4-PCB碱性蚀刻液教学提纲.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Man for all things color,Communicate i silence,万物生灵的色彩 在安静中沟通,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）。,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(NH,3,),4,2+,络离子氧化，其蚀刻反应如下：,Cu(NH,3,),4,Cl,2,Cu,2Cu(NH,3,),2,Cl,所生成的,Cu(NH,3,),2,1+,为,Cu,1+,的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量,NH,3,和,Cl,-,的情况下，能很快地被空气中的,O,2,所氧化，生成具有蚀刻能力的,Cu(NH,3,),4,2+,络离子。,蚀刻液再生原理,碱性蚀刻液再生反应：,2Cu(NH,3,),2,Cl,2NH,4,Cl,2NH,3,1/2 O,2,2Cu(NH,3,),4,Cl,2,H,2,O,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)21+,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。,碱性蚀刻液各组分作用,国内目前大多采用下列配方,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,影响蚀刻速率的因素,影响蚀刻速率的因素,1.Cu,2+,浓度的影响,因为,Cu,2+,是氧化剂，所以,Cu,2+,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。,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(NH,3,),2,1+,的再生需要有过量的,NH,3,和,NH,4,Cl,存在。如果溶液中缺乏,NH,4,Cl,而使大量的,Cu(NH,3,),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,NH,4,Cl,含量在,180g/l,左右。,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。,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,NH,3,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。,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。,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。,谢 谢！,