38、PCB蚀刻技术全解析

PCB蚀刻技术全解析

1. 蚀刻剂概述

在PCB制造中，蚀刻是关键步骤之一，用于去除不需要的铜层以形成电路图案。一般来说，过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾，添加某些催化剂后，可用于蚀刻铜。不过，基于过硫酸铵的连续再生系统更为常见，因为过硫酸铵处理问题少，铜溶解能力和蚀刻速率较高。

1.1 碱性氨/氯化铵蚀刻剂

碱性氨蚀刻系统适用于批量和传送式喷雾蚀刻系统，与金属和有机抗蚀剂兼容。其优点包括最小的侧蚀、高铜溶解能力和快速蚀刻速率。在蚀刻剂中溶解铜含量为150 g/l时，碱性蚀刻剂的连续蚀刻速率为30 - 60 mm cu/min。

1.1.1 化学反应原理

碱性蚀刻溶液通过氧化、溶解和络合的化学过程溶解PCB上暴露的铜。氢氧化铵和铵盐与铜离子结合形成铜氨络合离子[Cu(NH₃)₄²⁺]，使蚀刻和溶解的铜以18至30 oz./gal的浓度保持在溶液中。
闭环系统的氧化反应如下：
- Cu + Cu(NH₃)₄²⁺ → 2 Cu(NH₃)₄⁺
- 4 Cu(NH₃)₂⁺ + 8NH₃ + O₂ + 2H₂O → 4 Cu(NH₄)₄²⁺ + 4OH⁻

只要不超过铜容纳能力，这个过程就可以持续进行。由于其高铜溶解能力，该闭环系统在PCB行业中越来越常用。

1.1.2 蚀刻剂成分及作用

成分	作用
Cu²⁺（铜离子）	作为氧化剂，溶解金属铜