PCB蝕刻工藝流程詳解

　　蝕刻工藝流程為：剝膜→線路蝕刻→剝錫鉛

　　一、剝膜

　　剝膜在pcb制程中，有兩個step會使用，一是內(nèi)層線路蝕刻后之D/F剝除，二是外層線路蝕刻前D/F剝除（若外層制作為負(fù)片制程）D/F的剝除是一單純簡易 的制程，一般皆使用連線水平設(shè)備，其使用之化學(xué)藥液多為NaOH或KOH濃 度在1~3%重量比。注意事項如下：

　　1、硬化后之干膜在此溶液下部份溶解，部份剝成片狀，為維持藥液的效果及后水洗能徹底，過濾系統(tǒng)的效能非常重要。

　　2、有些設(shè)備設(shè)計了輕刷或超音波攪拌來確保膜的徹底，尤其是在外層蝕刻后的剝膜， 線路邊被二次銅微微卡住的干膜必須被徹底剝下，以免影響線路品質(zhì)。也有在溶液中加入BCS幫助溶解，但有違環(huán)保，且對人體有害。

　　3、有文獻(xiàn)指K（鉀）會攻擊錫，因此外層線路蝕刻前之剝膜液之選擇須謹(jǐn) 慎評估。剝膜液為鹼性，因此水洗的徹底與否，非常重要，內(nèi)層之剝膜 后有加酸洗中和，也有防銅面氧化而做氧化處理者。

　　二、線路蝕刻

　　1、蝕銅的機(jī)構(gòu)

　?。?）在鹼性環(huán)境溶液中，銅離子非常容易形成氫氧化銅之沉淀，需加入足夠 的氨水使產(chǎn)生氨銅的錯離子團(tuán)，則可抑制其沉淀的發(fā)生，同時使原有多 量的銅及繼續(xù)溶解的銅在液中形成非常安定的錯氨銅離子，此種二價的 氨銅錯離子又可當(dāng)成氧化劑使零價的金屬銅被氧化而溶解，不過氧化還 原反應(yīng)過程中會有一價亞銅離子）出現(xiàn)。

　　即此一反應(yīng)之中間態(tài)亞銅離子之溶解度很差，必須輔助以氨水、氨離子及空氣中大量的氧使其繼續(xù)氧化成為可溶的二價銅離子，而又再成為蝕銅的氧化劑周而復(fù)始的繼續(xù)蝕銅直到銅量太多而減慢為止。故一般蝕刻機(jī)之抽風(fēng)除了排除氨臭外更可供給新鮮的空氣以加速蝕銅。

　　（2）為使上述之蝕銅反應(yīng)進(jìn)行更為迅速，蝕液中多加有助劑，例如：

　　a. 加速劑 Acceletator 可促使上述氧化反應(yīng)更為快速，并防止亞銅錯離子的沉淀。

　　b. 護(hù)岸劑（Banking agent） 減少側(cè)蝕。

　　c. 壓抑劑Suppressor 抑制氨在高溫下的飛散，抑制銅的沉淀加速蝕銅的氧化反應(yīng)。

　　2、設(shè)備

　　（1）為增加蝕速故需提高溫度到48℃以上，因而會有大量的氨臭味彌漫需做適當(dāng)?shù)某轱L(fēng)，但抽風(fēng)量太強(qiáng)時會將有用的氨也大量的抽走則是很不 經(jīng)濟(jì)的事，在抽風(fēng)管路中可加適當(dāng)節(jié)流閥以做管制

　?。?）蝕刻品質(zhì)往往因水池效應(yīng)（pudding）而受限，（因新鮮藥液被積水阻撓，無法有效和銅面反應(yīng)稱之水池效應(yīng)）這也是為何板子前端部份往往有over etch現(xiàn)象， 所以設(shè)備設(shè)計上就有如下考量：

　　a. 板子較細(xì)線路面朝下，較粗線路面朝上。

　　b. 噴嘴上，下噴液壓力調(diào)整以為補(bǔ)償，依實(shí)際作業(yè)結(jié)果來調(diào)整其差異。

　　c. 先進(jìn)的蝕刻機(jī)可控制當(dāng)板子進(jìn)入蝕刻段時，前面幾組噴嘴會停止噴 灑幾秒的時間。

　　d. 也有設(shè)計垂直蝕刻方式，來解決兩面不均問題，但國內(nèi)使用并不多 見。目前國內(nèi)有科茂公司之自制垂直蝕刻機(jī)使用中。

　　3、補(bǔ)充添加控制

　　自動補(bǔ)充添加 補(bǔ)充液為氨水，通常以極為靈敏的比重計，且感應(yīng) 當(dāng)時溫度（因不同溫度下 比重有差），設(shè)定上下限，高于上限時開始添加氨水，直至低于下限才停止。此 時偵測點(diǎn)位置以及氨水加入之管口位置就非常重要，以免因偵測delay而 加入過多氨水浪費(fèi)成本（因會溢流掉）

　　4、設(shè)備的日常保養(yǎng)

　?。?）不使蝕刻液有sludge產(chǎn)生（淺藍(lán)色一價銅污泥），所以成份控制很重要－尤 其是PH，太高或太低都有可能造成。

　?。?）隨時保持噴嘴不被堵塞。（過濾系統(tǒng)要保持良好狀態(tài)）

　?。?）比重感應(yīng)添加系統(tǒng)要定期校驗(yàn)。

　　三、剝錫（鉛）

　　不管純錫或各成份比的錫鉛層，其鍍上的目的僅是抗蝕刻用，因此蝕刻完畢后，要將之剝除，所以此剝錫（鉛）步驟僅為加工，未產(chǎn)生附加價值。但以下數(shù)點(diǎn)仍須特別注意，否則成本增加是其次，好不容易完成外層線路卻在此處造成不良。

　?。?）一般剝錫（鉛）液直接由供應(yīng)商供應(yīng)，配方有多種有兩液型，也有單液型，其剝除方式有半溶型與全溶型，溶液組成有氟系/H2O2，HNO3/H2O2等配方。

　　（2）不管何種配方，作業(yè)上有以下潛在問題：

　　a.攻擊銅面。

　　b.剝除未盡影響后制程。

　　c.廢液處理問題 。

　　所以剝錫（鉛）步驟得靠良好的設(shè)備設(shè)計，前制程鍍錫（鉛）厚度控制及藥液藥效的管理，才可得穩(wěn)定的品質(zhì)。外層線路制作完成之后，進(jìn)行100%檢測工作。

　　判斷蝕刻狀況好壞的依據(jù)

　　1、突沿

　　2、側(cè)蝕

　　3、蝕刻系數(shù)因子

　　4、過蝕

　　5、蝕刻表面光潔度

　　6、線間距是否清晰

　　隨著電子產(chǎn)品的微型化，使得線路板的線路向細(xì)線路、高密度、細(xì)孔徑方向走，給蝕刻工藝提出了更高的要求。