内层冲影蚀板工艺教材

内层工序工艺技术培训系列教材版本：01 2001-12冲影&蚀板工艺技术2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG1冲影的作用 将未曝光之干膜或油墨冲去,已曝光的局部那么被保存下来,初步形成内层线路.2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG2冲影原理 干膜(油墨)中未曝光局部的活性基团与稀碱溶液反响生成可溶性物质而溶解下来，冲影时活性基团羧基-COOH 与无水碳酸钾(或碳酸钠)中的K+作用，生成亲水性集团 -COOK。从而把未曝光的局部溶解下来，曝光局部的干膜因为有一定的抗碱性不被溶解。-COOH+K+-COOK2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG3显影时间的控制 显影时间通过显影点来控制。显影点是指没有曝光的干膜从印制板上被冲掉之点。显影点必须保持在冲影段总长度的一个恒定百分比上，公司内层冲影(干膜)显影点控制在60-65%。如果显影点离显影段出口太近，未聚合的干膜得不到充分的显影，造成显影不清，局部干膜碎可能残留在板面上。如果显影点离显影段入口太近，造成显影过度。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG4冲影流程冲冲 影影水水 洗洗烘烘 干干2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG5冲影 药液成分 弱碱性溶液，K2CO3或Na2CO3 作用 进行显影反响，将未经发生光聚合反响的干膜显影掉2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG6水洗 药液成分 自来水 作用 将显影后产生的膜碎及板面上的残留液洗去。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG7烘干 方法 用热风吹 作用 将残留在板面上的水分吹干。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG8蚀刻质量指标 侧蚀(under-cut)：发生在抗蚀层图形下面导线侧壁的蚀刻(用X表示)，侧蚀量的大小是指最大侧向蚀刻宽度，其值愈小愈佳。侧蚀与蚀刻液类型、组成及所用的蚀刻工艺及设备有关 侧蚀(under-cut)：发生在抗蚀层图形下面导线侧壁的蚀刻(用X表示)，侧蚀量的大小是指最大侧向蚀刻宽度，其值愈小愈佳。侧蚀与蚀刻液类型、组成及所用的蚀刻工艺及设备有关菲林上导线宽度X抗蚀层侧蚀基板2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG9蚀刻质量指标 蚀刻系数(etchfactor)：以T/X表示(T 为线路铜层厚度)此数据与蚀刻液的特性、蚀刻方法、温度有关。蚀刻系数越大，侧蚀越小。过蚀(over etch):指蚀刻过度，使导线变细或严重的侧蚀菲林上导线宽度X抗蚀层W(过蚀)T(铜层厚度)基板2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG10蚀刻液的选择/蚀刻液需具备的主要条件/蚀刻系数大、侧蚀小/溶铜量大、溶液寿命长/反响平稳2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG11蚀刻液的种类 主要有 三氯化铁蚀刻液 铬酸、过硫酸铵蚀刻液(过硫酸铵易自行分解反响，溶液寿命短，且反响剧烈发热所以采用的较少)，此种蚀刻液适合锡铅合金、锡镀层。氨碱性氯化铜蚀刻液(本公司采用)双氧水-硫酸系列以及后来开展起来的硝酸系列 酸性氯化铜蚀刻液2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG12酸性氯化铜蚀刻液 特性 蚀刻速率易控制，蚀刻液在稳定的状态下，能达高的蚀刻质量 蚀刻液易回收，减少污染 化学组成2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG13酸性氯化铜蚀刻原理 在蚀刻过程中，氯化铜中的二价铜具有氧化性，将电路板铜面上的铜氧化成一价铜,其化学反响如下：Cu+CuCL2 Cu2CL2Cu2CL2+4CL-2CuCL32-2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG14碱性氯化铜蚀刻液 特性 蚀刻速率快，侧蚀小，溶铜能力强，蚀刻速率易于控制 蚀刻液可连续再生循环使用，本钱低。化学组分国内常用的碱性蚀刻液配方化学组分123CuCL2 2H2O 100-150克/升80-100克/升200-250克/升NH3 H2O670-700毫升/升600-400毫升/升670-700毫升/升NH4 H2O100克/升80-100克/升100克/升Cu2+NaCLO2NH4HCO3*(NH4)3PO4*NH4NO3*缓冲剂，防止锡铅合金变色。需要量应按照工艺规定进行添加。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG15碱性氯化铜蚀刻原理 在氯化铜溶液中参加氨水，发生络合反响：CuCL2+4NH3 Cu(NH3)4CL2 在蚀刻过程中，基板上的铜被Cu(NH3)42+络离子氧化，其反响如下 Cu(NH3)4CL2+Cu 2Cu(NH3)2CL 以上反响所生成的Cu(NH3)2+2具有蚀刻能力。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG16碱性氯化铜蚀刻原理 Cu(NH3)4CL2+Cu 2Cu(NH3)2CL 以上反响所生成的Cu(NH3)2+1不具有蚀刻能力,在过量的氨水各氯离子存在的情况下，能很快地被空气中的氧所氧化，生成具有蚀刻能力的 Cu(NH3)42+络离子，其再生反响如下：2Cu(NH3)2CL+2 NH4CL+2NH3+1/2 O2 2Cu(NH3)4CL2+H2O 从上述反响可看出，每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化氨。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2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG17影响蚀刻速率的因素 二价铜离子浓度的影响(因二价铜离子是氧化剂，所以其浓度是影响蚀刻速率的主要因素)在自动控制蚀刻系统中，铜离子浓度采用比重来控制，当比重超过一定值时，控制系统就会自动补加氨水和氯化铵的水溶液，以调整比重在规定的范围内。二价铜离子浓度必须维持在一定的浓度水平，太高或太低都会减慢蚀刻速度2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG18影响蚀刻速率的因素 溶液PH值的影响 当PH值小于8以下时，对金属抗蚀层不利；蚀刻液中的铜不能完全被络合成铜氨络离子，导致溶液中出现沉淀在槽底，形成泥状沉淀。当PH值过高，蚀刻液中氨过饱和，游离氨挥发造成大气污染，同时也会增大侧蚀的程度，从而影响蚀刻的精度，通常将此值保持在8.0-8.8之间2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG19影响蚀刻速率的因素 氯化铵含量的影响 蚀刻液再生反响 2Cu(NH3)2CL+2 NH4CL+2NH3+1/2 O2 2Cu(NH3)4CL2+H2O 从蚀刻液再生的化学反响中可知，Cu(NH3)21+再生需要过量氨水和氯化铵的存在。如果相反蚀刻速率就会下降，以至失去蚀刻能力。但如果当蚀刻液中氯离子含量过高时，会造成抗蚀镀层被浸蚀。在蚀刻液中，一般控制氯化铵量在150克/升左右2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG20影响蚀刻速率的因素 温度的影响 一般来说，蚀刻速率会随着温度的升高而加快,如以下图02468101214163040506070当蚀刻液温度低于40度时，蚀刻速率减慢，导致侧蚀量增大，温度高于60度时，蚀刻速率明显增大，但易造成氨的挥发量大，污染环境并使蚀刻液化学组分比例失调，所以通常控制在45-55度之间蚀刻 速率(分)温度2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG21影响蚀刻速率的因素 除了以上各项影响蚀刻速率的因素外，还有其它一些因素，如抽风量、蚀板压力等2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG22蚀板流程蚀蚀 刻刻水水 洗洗退退 膜膜烘烘 干干水水 洗洗2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG23蚀刻 药液成分：蚀刻液，主要为蚀板盐及氨水 作用：将基板上裸露的铜蚀去，形成初步电路图形。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG24水洗 药液成分：自来水 作用：将残留在板面上的残留液冲洗掉，以避带入退膜缸中。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG25退 膜 药液成分：强碱，公司现用KOH 作用：将铜面上的抗蚀层(干膜或油墨层)用化学反响的方式除去，从而显露出完整的内层线路.2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG26水 洗 药液成分：自来水 作用：将残留在板面上的膜碎及残液冲洗掉。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG27烘 干 方法：热风吹 作用：将板面上的水份吹干，以防止发生板面氧化。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG28蚀板设备介绍-友大机 优点 性能较稳定，坏机频率低。缺点蚀刻均匀性差传动轮间距大，不易于薄板生产传动系统易擦花板面机器结构不合理，操作、维修及保养不方便2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG29蚀板设备介绍-HOLLMULLER DES 机 优点蚀刻均匀性好传动轮间距小，可生产薄板不易擦花板面机器结构较合理，操作、维修及保养较方便 缺点易对薄板产生压痕性能不稳定，坏机频率高。2001-06-11 EDIT BY YF ZHANG30