PCB蝕刻機(jī)的原理和工藝流程是什么？

隨著PCB工業(yè)的發(fā)展,各種導(dǎo)線之阻抗要求也越來(lái)越高，這必然要求導(dǎo)線的寬度控制更加嚴(yán)格。

為了使公司的工程管理人員，尤其是負(fù)責(zé)蝕刻工序的工藝工程人員對(duì)蝕刻工序有一定的了解，故撰寫(xiě)此份培訓(xùn)教材，以期有助于生產(chǎn)管理與監(jiān)控，從面提高我司的產(chǎn)品品質(zhì)。

蝕刻機(jī)的基礎(chǔ)原理

1）蝕刻的目的：

蝕刻的目的即是將前工序所做出有圖形的線路板上的未受保護(hù)的非導(dǎo)體部分銅蝕刻去，形成線路。

蝕刻有內(nèi)層蝕刻和外層蝕刻，內(nèi)層采用酸性蝕刻，濕膜或干膜為抗蝕劑；外層采用堿性蝕刻，錫鉛為抗蝕劑。

2）蝕刻反應(yīng)基本原理

一.酸性氯化銅蝕刻液

1.特性

－蝕刻速度容易控制，蝕刻液在穩(wěn)定狀態(tài)下能達(dá)到高的蝕刻質(zhì)量

－蝕銅量大</span>

－蝕刻液易再生和回收

2.主要反應(yīng)原理：

蝕刻過(guò)程中，CU2+有氧化性，將板面銅氧化成CU+：Cu+  CuCl2→2CuCl

生成的CuCl不溶于水，在過(guò)量的氯離子存在下，生成可溶性的絡(luò)離子：2CuCl＋4Cl-→2[CuCl3]2-

隨著反應(yīng)的進(jìn)行，CU+越來(lái)越多，蝕銅能力下降，需對(duì)蝕刻液再生，使CU+變成CU2+。再生的方法有以下幾種:通氧氣或壓縮空氣再生（反應(yīng)速率低)，氯氣再生(反應(yīng)快，但有毒)，電解再生（可直接回收銅，但需電解再生的設(shè)備和較高的電能消耗），次氯酸鈉再生（成本高，本身較危險(xiǎn)），雙氧水再生（反應(yīng)速率快，易控制).

反應(yīng)：2CuCl+2HCl+H2O2→2CuCl2+2H2O

自動(dòng)控制添加系統(tǒng)：通過(guò)控制蝕刻速度，雙氧水和鹽酸的添加比例，比重和液位，溫度等項(xiàng)目，達(dá)到自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)。

3.蝕刻工藝的原理：

從專業(yè)意義上講蝕刻的原理是專指金屬按照設(shè)計(jì)和工藝要求，通過(guò)專業(yè)的蝕刻機(jī)所進(jìn)行的一種受控腐蝕行為。通過(guò)這種受控化學(xué)加工，可以滿足某些特定場(chǎng)合的設(shè)計(jì)要求，而這些要求是傳統(tǒng)機(jī)械加工方法所不能達(dá)到的。金屬化學(xué)腐蝕，在更多場(chǎng)合所指的都足金屬在自然環(huán)境中的化學(xué)破壞所造成的化學(xué)損失所以被廣泛接受的金屬腐蝕的定義是:金屬與周?chē)h(huán)境介質(zhì)接觸，并與之發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞、變質(zhì)所導(dǎo)致的金屬化學(xué)損失行為。從這個(gè)定義上講，金屬的各種腐蝕其實(shí)就是金屬的化學(xué)損失。對(duì)于金屬化學(xué)損失的語(yǔ)言表述，流行的主要有:化學(xué)腐蝕、化學(xué)蝕刻、化學(xué)銑切及化學(xué)紋理蝕刻等四種。關(guān)于這四種表述可從以下幾方面理解：

蝕刻設(shè)備

化學(xué)腐蝕:化學(xué)腐蝕是一種金屬化學(xué)損失的普遍現(xiàn)象和過(guò)程，包括了平時(shí)常說(shuō)的金屬在各種腐蝕環(huán)境中的破壞腐蝕，同時(shí)也包括使用化學(xué)方法進(jìn)行受控加工的腐蝕。從 整個(gè)過(guò)程來(lái)看，它既包括了無(wú)控腐蝕也包括了可控蝕刻，是金屬化學(xué)損失的總稱，是金屬在各種化學(xué)腐蝕介質(zhì)中的一種化學(xué)損失行為。很多蝕刻機(jī)廠家都采用這種蝕刻方法。

化學(xué)蝕刻:化學(xué)蝕刻是很有針對(duì)性的，是令指受控腐蝕，是金屬通過(guò)化學(xué)方法進(jìn) 行一種可以控制的加工方法D化學(xué)蝕刻根據(jù)被蝕刻后的表面效果及加X(jué)要求又可分為化 學(xué)銑切和化學(xué)紋理蝕刻。

化學(xué)銑切:化學(xué)銑切具有和機(jī)械銑切相同的意義，只是采用加工的方法不同而已?；瘜W(xué)銑切要求經(jīng)化學(xué)蝕刻后的表面，有盡可能高的表面平滑度，盡可能低的表面粗植度，以及盡可能高的蝕刻精度。

化學(xué)紋理蝕刻:化學(xué)紋理蝕刻是指經(jīng)化 學(xué)蝕刻后的表面，呈現(xiàn)出具有一定粗糙度的表面效果，且這種粗糙度的大小可以通對(duì)工藝過(guò)程的化學(xué)指標(biāo)和物理指標(biāo)的控制在一定范圍內(nèi)可調(diào)。這呰化學(xué)指標(biāo)包括:所用腐蝕劑的種類(lèi)及相互之間的濃度配比;物現(xiàn)指標(biāo)包括:蝕刻溫度、蝕刻時(shí)間和蝕刻方法。

4. 化學(xué)蝕刻工藝的具體過(guò)程：

步驟一：清潔處理:其目的是將待腐蝕零件毛坯表面的各種污漬清洗干凈，以保證防蝕層 能與金屬表面的粘附力均勻一致，并使蝕刻速度均勻不變。常用的清潔處理力法有:有機(jī) 溶劑清潔、堿性化學(xué)清潔、酸性化學(xué)清潔、超聲波清潔及電解清潔處理等D在使用過(guò)程中可根據(jù)零件金屬材料類(lèi)型及零件表面的污染程度分別選擇。

步驟二：防蝕處理:其目的是保護(hù)那些不需要腐蝕加工的表面，使需要腐蝕加工的金屬表面完全曝餚出來(lái)，而被與金屬材料相適應(yīng)的腐蝕劑所腐蝕。這一工序要求:防蝕材料要與金屬表面粘附牢固，并在整個(gè)腐蝕過(guò)程中不會(huì)發(fā)生防蝕層脫落現(xiàn)象。防蝕處理主要包括： 絲網(wǎng)印刷防蝕技術(shù)、照相化學(xué)防蝕技術(shù)、移印防蝕技術(shù)、圖形電鍍防蝕技術(shù)、激光光刻防蝕技術(shù)及刻劃防蝕層技術(shù)等。

步驟三：腐蝕加工:是將被腐蝕金屬零件按圖紙要求制作好防蝕圖文后，放人腐蝕槽中進(jìn) 行腐 蝕 加 工 的 過(guò) 程 。在這一工序中主要控制 :腐蝕劑濃度 、腐蝕溫度 、蝕刻時(shí)間等 金屬腐蝕加工根據(jù)圖紙要求可分為五種基本類(lèi)型，即:整體腐蝕、選擇腐蝕、多臺(tái)階腐蝕、錐度 腐蝕和化學(xué)切割下料。金屬全面腐蝕+需要進(jìn)行防蝕處理，零件經(jīng)清潔處理后即可進(jìn)行 腐蝕加工。

步驟四：清除防蝕層:零件經(jīng)腐蝕合格后，使用溶劑、堿液或其他清潔劑將零件表面的防 蝕層去掉。