）2Cl ＋4 NH 3＋4 NH 4Cl +O 2 4 Cu ＋2（NH 3）4Cl 2＋2H 2O3. 净反应： 2Cu ＋4 NH 3＋4 NH 4Cl ＋O 2→4 Cu ＋2（NH 3）4Cl 2＋2H 2O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 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、蚀铜液的來源及添加NH 4＋…. NH 4Cl Cu ＋2 .. 基板底铜＋电镀铜（完全溶解） Cl -…… NH 4Cl Cu ＋1 .. 反应中产生（溶解度低） NH 3….. NH 4OH 或液氨 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 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 ,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 ，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: 45～54℃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, 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（120C*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W2.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) 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:蚀刻过程a. 准备基板、依现场条件做至前处理完毕后待用.b. 将测试板依次放入蚀刻段，并记录第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(Undercut),因而造成如下的缺陷,etching factor即为蚀刻品质的一种指标.碱性蚀刻EF一般要求大于2.5RESIST底片宽度Cu IICu I基材铜Over etching Undercu实际线宽tEF=2H/(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2、蚀刻设备1.循环系统：流量turn/4min2.喷洒系统a.喷嘴形式和排列方式；b.摇摆频率；c.喷洒压力均匀性。
碱性蚀刻工艺培训教材
碱性蚀刻工艺培训教材何勇强一、概说碱性蚀刻是氯化铜在碱性条件下用化学方法去除图形中不需要的铜层以形成线路图形，主要应用于图形电镀后蚀刻铜层。
碱性蚀刻适用于以镀铅/锡、镀钝锡、镀镍、镀金等作为抗蚀层用于外层线路图形的蚀刻。
二、流程上板→褪膜→水洗→碱性蚀刻→补充药水清洗→水洗→烘干→褪铅锡→水洗→烘干褪膜机、蚀刻机、退铅/锡机三部分组成一条联动线2.1 褪膜a）原理：经图形电镀后未被电镀部分是由干膜覆盖着，该部分在最终形成线路图形时要被蚀去，所以在蚀刻前首先要把干膜退除以便露出铜面。
退膜液为稀碱，当稀碱进入干膜中把含酸基的树脂中和反应而被溶解出来，使干膜脱离铜面。
b）设备：IS和ACS褪膜机、外置过滤器c）材料：有机褪膜碱（例如ATO的RS628），对铅锡层无攻击。
铅能缓慢溶于强碱性溶液，曾使用氢氧化钠，但是对铅锡层攻击大，在退膜时时间过长，对抗蚀层有一定的腐蚀作用，轻者线路不直或渗锡蚀刻不净，严重时抗蚀层太薄而造成蚀铜时把线路蚀断，甚至出现孔内无铜。
d）控制关键：退膜段的生产控制是很重要的一步，如果板在该段退膜不干净，或者说表面看似已退膜完成但线路间（特别是细线路）如果还残有余胶也会造成蚀铜过程不干净而形成短路。
所以正确的操作是控制溶液的浓度、板在该段停留的时间和充分的水洗，才能确保退膜后的板顺利通过蚀铜工序。
2.2 蚀刻a）碱性蚀刻：蚀刻液中的二开铜离子是一种氧化剂，它与金属铜反应并溶解金属铜。
主要反应机理：络合反应：CuCl2+4NH3==[Cu(NH3)4]2+Cl2[Cu(NH3)4]2+Cl2是具有强氧化能力的络合离子蚀刻反应：Cu°+[Cu(NH3)4]2+Cl2==2[Cu(NH3)2] +1Cl金属铜原子Cu°经过反应后生成一铜离子，而[Cu(NH3)2] +1Cl已不具备氧化能力，需要再生后才有氧化功能。
再生反应：2[Cu(NH3)2] +1Cl+2NH4Cl+2NH3·H2O+1/2O2==2[Cu(NH3)4]2+Cl2+3H20 b）设备：IS蚀刻机和ACS蚀刻机c）材料（成分）：氯化铜、氨水、氯化胺，少量的氧化剂，缓蚀剂等d）控制关键：✧温度影响：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。
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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、碱性蚀刻一般流程三、蚀铜液的反应机构四、蚀铜液来源及添加五、名词解释六、影响侧蚀因素说明七、槽液维护及管理八、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 n2、蚀刻过程简图图1.电镀一铜图2.压膜一铜干膜基材一铜基材底片干膜干膜一铜基材铜图3.曝光作业基材图4.显影后图5蚀刻过程简图二铜一铜图6镀锡铅锡铅图7图8去膜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）4Cl 2(母液)→4Cu ＋1（NH 3）2Cl （亚铜离子）2. 再生 4 Cu ＋1（NH 3）2Cl ＋4 NH 3＋4 NH 4Cl +O 2 4 Cu ＋2（NH 3）4Cl 2＋2H 2O3. 净反应：2Cu ＋4 NH 3＋4 NH 4Cl ＋O 2→4 Cu ＋2（NH 3）4Cl 2＋2H 2O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 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、蚀铜液的來源及添加NH4＋….NH4Cl Cu＋2 ..基板底铜＋电镀铜（完全溶解）Cl-……NH4Cl Cu＋1 ..反应中产生（溶解度低）NH3…..NH4OH或液氨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，比重控制器会反馈讯号至添加马达,蚀刻子液便被Dosing(一般流量4-6L/min)进入槽液,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，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而补充再生反映之所需.2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：～比重: ～50℃温度: 45～54℃48℃蚀铜速率：(依设备及温度而异)～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, 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（120C*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W2.e.计算：(mil/min)=(W1-W2)*线速*1000/(2*板面积**有效槽长*影响的因子: 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) 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(Undercut),因而造成如下的缺陷,etching factor即为蚀刻品质的一种指标.碱性蚀刻EF一般要求大于RESIST底片宽度Cu IICu I基材铜OveretchingUndercut 实际线宽EF=2H/(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2、蚀刻设备1.循环系统：流量turn/4min2.喷洒系统a.喷嘴形式和排列方式；b.摇摆频率；c.喷洒压力均匀性。
3.自动添加系统。
4.抽风。
六、影响侧蚀因素說明喷压PH的测量注意点1. 温度PH值在常温时与50C的数值差异约，计算公式如下: PH （50）=PH（X）-*50-X）/10例如：24C时测得PH为，问50C的PH是多少（50-24）/10=2. PH误差影响因素1）温度越低，PH越高，50C与常温时约差异2）电极会慢慢老化3）不同厂牌或不同支电极，会差异约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，比重每差异其铜含量约差异10 g/l .50C25C铜含量g/l135145155160165七、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蚀刻子液及去锡液的维护及管理蚀刻子液的结晶点约在15C，一般冬天温度低于15C 时，容易结晶堵塞输送管路，而影响生产.故建议使用保温措施.40C热水输料管需保温槽液维护及管理1.定期检查自动控制之比重和槽液比重是否符合而做适当校正（1次/周）2.定期分析槽液PH值、铜含量、氯含量，并作成管制图.（1次/班）3.每日下班时，使用子液冲洗蚀铜机前、后进出之滚轮，避免干燥氢氧化铜之累积过量损失4.长期不使用时，可多添加3﹪~5﹪子液，避免NH3机台保养1、每日保养1）将机器外表的污点、污泥，化学结晶物一下列循序擦拭干净a.以布沾20﹪的氨水擦拭 b.以步沾水擦拭 c.以干布擦拭或以高压气枪吹干2）取下蚀铜帮浦的过滤网或过滤蕊，以水或高压器枪清洁3）检查喷嘴是否堵塞，取下赌塞之喷嘴，将其侵入稀盐酸溶液中，取出后再以水洗，以高压气枪对准喷嘴入口喷气，去除堵塞，若仍不能去除，则以比喷口小的铁丝通喷嘴，注意不可伤喷嘴，装回时不得锁太紧否则牙会损4）以毛刷沾20﹪的氨水除传动齿轮处的污泥，清除后切忌不得以水冲洗否则会污染槽液5）在传送链条处薄薄地抹上一层黄油6）将温度设定到室温以下，查看冷却水是否循环，以确定循环电磁阀是否正常2、每周保养1）检查摆动马达减速箱和传动马达减速箱润滑油是否有漏，液面是否正常，否则补足。
注意液面不得补的太满，否则反而损坏减速箱2）抽出槽液以氨水去除机器内部之任何污泥，以水冲洗后再抽入槽液＊注意：加热器及冷却管清洗务必彻底3）检查机器所有『动态零件』是否松动或磨损现象，锁紧或更换3、每月保养在摆动马达传动杆之轴承处涂上黄油4.每半年保养1）漏出传动马达减速箱摆动马达减速箱润滑油，更换减速箱润滑油2）若传动马达系直流马达，则检查电刷是否磨损过度并更换，若调速盘细线圈式，则检查与线圈接触的电刷是否磨损过度并更换3）于马达轴承处加润滑油5.操作不连续或停机超过12hr以上操作注意事项：.停机前将温度设定降至15~20℃，冷却系统继续运作，可减少自由氨挥发关闭蚀铜段前后抽风添加子液，可加速槽液降低温度速度及自由氨增加,但槽液含铜量须维持140g/l以上，氯离子含量须维持180g/l以上.开机后建议将操作温度设定至46±2℃，可减少自由氨挥发及测蚀（如产量不大，可降温操作）升温至操作温度时，分析槽液PH值，铜含量、氯离子调整槽液于操作范围内操作刚开始，应以线路较宽或客户要求容易作的板子先作1.在产量未达饱和时，因集中处理生产、减少蚀铜机待机时间.2.如有可报废的裸铜板子，应以裸铜板子先行蚀铜，使药水活化，增加稳定性.6.停机超过3日以上时，应清洗蚀刻机槽，维护步骤如下：a.将槽液排出到预备桶b.用水喷洗5分钟后排放c.将浮球取出放置，物使浮球悬空造成比重传感器失灵d.使用3﹪（v/v）HCL清洗并喷洗5分钟后排放e.检查喷嘴喷洒情况是否正常f.用水再清洗一次并检查加热器，冷却水管及滤网板是否阻塞g.加水与约2﹪氨水或子液混合后喷洗5分钟后排放7.氯化氨添加时请先在槽外以槽液溶解后，在加入蚀铜机内，或用阳 极袋装氯化氨放入蚀铜机内慢慢溶解8.(氯离子标准值－分析值)×(NH 4Cl/Cl)×槽体积L/1000＝添加氯化氨重量9.建议：凡停机超过24hr 应采下列措施 加热器开关 抽风开关 不喷洒维持槽液循环及槽液温度20~30℃间预防冬天结晶，造成喷嘴阻 塞及齿轮变形加子液将比重计调至下限（25℃）比重计控制器关闭（注意浮球取出，并清洗以免拉坏传感器） 比重计每周校正一次，并清洗浮球八、问题与对策可能原因对策1.速度降低 a.温度低或加热器损坏 b.比重过高，子液未补充（铜含量高） c.比重过低（铜含量低）可能冷却水管漏水d.压力太低e.氯离子过低 f.氧气不够增加温度添加子液至比重介于~之间添加废液修理冷却管调整压力添加NH4Cl增加打气可能原因对策2. 蚀刻不均a.上下两面不均喷嘴阻塞喷管管位或方向不对滚轮重迭喷管流量不正确检查喷管（嘴）调整位置与角度调整滚轮调整每只喷管喷压整修或更换喷压补充蚀铜液b.铜板面上局部不均匀显影去膜Scum未彻底底片不良导至干膜制程发生膜渣压模前板面清洁不够镀铜厚度不均去膜液碱性太强，回锡检查修补底片可能原因对策3.沈淀a.氨/铜比重不对值低或漏水，带入水太多 c.比重过高调整氨铜比重减低抽风、修理水管或更换吸水滚轮添加子液4.侧蚀大、蚀铜过度高 b.速度太慢 c.压力过大 d.氯离子过高e.喷管或喷嘴角度不对增加铜含量与抽风速度、厚度、药液关系降低压力加水或铵水调整喷管或喷管角度增加铜浓可能原因对策5.蚀铜不足a.速度太快低 c.比重太高 d.温度太低 e.调整速度添加子液添加子液加热器损坏6.蚀铜机结晶太多低于8以下子液用完或管路堵塞控制器故障或不准确抽风太强可能原因对策8.板子在蚀铜机内行径不直不正a.装机未在水平状态b.喷管喷压集中单边c.输送齿轮破损使输送杆停用d.输送杆变形e.上下喷压不均匀下压太大时，轻板子会被举起检查机台水平调整上、下喷压可能原因对策9.蚀刻液槽起泡 a.子液、母液本身起泡 b.油墨未充份烘干，在蚀刻槽内有溶出，溶出物引起泡沫c.因过滤处阻塞，使pump抽取不足管路引入空气起泡或管路有细缝引入空气 e.槽本身已累积过多杂质或污染附在槽壁，逐渐溶解f.蚀刻液起泡原因：过滤心前处理未完全，其树脂溶出造成起泡，以新鲜子液、母液充分摇动是否起泡查Ink烘箱是否有堵塞，或温度变化循环不良。