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1、PCB外層電路的蝕刻工藝PCB外層電路的蝕刻工藝ppPCB外層電路的蝕刻工藝PCB外層電路的蝕刻工藝pcppPcb外層電路的術(shù)蝕刻工藝一.概述目前,印刷電路板(PCB)加工的典型工藝采用"圖形電鍍法"。即先在板子外層需保留的銅箔部分上，也就是電路的圖形部分上預(yù)鍍一層鉛錫抗蝕層，然后用化學(xué)方式將其余的銅箔腐蝕掉,稱為蝕刻。圖1所示的，為圖形電鍍后板子橫截面的情況。在圖1狀態(tài)下,印制板的整體厚度是整個加工過程中之最，以后將逐漸減薄，直到阻焊涂覆工藝。圖1的下一道工藝是去膜，即將銅層上鉛錫部分以外的感光保護膜剝離掉。圖2
2、表示了去膜后板子的橫截面。接下去的工藝就是蝕刻。要注意的是,這時的板子上面有兩層銅.在外層蝕刻工藝中僅僅有一層銅是必須被全部蝕刻掉的,其余的將形成最終所需要的電路。這種類型的圖形電鍍,其特點是鍍銅層僅存在于鉛錫抗蝕層的下面。另外一種工藝方法是整個板子上都鍍銅,感光膜以外的部分僅僅是錫或鉛錫抗蝕層（見圖3）。這種工藝稱為“全板鍍銅工藝“。與圖形電鍍相比,全板鍍銅的最大缺點是板面各處都要鍍兩次銅而且蝕刻時還必須都把它們腐蝕掉。因此當導(dǎo)線線寬十分精細時將會產(chǎn)生一系列的問題。同時,側(cè)腐蝕（見圖4）會嚴重影響線條的均勻性。在
3、印制板外層電路的加工工藝中，還有另外一種方法，就是用感光膜代替金屬鍍層做抗蝕層。這種方法非常近似于內(nèi)層蝕刻工藝，可以參閱內(nèi)層制作工藝中的蝕刻。目前，錫或鉛錫是最常用的抗蝕層,用在氨性蝕刻劑的蝕刻工藝中.氨性蝕刻劑是普遍使用的化工藥液，與錫或鉛錫不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。氨性蝕刻劑主要是指氨水/氯化氨蝕刻液。此外，在市場上還可以買到氨水/硫酸氨蝕刻藥液。以硫酸鹽為基的蝕刻藥液,使用后,其中的銅可以用電解的方法分離出來,因此能夠重復(fù)使用。由于它的腐蝕速率較低，一般在實際生產(chǎn)中不多見,但有望用在無氯蝕刻中。有人試驗用硫酸-雙氧
4、水做蝕刻劑來腐蝕外層圖形。由于包括經(jīng)濟和廢液處理方面等許多原因,這種工藝尚未在商用的意義上被大量采用.更進一步說,硫酸-雙氧水，不能用于鉛錫抗蝕層的蝕刻，而這種工藝不是PCB外層制作中的主要方法，故決大多數(shù)人很少問津。二.蝕刻質(zhì)量及先期存在的問題對蝕刻質(zhì)量的基本要求就是能夠?qū)⒊刮g層下面以外的所有銅層完全去除干凈，止此而已。從嚴格意義上講，如果要精確地界定，那么蝕刻質(zhì)量必須包括導(dǎo)線線寬的一致性和側(cè)蝕程度。由于目前腐蝕液的固有特點，不僅向下而且對左右各方向都產(chǎn)生蝕刻作用，所以側(cè)蝕幾乎是不可避免的。側(cè)蝕問題是蝕刻參數(shù)中
5、經(jīng)常被提出來討論的一項,它被定義為側(cè)蝕寬度與蝕刻深度之比,稱為蝕刻因子。在印刷電路工業(yè)中，它的變化范圍很寬泛，從1：1到1：5。顯然，小的側(cè)蝕度或低的蝕刻因子是最令人滿意的。蝕刻設(shè)備的結(jié)構(gòu)及不同成分的蝕刻液都會對蝕刻因子或側(cè)蝕度產(chǎn)生影響，或者用樂觀的話來說，可以對其進行控制。采用某些添加劑可以降低側(cè)蝕度。這些添加劑的化學(xué)成分一般屬于商業(yè)秘密，各自的研制者是不向外界透露的。至于蝕刻設(shè)備的結(jié)構(gòu)問題，后面的章節(jié)將專門討論。從許多方面看，蝕刻質(zhì)量的好壞，早在印制板進入蝕刻機之前就已經(jīng)存在了。因為印制電路加工的各個工序或工藝
6、之間存在著非常緊密的內(nèi)部聯(lián)系，沒有一種不受其它工序影響又不影響其它工藝的工序。許多被認定是蝕刻質(zhì)量的問題，實際上在去膜甚至更以前的工藝中已經(jīng)存在了。對外層圖形的蝕刻工藝來說，由于它所體現(xiàn)的“倒溪”現(xiàn)像比絕大多數(shù)印制板工藝都突出，所以許多問題最后都反映在它上面。同時，這也是由于蝕刻是自貼膜，感光開始的一個長系列工藝中的最后一環(huán)，之后，外層圖形即轉(zhuǎn)移成功了。環(huán)節(jié)越多，出現(xiàn)問題的可能性就越大。這可以看成是印制電路生產(chǎn)過程中的一個很特殊的方面。從理論上講，印制電路進入到蝕刻階段后，其圖形截面狀態(tài)應(yīng)如圖2所示。在圖形電鍍法加
7、工印制電路的工藝中，理想狀態(tài)應(yīng)該是:電鍍后的銅和錫或銅和鉛錫的厚度總和不應(yīng)超過耐電鍍感光膜的厚度,使電鍍圖形完全被膜兩側(cè)的“墻”擋住并嵌在里面。然而,現(xiàn)實生產(chǎn)中，全世界的印制電路板在電鍍后，鍍層圖形都要大大厚于感光圖形。在電鍍銅和鉛錫的過程中，由于鍍層高度超過了感光膜，便產(chǎn)生橫向堆積的趨勢，問題便由此產(chǎn)生。在線條上方覆蓋著的錫或鉛錫抗蝕層向兩側(cè)延伸，形成了“沿”，把小部分感光膜蓋在了“沿”下面（見圖5）。錫或鉛錫形成的“沿”使得在去膜時無法將感光膜徹底去除干凈，留下一小部分“殘膠”在“沿”的下面（見圖六）。“殘膠”
8、或“殘膜”留在了抗蝕劑“沿”的下面，將造成不完全的蝕刻。線條在蝕刻后兩側(cè)形成“銅根”，銅根使線間距變窄，造成印制板不符合甲方要求，甚至可能被拒收。由于拒收便會使PCB的生產(chǎn)成本大大增加。另外，在許多時候，由于反應(yīng)而形成溶解，在印制電路工業(yè)中,殘膜和銅還可能在腐蝕液中形成堆積并堵在腐蝕機的噴嘴處和耐酸泵里，不得不停機處理和清潔，而影響了工作效率。三.設(shè)備調(diào)整及
