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FPC的蚀刻

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发表于 2022-4-25 14:56 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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在挠性印制板或印制板的生产过程中,以化学反应方法将不要部分的铜箔予以去除,使之形成所需的回路图形的称之为蚀刻。一般常用的蚀刻液种类有以下几种:# Y+ J: o0 D" j) [- {7 V- u
1)氯化铁蚀刻液:
! X( o1 _! V& S1 V% }  {在过去氯化铁蚀刻液被广泛使用在单面板和及内层板的蚀刻中,但因蚀刻速度慢(20- 25 u m/min)和蚀刻能力低(35-40g/L),对机器,工筰场地污染,废液没有回收价值等原因现已被氯化铜蚀刻液逐步取代。1 D  X( [4 y+ j/ L' B5 X) t
2)氯化铜蚀刻液:
& I. n& M" G& |$ u" F5 F8 E7 L用氯化铜、盐酸、氯化钠或氯化铵配成,以氯气或氯酸钠或过氧化氢(双氧水)连续再生,成本较氯化铁蚀刻液便宜,废液也有回收价值。它具有良好的蚀刻系数,.再生控制适当蚀刻速率蚀刻能量不错。但若氯化不足,则蚀刻速度降低,水洗后产生百色氯化亚铜沉淀;若氯化过量时,则会产生游离氯气,极易侵蚀蚀刻机的金属部分。冷却后,喷嘴文常因结晶被堵塞,需常清洗。  ^- n4 u! e2 ^: g: U4 b! @
3)碱性氯化铜蚀刻液
& Y1 `1 T9 m- [以氯化铜、氯化铵、氨水配成;并加补助剂成份如氯化钻、氯化钠、碳酸铵、磷酸铵等,以加强蚀刻液的特性。此蚀刻液溶液稳定、安全性好、蚀刻速度快(可达70 u m/min以上),蚀刻能量天,司达70g心以上,蚀刻系数佳,可达3.5以上,有机及金属抗蚀层除银以外均可使用。9 C6 b5 y9 q4 M/ n
各种蚀刻液和抗蚀层的适用性:/ N6 B/ I- W4 p. F  k/ w8 t  a

, ]% l; ?4 }4 D8 l) x
% c6 G* e$ c- m6 ~$ F
3 `: e  t, Z2 O3 t5 s# h; e! M4 o$ A6 K3 i! s7 g
蚀刻系数:
! n% C; F4 \4 C& Y6 `# R) V) P6 d蚀刻系数=铜箔厚度/侧蚀宽度
& Y/ A) ]; U; x蚀刻系数越高说明侧蚀量越少,蚀刻质量越好。2 K8 }. N3 G7 s) Z# N: s
一般挠性印制板使用酸性氯化铜蚀刻液加工,就酸性氯化铜蚀刻液详细介绍如下:
: j( Y$ V) O+ |# k& A! W! g5 g+ d% c, r# [% M/ f) x
酸性氯化铜蚀刻过程的主要化学反应: \1 d6 m* K6 w! b$ h2 s  D
在蚀刻过程中,氯化铜中的Cu2+具有氧化性,能将板面上的铜氧化成Cu1+ ,其反应如下:( s  w+ k4 A1 k0 d
蚀刻反应:Cu+CuCl2->Cu,Cl2/ }- _' z; \1 v8 k3 t$ y5 O
形成的CuzCl,是不易溶于水的,在有过量的CI存在下,能形成可溶性的络合离子,其反应如下:" m4 [7 _* O8 g& i4 ?* l4 p1 I7 i/ k
络合反应:CuzCl2+4Cl ->2[CuCI3]2-
9 i1 x( b5 Z# a; X' z' k0 z随着铜的蚀刻,溶液中的CI1+越来越多,蚀刻能力很快就会下降,直到最后失去效能。为了保持蚀刻能力,可以通过溶液再生的方式将Cu1+重新转变为Cu2+,使溶液继续进行正常的蚀刻。1 o1 D" y2 a4 t4 Y' \0 N& j4 q9 b
常用的酸性氯化铜蚀刻液配方:$ [) L* y$ `8 t5 _8 p

/ H/ B3 T" r" v2 f0 f0 t5 a( ]! c% I; N7 a1 v4 {) \* v
# w+ t/ N/ o2 N4 ]) ~+ s/ t9 u' F

3 c6 O" s4 n6 ]影响蚀刻速率的因素:
0 v7 K( F$ I) B影响蚀刻速率的因素很多,影响较大的是溶液中Cl,Cu*的含量,溶液温度及Cu2+的浓度等。' @9 ]. w6 K8 g) e
C含量的影响/ U/ o: i% C% g6 ?, Q% t
在氯化铜蚀刻液中Cu2+和Cu1+实际上都是以络合离子的形式存在的。一般情况下,当溶液中含有较多的Ci时,Cu2是以[Cu2+Cijr-形式存在,Cu1+是以[CutCI,]2-的形式存在。因此,蚀刻液的配制和再生都需要CI的参与。增加氯离子的浓度可以加快蚀刻速率。添加氯离子可以提高蚀刻速率的原因是:在氯化铜溶液中疫生铜的蚀刻反应时,生产的Cu,Ci,不易溶子水,财在铜表面生成一层氯化亚铜膜,这种膜能阻挡反应的进一步进行。过量的Cl能与氯化亚铜生成可溶性的络合物[CuCl]2,从铜表面溶解下来,从而提高蚀刻速率。) {2 H, T9 D6 o
Cu含量的影响3 r- \* ]7 n  J
根据蚀刻反应,随着铜在蚀刻过程中形成一价铜离子。较微量的Cut,例如:在120g/ Cu2+的溶液中含有4g Cu1+就会对蚀刻速率产生显著的降低。所以在蚀刻操作中要保持Cut*的含量在一个低的范围丙。例如:小于2g/。并要尽快地使其重新氧化成Cu2+。4 L  n0 y2 h: }1 A- i! t8 Y9 Y
在实际生产中如何控制溶液中的Cu1+浓度?
6 ]5 i# j1 `8 @# j/ Z1 I& ?根据奈恩斯特方程式:E=Eo+(0.059/n)lg([Cu21]/[Cu1+])$ ?* u9 k1 m4 `. h. {& }) t
从上面的公式可以看出,氧化-还原电位E与(Cu2+ICu1+)的比值有关。* ]4 x* z% n/ Z2 d  j6 W2 M9 X0 h+ o
7 y" a/ W+ R5 {' }& G# o6 q
随着溶液中Cu1+的浓度不断升高,氧化-还原电位不断下降,当氧化-还原电位在530mV时,Cu1+的浓度低于0.4g/。能提供最理想的,高的和几乎恒定的蚀刻速率。所以在实际操作中都以控制溶液的氧化-还原电位来控制溶液中Cu1+的浓度。一般氧化-还原电位多控制在510-550mV之间。6 C% B  n) D& D  N7 @2 _; G
Cu2+含量的影响:4 b4 Y% G- o# p5 p3 J" O/ e# H
溶液中的Cu2+含量对蚀刻速率有一定影响。一般情况下,溶液中Cu2+浓度低子2克离子时,蚀刻速率较低;在2克离子时速度较高。随着蚀刻反应的不断进行,蚀刻液中铜的含量会逐渐增加。当铜含量增加到一定浓度时,蚀刻速度就会卞降。为了保持蚀刻液具有恒定的蚀刻速率,必须把溶液中的含铜量控制在一定的范围内。随着溶液中铜含量的不断增加,溶液的比重也随之增加。在实际生产中采用控制溶液比重的方法来控制溶液的含铜量。在生产中比重一般控制在1.28-# Z4 R5 v' g! J' [
1.295(31-33° Be),此时的含铜量大约在120-150 g/之间。温度对蚀刻速率的影响:9 o9 u, ]) U; ]! a! w& }# c, M  Q. f
随着温度的升高,蚀刻速率加快。但是温度也不宜过高,一般控制在40-55℃范围内。温度太高会引起HCI过多地挥发,造成溶液组份比例失调。另外,如果蚀刻液温度过高,某些抗蚀层会被损坏。
8 k/ T9 B/ I- x2 T) a$ U& D& P( y% g
2 r$ V( @- g; T7 J7 ?
/ Y# O  W' Z& a

$ H! P8 F8 s3 s; j( w1 H. l
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