蚀刻退锡培训教材.pptx

蚀刻培训教材;目录;一、蚀刻的目的及分类;二、碱性蚀刻工艺流程及其反应原理; 3. 反应机理 3.1 褪膜 定义：用褪膜液将线路板面上盖住的干膜褪去,露 出未经线路加工的铜面. 经电镀工序后的干膜在碱性褪膜液下溶解或部分成片状脱落, 去膜情形为膨胀剥离再细分化。业界一般使用的是3%-5%氢氧化钠溶液，而我司则使用有机碱（4180）与氢氧化钠.槽液温度则在47－53℃范围。为维持药液的效果,需注意过滤的效果,及时过滤掉片状的干膜碎,防止堵塞喷嘴.; 退膜最主要的品质隐患是退膜不净，它会导致蚀板不足及短路。它的水洗也很重要，如果水洗不净，会导致板面污染，同时会把碱液带入到蚀刻液中污染蚀刻液。在退膜后如果不是马上进行蚀刻的，要及时烘干或浸泡DI水，以免铜面氧化导致蚀板不净。 注：外层干膜厚为1.5mil（约40um)左右,经图形电镀后，铜厚和锡 厚之和通常超过1.5mil，需控制图形电镀电流参数防止夹菲林 （即夹膜），同时控制褪膜速度以防褪膜不净而蚀板不净导致 短路。;3.2 蚀刻 定义: 用蚀板液将多余的铜蚀去,只剩下已加厚的线路。 碱性氨类蚀刻主要反应原理 A、CuCl2＋4NH3 →Cu(NH3)4Cl2 B、Cu+Cu(NH3)4Cl2 → 2Cu(NH3)2Cl C、4Cu(NH3)2Cl + 4NH3H2O + 4NH4Cl + O2 →4Cu(NH3)4Cl2+6H2O 从上述反应可看出，蚀刻铜需要消耗氨分子和氯化铵。因此，在蚀刻过 程中，随着铜的溶解，应不断补充氨水和氯化铵. 3.2.1 以上两反应重复进行,因此需要有良好抽气,使喷淋形成负压,使 空气中的氧气与药液充分混合,从而有利于蚀刻反应持续进行。注意抽 气量不可过大,因氨水易挥发，若抽气量大，氨水带出量增多，则造成 氨水消耗量增多，PH值下降。 3.2.2 蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应： Cu2+ +Cu→ 2Cu+ ;3.2.3 为使之蚀铜反应进行更为迅速，蚀刻液中多加有助剂： a. 加速剂(Accelerator) 可促使上述氧化反应更为快速，并防止亚铜离子的沉淀。 b. 护岸剂(Banking agent) 减少侧蚀。 c. 压抑剂(Suppressor)抑制氨在高温下的飞散，抑制铜的沉淀加速蚀铜的氧化反应。 3. 氨水洗 使用不含有Cu2+的氨水洗去板面的Cu(NH3)2Cl（其极不稳定，易沉淀）等固???和残留药水。 4. 酸洗 使用4%盐酸除去板面氧化和污物。现已改成氨水，作为蚀刻后第二道氨水洗。 ;三、酸性蚀刻的工艺流程及反应原理; 3. 反应机理 反应方程式：Cu+CuCl2 → Cu2Cl2 形成的Cu2Cl2是不易溶于水的，在有过量的Cl-存在下，能形成可溶性的络合离子，其反应如下： Cu2Cl2 + 4Cl- → 2[CuCl3]2-. 随着铜的蚀刻，溶液中的Cl-越来越多，蚀刻能力很快就会下降，直到最后失去效能。因此在生产过程中须保持持续加药,以保证Cl-的浓度稳定。为保持蚀刻能力，可以用溶液再生的方式将Cu+重新生成Cu2+。为保证蚀刻能力，业界主要再生方式有以下： ;再生方法; 由于上述优缺点，业界使用物美价廉，使用环保的双氧水系统和氯酸钠系统，而我司使用氯酸钠系统，以下将重点讲述其工作原理。 Cu2Cl2+6HCl+ClO3- → 2CuCl2+3H2O 要获得恒定的蚀刻速率，即一定的反应电压，根据能斯特方程可得知：HCl，ClO3-和CuCl2含量比例必须在一定的范围内才能得到一定的蚀刻速率，因此必须对此三种药水进行管控，我司加药器的管控参数如下： ;酸性蚀刻加药器简易图;四、影响蚀刻速率因素分析;手动调节;酸性蚀刻速率的影响因素;五、影响蚀刻品质的因素及改善方法;2021/9/8;2.1 蚀刻方式：浸泡和鼓泡式会造成较大的侧蚀，泼溅和喷 淋式侧蚀较小，尤其是喷淋侧蚀最小。 2.2 蚀刻液种类：不同的蚀刻液化学组分不同，蚀刻速度不 同，侧蚀也不同。通常，碱性氯化铜蚀刻液比酸性氯化铜蚀 刻液蚀刻因子大。药水供应商通常会添加辅助剂来降低侧 蚀，不同的供应商添加的辅助剂不同，蚀刻因子也不同。 2.3 蚀刻运输速率：运输速率慢会造成严重的侧蚀。运输速 率快，板在蚀刻液中停留的时间越短，侧蚀量也越小。生产 过程中，应尽量提高蚀刻的运输速度。 2.4 蚀刻液的PH值：碱性蚀刻液，PH值较高时，侧蚀增大。PH值较低时溶液黏性增大，对抗蚀层有腐蚀作用。一般PH值控制在8.2与8.9之间。;2.5 蚀刻液的比重：碱性蚀刻液的比重