PCB常见的五种蚀刻方式

碱性蚀刻

1主要成分

氯化铜、氨水、氯化胺，少量的氧化剂，缓蚀剂等

2适用领域

一般适用于多层印制板的外层电路图形的制作或微波印制板阴板法直接蚀刻图形的制作抗蚀刻 图形电镀之金属抗蚀层如镀覆金、镍、锡铅合金

3主要特点

1.蚀刻速率易控制, 蚀刻液在稳定状态下能达到高的蚀刻质量

2.溶铜量大

3.蚀刻液容易再生与回收, 从而减少污染

控制重点 温度、比重及PH值

4蚀刻速率

约1mil/min

5主要反应机理

蚀铜反应

铜可以三种氧化状态存在，板面上的金属CU，蚀刻槽液中的蓝色铜离子Cu(NH ~3~ )~4~ ^2+^ ,以及中间状态的亚铜离子Cu(NH ~3~ )~2~ ^1+^ 。金属铜CU可在蚀刻槽液中被Cu(NH ~3~ )~4~ ^2+^ ,氧化而溶解，即完成蚀铜反应，见下面反应式：

2Cu+2Cu（NH 3 ）4Cl 2 →4Cu(NH 3 )2Cl(亚铜离子)

再生反应

上列反应式中所生成的中间态亚铜子Cu(NH 3 )2 ^1+^ 是一种浅蓝色泥污状的沉淀物，溶解度很差，若不能迅速除掉之，则会在板面上形成蚀铜的障碍，故必须辅助以蚀刻子液(即氯化氨和氨水)及空气中大量的氧气，经过系列反应将其继续氧化成可溶性的Cu(NH 3 )4 ^2+^ ,而又再成为蚀铜的氧化剂，继续跟板面上的金属铜CU发生反应，因此使蚀刻液能将更多的金属铜CU咬蚀掉。这就是蚀刻液的循环再生反应，见下面的反应式：

4Cu(NH 3 )2Cl+4NH 3 +4NH4Cl+O 2 →4Cu(NH 3 )4Cl 2 +2H2O

净反应

2Cu+4NH 3 +4NH4Cl+O 2 → 4Cu(NH 3 )4Cl2 +2H2O

酸性蚀刻

1主要成分

氯化铜、盐酸、氯化钠或氯化胺

2 适用领域

一般适用于多层印制板的内层电路图形的制作及纯锡印制板的蚀刻，或用于全板电镀+干膜负片生产工艺

3 主要特点

使用也较为广泛的系统，在产能、回收控制及使用方法上也较为成熟。但是由于氯化亚铁再生为氯化铜的速率较慢，致使生产速度只有氯化氨铜的一半。同时会对铅锡、纯锡等蚀刻阻剂造成侵蚀，而多应用在内层、单面板蚀刻，且使用时会产生氯气，为了赶交期追求效率，也有不少线路板厂采用负片+酸性蚀刻工艺

4 蚀刻速率

0.5mil/min

5 主要反应机理

蚀铜反应：

铜可以三种氧化状态存在，板面上的金属铜Cu0，蚀刻槽液 中的蓝色离子Cu2+ ，以及较不常见的亚铜离子Cu+ 。金属铜Cu0可在蚀刻槽液中被Cu2+氧化而溶解，见下面反应式

3Cu + 3CuCl2 → 6CuCl

再生反应：

金属铜Cu0被蚀刻槽液中的Cu2+氧化而溶解，所生成的2Cu+又被自动添加进蚀刻槽液中的氧化剂和HCl经过系列反应氧化成Cu2+，而这些Cu2+又继续跟板面上的金属铜Cu0发生反应，因此使蚀刻液能将更多的金属铜Cu0咬蚀掉。这就是蚀刻液的循环再生反应，见下面反应式

6CuCl+NaClO3 +6HCl→6CuCl 2 +3H2O+NaCl

净反应：

3Cu + NaClO3 + 6HCl → 3CuCl2 + 3H2O + NaCl

氯化铁蚀刻

1 主要成分

氯化铁 盐酸

2 适用领域

一般适用于单面板制作

3 主要特点

在回收上需使用氯气，单位体积产能小，控制较难，蚀刻速度慢等缺点，多为单面板厂使用

4 控制重点

比重及PH值

5 主要反应机理

蚀刻机理：

**FeCl ^3^ +Cu→FeCl 2 +CuCl **

** FeCl 3 +CuCl→FeCl 2 +CuCl2 　**

** CuCl 2 +Cu→2 CuCl **　　

5 影响蚀刻速率的因素

①Fe3+浓度的影响：Fe3+的浓度对蚀刻速率有很大的影响。蚀刻液中Fe3+浓度逐渐增加，对铜的蚀刻速率相应加快。当所含超过某一浓度时，由于溶液粘度增加，蚀刻速率反而有所降低。

②蚀刻液温度的影响：蚀刻液温度越高，蚀刻速率越快，温度的选择应以不损坏抗蚀层为原则，一般在40~50℃为宜。

③盐酸添加量的影响：在蚀刻液中加入盐酸，可以抑制FeCl3水解，并可提高蚀刻速率，尤其是当溶铜量达到37.4g/L后，盐酸的作用更明显。但是盐酸的添加量要适当，酸度太高，会导致液态光致抗蚀剂涂层的破坏。

④蚀刻液的搅拌：静止蚀刻的效率和质量都是很差的，原因是在蚀刻过程中在板面和溶液里会有沉淀生成，而使溶液呈暗绿色，这些沉淀会影响进一步的蚀刻。

过硫酸铵/钠微蚀

1 主要成分

过硫酸铵 硫酸/过硫酸钠 硫酸

2 适用领域

一般适用于多层印制板的内外层电路图形的微蚀制作

3 主反应方式

Na2S2O 8 +Cu→CuSO 4 +Na2SO4

4 主要特点及注意事项

过硫酸钠之微蚀系统已经取代过硫酸铵系统有20年之久，由于过硫酸钠不会产生铵铜复合物造成废水处理之困难，且会形成较均匀的粗化表面一般设置约为过硫酸钠100±10g/l，硫酸约为1-3℅,温度约为35℃±2℃，设置时间约为60-120seconds，微蚀深度约为0.375至2um，溶铜控制量＜20g/l，咬蚀速率约为0.5-2un/mil，，但其缺点是无法以硫酸铜回收机进行回收，铜浓度高于设定值则必须挡槽。

过硫酸钠的咬蚀速率会因铜浓度高于0.75g/l，咬蚀速率会由0.2um/mil提高到0.25um/mil，因此在过硫酸钠蚀刻速率不易控制，为解决咬蚀速度多变的性质，会有厂商开发稳定化的过硫酸系统，加入5-15g/l安定剂与槽液中。

双氧水微蚀

1 主要成分

双氧水 硫酸

2 适用领域

一般适用于多层印制板的内外层电路图形的微蚀制作

3 主要作用

清洁板面和粗化铜面

4 主反应方式

Cu+H2O 2 →CuO+H2O

CuO+H2SO 4 →CuSO 4 +H2O

5 主要特点及注意事项

双氧水本身是氧化性溶液，但由于双氧水本身性质不够稳定，必须加入安定剂和促进剂，且将蚀刻所产生之铜离子以硫酸根将其包围，并提供结晶所需之硫酸跟，以利蚀铜量的增加与结晶回收的顺利进行，此种蚀刻温度一般为40℃，温度过低则蚀刻反应进行太慢，温度太高则影响蚀刻因子。双氧水浓度设定为5-10℅，硫酸浓度一般定为10℅,蚀刻液中之铜浓度会因蚀刻进行而上升，一般限制为50g/l以下，而当槽液中铜浓度增加时，双氧水浓度会降低，因此控制铜离子是微蚀液中非常重要的参数

双氧水的缺点为安定剂不佳，双氧水会因温度过高而使环氧基断裂，另外会二价铜之催化作用产生水分子和氧气，为抑制双氧水的分解，必须在曹液中加入安定剂，其不安定的原理是因双氧水分解产生自由基，而自由基会加速产生连锁反应，因此加入安定剂可以吃掉自由基而得以抑制分解反应的发生。