如何选高规格生产全流程中的铜箔粗糙度控制工艺？

原创于 2025-09-05 10:41:15 发布 · 994 阅读

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一、铜箔采购环节的粗糙度筛选机制

（一）供应商准入与参数规范

PCB 厂家会建立铜箔供应商准入体系，要求供应商提供铜箔的 “粗糙度检测报告”，明确 Ra（轮廓算术平均偏差）、Rz（轮廓最大高度）、Rsm（轮廓微观不平度平均间距）等关键参数：

普通电解铜箔：要求 Ra≤3.0μm，Rz≤15μm，Rsm≥50μm；

低粗糙度电解铜箔（RTF）：要求 Ra≤1.5μm，Rz≤8μm，Rsm≥80μm；

压延铜箔：要求 Ra≤0.5μm，Rz≤3μm，Rsm≥100μm。

同时，厂家会对每批次铜箔进行 “抽样检测”，采用激光共聚焦显微镜（分辨率 0.01μm）对铜箔表面进行 3D 扫描，生成粗糙度轮廓图，若单批次 Ra 偏差超过 ±0.3μm，则判定为不合格，退回供应商。

（二）铜箔存储环境控制

铜箔存储不当会导致表面氧化，间接改变粗糙度（氧化层厚度增加 0.1-0.2μm，Ra 可升高 0.2-0.3μm）。PCB 厂家会将铜箔存储在 “恒温恒湿密封仓库” 中，环境参数控制为：温度 23±2℃，相对湿度 30%-40%，氧气浓度≤5%，同时在铜箔表面覆盖防氧化膜（如聚乙烯薄膜），存储周期不超过 3 个月，避免氧化影响粗糙度。

二、基板预处理环节的粗糙度微调

（一）微蚀刻工艺参数优化

微蚀刻是预处理环节控制粗糙度的核心步骤，PCB 厂家会通过 “正交实验” 确定最优工艺参数：

蚀刻液配方：硫酸（12%）+ 过氧化氢（6%）+ 稳定剂（0.5%），稳定剂可防止蚀刻过度；

蚀刻温度：35±2℃，温度过高会导致蚀刻速率过快，Ra 波动增大；

蚀刻时间：40-60 秒，根据初始 Ra 调整 —— 初始 Ra=2.8μm 时，蚀刻 60 秒可降至 1.8μm；初始 Ra=1.6μm 时，蚀刻 40 秒可降至 1.0μm；

蚀刻后清洗：采用去离子水（电阻率≥18MΩ・cm）冲洗 3 次，避免蚀刻液残留导致铜箔表面腐蚀。

（二）表面清洁与杂质去除

铜箔表面若存在油污、粉尘等杂质，会在蚀刻过程中形成 “局部遮挡”，导致粗糙度不均（局部 Ra 偏差可达 0.5-1.0μm）。厂家会在微蚀刻前增加 “超声波清洗” 步骤：使用碱性清洗液（pH=10-11），超声波频率 40kHz，清洗时间 15 分钟，去除表面杂质，确保蚀刻均匀性。

三、蚀刻成型环节的粗糙度保护

（一）蚀刻液浓度与速率控制

在传输线蚀刻成型过程中，蚀刻液浓度过高（如氯化铜浓度超过 180g/L）会导致铜箔表面 “过度腐蚀”，使 Ra 升高 0.3-0.5μm。PCB 厂家会采用 “在线浓度监测” 设备，实时监控蚀刻液浓度，当浓度超过 170g/L 时自动补充去离子水，将浓度控制在 150-170g/L，同时将蚀刻速率稳定在 2-3μm/min，避免表面腐蚀。

（二）侧蚀控制与粗糙度一致性

侧蚀（蚀刻液对传输线侧壁的腐蚀）会导致传输线边缘粗糙度增加（边缘 Ra 可达 3.0μm 以上），影响阻抗连续性。厂家会采用 “喷淋蚀刻” 工艺，通过调整喷淋压力（1.5-2.0kg/cm²）、喷嘴角度（45°），使蚀刻液主要作用于铜箔正面，减少侧蚀，将传输线边缘 Ra 控制在 1.5μm 以内，确保整体粗糙度一致性。