碱性蚀刻工序培训讲义

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1、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+Cu2Cu（NH3）2Cl所

2、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+O22Cu（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

3、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。（5）蚀刻效率是指单位时间（min）蚀刻

4、铜的厚度，常以um/min或mil/min表示，影响蚀刻速率的因素有：①Cu2+含量<比重>的影响：因为Cu2+是氧化剂，是吃Cu的东西，所以Cu2+的含量直接影响蚀刻速率。下图为Cu2+含量与蚀刻速率的大致关系图：速率Cu2+含量（g/l）上图表明，Cu2+含量过低、过高均会使蚀刻速率降低。我们这里将Cu2+含量控制在115-135g/l范围内，在这个范围内蚀刻速率都较高，在实际生产操作中，Cu2+含量是通过比重计控制其比重从而控制铜含量的上升与下降，随着蚀刻过程中铜的不断溶解，蚀刻液的比重不断升高，当比重超过设定的上限值时，自动添料器便开始工作，补加子液来调整比重至设定范围内。②P

5、H值的影响：蚀刻液PH值一般保持在7.8-8.4,可获得较好的蚀刻效果。若PH值过低，一方面对锡抗蚀层不利，另一方面蚀刻液中的铜不能被完全络合成铜氨络离子，溶液会出现沉淀。PH值过高，虽然会增加蚀刻速率，但会增加侧蚀的程度。PH是通过PH控制器自动添加氨水来加以控制的。③Cl含量（NH4Cl）的影响：[Cu（NH3）2]+的再生需要有过量的NH3和NH4Cl存在，若溶液的NH4Cl不足，会使[Cu（NH3）2]+不能尽可能地再生，蚀刻速率就会降低，故NH4Cl的含量对蚀刻速率影响很大，在蚀刻过程中不断补充子液以维持正常的Cl含量。一般控制在4.3-4.9N，Cl含量过高也不行，会增加侧

6、蚀以及引起锡抗蚀层被浸蚀。④温度的影响：一般来说，温度越高，蚀刻速率越快。一般温度控制在49-51℃，温度过低，蚀刻速率很慢，侧蚀量较大，温度过高，NH3的发挥量大，会引起PH的降低。3．退锡：当蚀刻完成后，需要将保护图形的锡抗蚀层除去。我们这里使用的是殷田公司SS-188退锡水，这是一种硝酸型退锡水，其主要反应式为：（氧化剂）（还原产物）4HNO3+Sn+OXSn（NO3）2+RR+O2OX由于氧化剂OX能再生，反应过程消耗量少，其作用类似于催化作用，加速退锡速率。一、常见问题及解决方法成因解决方法1.退膜未净a速度过快,药液浓度不够b喷沮、滤网堵塞,压力下降c夹菲林a调整药水,降低

7、机速b保养设备,换缸c改善电镀状况2.蚀板未净a机速与压力不适当b药水超出控制范围c板面电镀不均匀,局部过厚d喷咀,滤网堵塞e退膜未净f退膜后氧化g蚀刻温度不够a调整机速与喷压b调节药水至正常范围c改善板电状况d保养e加强退膜控制f退膜后即刻蚀刻g升温/检查加热器是否损坏3.退锡未净a药水比重过高b喷咀滤网堵塞c重钻板存放时间长a添加新药水b保养c尽快重钻