线路板的蚀刻工艺.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,Klicken Sie,um die Formate des Vorlagentextes zu bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,*,University of Science and Technology Beijing,线路板的蚀刻(shk)工艺,第一页，共26页。,主要(zhyo)内容,1.蚀刻工艺研究的意义,2.蚀刻方法的分类,3.蚀刻液研究概况,4.蚀刻的原理(yunl),5.影响蚀刻质量的因素,第二页，共26页。,1 蚀刻(shk)工艺研究的意义,线路板从发明至今，其历史60余年。历史表明：没有线路板，没有电子(dinz)线路，飞行、交通、原子能、计算机、宇航、通信、家电这一切都无法实现。道理是容易理解的。芯片，IC，集成电路是电子(dinz)信息工业的粮食，半导体技术体现了一个国家的工业现代化水平，引导电子(dinz)信息产业的发展。而半导体（集成电路、IC）的电气互连和装配必须靠线路板。,第三页，共26页。,印刷(ynshu)线路板上铜图形形成的方法：,添加法,工序简单，成本低廉，铜的损耗(snho)少；但用化学镀获,得良好的镀膜比较困难。,减去法,工序复杂；但容易操作，容易得到良好的膜层且质 量也稳定。,第四页，共26页。,第五页，共26页。,选择(xunz)曝光,显影（第 1 次图形(txng)转移）,蚀刻（第 2次图形(txng)转移）,去胶,第六页，共26页。,在印刷电路板制造工艺中，蚀刻工艺占有很重要的位置。随着电子技术及计算机技术的迅速发展，对半导体存储器的容量提出了新的更高的要求，对现代印制电路板要求愈细愈密：特点是高密度、细线路、细孔径，因此(ync)蚀刻技术的要求亦愈精细。,第七页，共26页。,2 蚀刻(shk)方法的分类,化学蚀刻,电化学蚀刻,浸渍蚀刻法,搅拌蚀刻法,喷射蚀刻法,第八页，共26页。,（1）浸渍(jnz)蚀刻法,即把线路板试片浸入到盛有蚀刻液的窑器中蚀刻的方法(fngf)。但蚀刻速度慢，且有凹蚀大的缺点。,（2）搅拌(jiobn)蚀刻法,用旋转轮将蚀刻液溅到加工件的方式，虽有蚀刻均匀，凹蚀少等优点。,（,3,）喷射蚀刻法,通过喷嘴将蚀刻液喷到加工件的方法，其蚀刻速度快，可通过控制喷射速度、喷雾形状、喷嘴位置和加工件的旋转速度来提高均匀性及减少凹蚀。,第九页，共26页。,3 蚀刻(shk)液研究概况,氢氟酸体系,硫酸体系,硫酸盐和过硫酸铵盐,硝酸体系,三氯化铁体系,碱性氯化铜体系,酸性氯化铜体系,第十页，共26页。,（1）氢氟酸体系(tx),N.EnJo和K.Tamura提出了以氟化铵和氢氟酸为主要成分(chng fn)的蚀刻配方。,（2）硝酸(xio sun)体系,A.HbSweIt,等人使用硝酸浸蚀细线条印刷电路扳，能蚀刻铜层；也获得含硝酸的溶液蚀刻铜的专利工艺。,（,3,）硫酸盐和过硫酸铵盐,以硫酸盐为基础的蚀刻液使用后，其中的铜可以用电解的方法分离出来，因此能够重复使用。,第十一页，共26页。,（4）硫酸(li sun)体系,1）过氧化氢/硫酸蚀刻(shk)铜工艺,对稳定剂、抑制剂和催化剂在腐蚀过程中的影响进行了测定。,获得一项专利权，该浸蚀液主要成分含有低分子量铵化合物和一种脂肪酸胺。,采用内脂或F呋喃作催化剂。,和研制出二醇促进剂。,研究认为，使用(shyng)硫酸/过氧化氢溶液对印刷电路板铜层进行化学清洗、微蚀刻处理，效果更好。,提出一种新的稳定溶液，可以降低过氧化氢分解而不减缓蚀刻速度。,第十二页，共26页。,2)铬酸/硫酸蚀刻(shk)铜工艺,蚀刻配方：,铬酸,硫酸,硫酸钠,第十三页，共26页。,（5）三氯化铁体系(tx),三氯化铁蚀刻液适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜、金等抗蚀层的印制板的蚀刻。但不适用于镍、锡、锡铅合金等抗蚀层。,在印制电路、电子和金属精饰等工业中广泛(gungfn)采用三氯化铁蚀刻铜、铜合金及铁、锌、铝等。,第十四页，共26页。,（6）碱性(jin xn)氯化铜体系,此法优点是蚀铜量增大，价格便宜且效果稳定，但经实验发现也存在着较大缺点：蚀铜到一定浓度后速度(sd)很慢且蚀铜效果差，易出现侧蚀等现象。,而且，碱性氨水蚀刻铜工艺体系对pH值非常敏感。pH值的范围相当窄，加上游离氨的挥发，pH值的控制显得不容易。,第十五页，共26页。,（7）酸性(sun xn)氯化铜体系,酸性氯化铜是在氯化铜基础上添加盐酸等氯化物形成的蚀刻溶液。,其特点是蚀刻速度容易控制、侧蚀小、溶铜量大、易再生(zishng)和回收、减少污染，蚀铜液在稳定状态(包括工艺参数设定、操作条件控制、设备配合)下能达到蚀刻高质量，相对蚀刻系数因子(ETCHIFACTOR)大幅度提升，适合小于0.10mm的精细线路制作。,第十六页，共26页。,4 蚀刻(shk)的原理,铜基体,物质交换层,反应式,本体溶液,阳极过程,阴极过程,图,1,酸性体系蚀刻时表面物质交换原理图,第十七页，共26页。,若铜表面生成的 来不及扩散进入溶液，在蚀刻的表面将发生 膜的沉积，其反应为：,在酸性蚀刻(shk)液体系中：,第十八页，共26页。,在碱性蚀刻(shk)液体系中：,由以上(yshng)三式得：,第十九页，共26页。,但无论酸性还是碱性蚀刻液，在采用喷射方法蚀刻时，金属的本体时时刻刻与蚀刻液相接触，一方面利用溶液的冲刷作用，使得表面残留物得以脱落(tulu)，另一方面溶液可以与空气中大量氧接触，溶解在蚀刻溶液中，加快铜的氧化，这样就可以提高蚀刻的速度。,第二十页，共26页。,5 影响(yngxing)蚀刻质量的因素,线宽是蚀刻性能指标最重要的一个参数，也是影响蚀刻质量(zhling)的一个重要因素。在印刷线路板制造业中通常把小于100微米的线宽称为“精细线”。,图2 蚀刻(shk)的四个阶段,第二十一页，共26页。,评判蚀刻状况的好坏，通常(tngchng)以下列数值为依据：,突沿,侧蚀,蚀刻系数因子,过蚀,蚀刻表面光洁度,线间距(jin j)是否清晰,第二十二页，共26页。,图3 铜线(tn xin)与基板之间的角度,图4 两线短路(dunl)示意图,第二十三页，共26页。,若铜表面生成的 来不及扩散进入溶液，在蚀刻的表面将发生 膜的沉积，其反应为：,三氯化铁蚀刻液适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜、金等抗蚀层的印制板的蚀刻。,（1）浸渍(jnz)蚀刻法,（7）酸性(sun xn)氯化铜体系,第二十四页，共26页。,（7）酸性(sun xn)氯化铜体系,若铜表面生成的 来不及扩散进入溶液，在蚀刻的表面将发生 膜的沉积，其反应为：,印刷(ynshu)线路板上铜图形形成的方法：,若铜表面生成的 来不及扩散进入溶液，在蚀刻的表面将发生 膜的沉积，其反应为：,采用内脂或F呋喃作催化剂。,基材的材料(cilio)性质和洁净度等都会影响蚀刻速度和蚀刻质量。,采用内脂或F呋喃作催化剂。,2 蚀刻(shk)方法的分类,提出一种新的稳定溶液，可以降低过氧化氢分解而不减缓蚀刻速度。,3 蚀刻(shk)液研究概况,影响蚀刻质量(zhling)的因素可从以下几方面来分析：,A、从蚀刻液对蚀刻速度和蚀刻质量的影响来看,蚀刻液的本性、主盐浓度、pH值、所加入(jir)无机盐和有机添加剂等对蚀刻速度和蚀刻质量有很大影响；,B、从工艺规范对蚀刻速度和蚀刻质量的影响来看,试样的运动速度、蚀刻温度、喷嘴(pnzu)角度、喷洒压力等都会影响蚀刻速度和蚀刻质量，尤其是运动速度、蚀刻温度对蚀刻速度影响极大，喷嘴(pnzu)角度、喷洒压力等对侧蚀影响也很大；,第二十四页，共26页。,C、从蚀刻基材对蚀刻速度和蚀刻质量的影响来看,基材的材料(cilio)性质和洁净度等都会影响蚀刻速度和蚀刻质量。,第二十五页，共26页。,例如：酸性氯化铜蚀刻蚀刻体系中主要组分在蚀刻过程中所起的作用,中的,既是氧化剂又是催化剂，能将板面上的铜氧化成 ；,添加盐酸形成过量 ，可以络合不易溶于水的氯化亚铜，减少试样表面的蚀刻残留物，其反应如下：,第二十六页，共26页。,