堿性蝕刻制程講義全

/s匿患i毒迷調濘^SD^BS田，茹勇注汕7廠回嬲閉涅那mB殍廁B榭m-K導案普一、堿性蝕刻流程剝膜i水洗i蝕刻i子液洗i水洗i剝錫i水洗^烘干二為什么要郵將基板上不需要的銅，以化學反應方式予以除去，以形成所需要的電路圖形適宜的抗蝕劑類型適宜的蝕刻液類型可實現自動控制蝕刻速度要快蝕刻因子要大，側蝕少蝕刻液能連續(xù)運轉和再生溶銅量要大，溶液壽命長制程及產品介紹PTL-503B為全溶堿性蝕刻液,適用于圖形電鍍金屬抗蝕層，如鍍覆鐐.金.錫鉛合金.錫鐐合金及錫的印制電路板蝕刻剝膜成份:NaOH功能:剝除銅面上之干膜,露出底層銅面特性:強堿性，適用于水平及垂直設備堿性蝕刻主要成份:NHhONHClCu(NHc)CL323'3,42.Cu(NH3)4Cl2:具有蝕刻能力，與板面Cu反應,生成不具蝕刻能力之Cu(NH3)2Cl,在過量氨水和氯離子存在的情況下,Cu(NH3)2Cl很快被空氣氧化生成具有蝕刻能力之Cu(NH3)4C12.Nh3.H2O:提供蝕刻所需之堿性環(huán)境，并與NH4C1一道完對Cu(NH3)2C1之TOC\o"1-5"\h\z32432氧化再生.Nh4C1:提供再生時之Cl-反應原理:Cu+Cu(NH)Cl—2Cu(NH)Cl342322Cu(NH)C1+2NHC1+2NHOH+O—2Cu(NH)Cl+2H0324423422Cu+2NHC1+2NH0H+0—Cu(NH)Cl+2H0442'3,422剝錫鉛:PTL-601D/605PTL-602A/602B1功能:剝除線路板表面錫金屬抗蝕層，露出線路板之銅面，并保持銅面之光澤主要成份:HN03①.雙液型:PTL-602A/602B1A液氧化劑:用以將Sn/Pb氧化成Pb0/Sn0抗結劑:將Pb0/Sn0轉成可溶性結構，避免飽和沉淀抑制劑:防止A液咬蝕錫銅合金B(yǎng)液氧化劑:用以咬蝕銅錫合金抗結劑:防止金屬氧化物沉淀護銅劑:保護銅面，防止氧化.單液型氧化劑:用以將Sn/Pb氧化成PbO/SnO抗結劑:將PbO/SnO轉成可溶性結構護銅劑:保持銅面，防止氧化反應原理：咬Sn/PbSn/Pb氧化SnO/PbO氧化SnL/PbL氧化H2SnO3(H2O)X(a)銅錫合金剝除Cu6Sn5氧化Cu2++Sn2+(溶解)Cu3Sn——>Cu2++Sn2+(溶解)五、特性及優(yōu)點特性優(yōu)點適應性廣可用于圖形電鍍之多種金屬抗蝕層蝕刻速度快可減少制程時間銅回收再利用容易廢水處理簡易，污染少

溶銅量高成本低消耗少自動控制高品質之制品六、制程控制1.操作參數表槽名項目濃度溫度壓力添加方式分析頻率換槽頻率剝膜NaOH4±1%50±2^1.5±0.5Kg/cm分析補加1次/班1天/次蝕刻Cu2+Cl-PHS.G130-160g/L5-6mol/L8.0-8.61.20±0.0250±2^2±0.2Kg/cm自動添加1次/班剝錫H+S.G4.0-6.0N1.1-1.330±5°C1.5±0.5Kg/cm/1次/班單液型:S.G>1.3H<4.0N雙液型:S.G>1.3H<,3.5N2.槽液維護：補充:蝕刻液比重超過1.21或銅含量超過160g/L時，抽出1/5槽液并添加PTL-501B到原液位管理：定期檢查自動控制之比重和槽液比重是否符合而做適當校正定期分析槽液PH值,銅含量，氯含量,并作成管制圖每日下班時使用子液沖洗蝕銅機前后進出之滾輪，避免干燥氫氧化銅之累積長期不使用時，可多添加3-5%子液，避免NH3過量損失停機超過45-60日以上時，清洗蝕刻機槽維護如下：將槽液排出到預備槽用水噴洗5分鐘后排放用3%(V/V)HCl清洗并噴洗5分鐘后排放檢查噴灑情況是否正常用水再清洗一次并檢查加熱器"令卻水管及濾鋼板加水與約2%氨水或子液混合后噴洗5分鐘后排放將槽液抽回氯化銨添加時請先在槽外以槽液溶解后再加入蝕銅機(氯離子標準值分析值)xNHq/CIx槽體積1_加000=添加氯化銨Kg量PH值在50°C時與常溫會呈現不同的值，換算公式如下：PH(50)=PH(X)-0.21x(50-X)/10例如:24C時PH=8.86，問50C時的PH值是多少？8.86-0.21x(50-24)/10=8.86-0.21x2.6=8.314PH值的誤差影響因素：溫度越低,PH值越高,50C與常溫有時會差約0.04電極會慢慢老化，而此過程中無法得知不同廠牌或不同電極，會差約0.15校正用標準液會吸收空氣中的CO2形成碳酸，若溶入標準液時,則影響準確性用PH4.0-7.0與用PH7.0-10.0做校正，也會不同蝕銅液的PH值變數太多通常只作參考用滴定堿當量法是比較準確的比重在50°C的值與常溫時約差).01比重差0.01時銅含量約差10g/L50°C25C銅(g/L)TOC\o"1-5"\h\z1.1901.2001401.2001.2101501.2101.2201601.2151.225165七、洗槽及配槽程序新線洗槽程序以清水清洗所有藥水槽及水洗槽，然后排放將各水洗槽及藥水槽注滿清水,加入5-10g/L片堿，開啟循環(huán)過濾系統(tǒng)，維持四小時以上然后將廢液排除用清水沖洗各槽體,并排放將各槽注滿清水，循環(huán)30分鐘后排放將各槽注入1/2槽體積水，加入1-2%槽體積H2SO4,然后注滿清水，開啟循環(huán)過濾系統(tǒng)，維持1-2小時后排放用清水沖洗各槽體，并將水排放以清水注滿各槽，開啟循環(huán)過濾系統(tǒng)，維持30分鐘后排放剝膜槽用5-10g/LNaOH,蝕刻槽用1-2%NH3.H2O,剝錫槽用1-2%HNO3再次循環(huán)清洗1小時后，即可進行全線配槽配槽程序A.剝膜槽注入1/2槽體積清水，加入50g/LNaOH(NaOH需預先溶解后再加入槽,以免堵塞管道）補充水至標準液位，循環(huán)20-30分鐘分析調整藥水濃度升溫至50°C蝕刻槽取蝕刻母液PTL-503A（可由舊蝕刻線接取），加入蝕刻槽分析調整母液濃度升溫至50C剝錫鉛槽單液型剝錫鉛液:直接將剝錫鉛液原液加入槽（PTL-601D,PTL-605），攪拌均勻雙液型剝錫?液:（PTL-602A/PTL-602B1）.將PTL-602A原液加入剝錫鉛線A段.將95%槽體積PTL-602B1加入剝錫鉛線B段，并緩慢加入5%槽體積h2O2（35%）.將槽液攪拌均勻八、問題與對策：1.蝕銅液常見問題與對策問題可能原因對策1.速度降低溫度低或加熱器損壞比重過高，子液未補充（銅含量高）比重過低（銅含量低）增加溫度添加子液至比重1.20-1.22之間

可能冷卻管漏水壓力太低氧氣不夠氯離子過低添加廢液修理調整壓力增加抽氣添加NH4Cl2.蝕刻不均勻a.上下兩面不均勻噴嘴阻塞噴管管位成角方向不對滾輪位置不對噴管流量不正確噴管破裂液面太低,Pump空轉檢查噴管(嘴)調整位置與角度調整調整每對噴管噴壓常發(fā)生在擺動接頭處補充蝕銅子液b.同板面上局部不均勻顯影去膜未徹底(Scum)底片不良導致干膜制程發(fā)生膜渣壓膜前板面清潔不夠鍍銅厚度不均去膜液堿性太強，回錫電鍍滲錫修補底片上微孔改善電鍍分布降低堿度改善電鍍3.沉淀氯銅比值不對PH低或漏水，帶入水太多比重過高調整氯銅比減低抽風，修理添加子液4.側蝕大，蝕銅過度PH值過高速度太慢壓力過大噴管或噴嘴不對阻劑破損或浮起比重太低增加銅含量與抽風速度，厚度，藥液關系降低壓力增加銅濃度5.蝕銅不足(UnderEtching)a.速度太快速度，厚度，藥液關系

PH太低比重太高濃度太低噴壓不足加熱器損壞或沉淀太多6.板子在蝕銅機行徑不宜不正裝機未在水平狀態(tài)噴管噴壓集中單邊輸送齒輪破損使輸送桿停用上下噴壓不均勻檢查水平下壓太大時輕的板子會被舉起7.蝕銅機結晶太多a.PH低于8以下子液用完或管路堵塞控制器故障或不準抽風太強8.阻劑剝落PH值太高了解干膜或UV的抗堿度2.剝錫/鉛液常見問題及對策問題原因對策剝速太慢藥水強度減低提高更換或添加頻率板面不亮藥液溫度太高水洗不足控制最高溫小于401提高水洗流量剝除未盡噴管阻塞藥液老化傳送速度太快清洗噴管及噴管阻塞部份更換藥液降低傳送速度板面顏色藥液老化液溫太高水洗不潔Sn/Pb厚度太厚板子儲厚過久設備漏水或漏油更換藥液降低溫度檢查水洗流量清洗噴嘴及噴管阻塞部份依不同厚度調整進度降低儲存時間保養(yǎng)設備

九、信賴度測試方法1.蝕刻均勻性測試1.取1PNL24”x18”之2/2OZ含銅基板，兩面至少各分為25個方格測各小方格銅厚H1并依次作好記錄以正常之蝕板速度，將2/2OZ基板進行蝕刻測蝕刻后各小方塊銅厚H2,并與蝕刻前所測銅厚，相對應作記錄以蝕刻前之銅厚H1,減去蝕刻后之銅厚H2,即為蝕刻之銅厚h以蝕刻掉銅厚之最小值Hmin除去蝕刻掉銅厚之最大值Hmax,即為蝕刻之均勻性均勻性=Hmin均勻性要求＞80%若上下兩面蝕去之銅厚不均，可調整上下噴壓，若同一面均勻性差，可調整板面各區(qū)壓力分布來改變2.蝕刻速率測定2.取一2/2OZ含銅基板，稱重W1(g)將板放入蝕刻線，按正常之生產速度進行蝕刻后，取出洗凈,吹干稱重W2(g),并記錄蝕刻時即)成103計算:速率=空￡長寬84mil/min或用銅厚測試儀測蝕刻前后之銅厚流失銅厚(mil)計算蝕刻速率=時間(min)3.蝕刻因子測定方法取一做完電鍍銅錫之PCB板,要求該板具有朝向各個方向之線路，并有不同線寬線距(3/3mil至10/10mil)在全板縱橫分布3.將測試板放入蝕刻線，走完蝕刻后出對不同線寬線距之線路作切片分析,如下圖2H蝕刻因子E=A-B蝕刻因子通常控制在3-54.蝕刻點測試取1/1OZ之含銅基板數片（寬度與機臺同寬，基板數量應能使基板覆蓋整個蝕刻段）將噴壓固定，并將速度調整至正常蝕刻之速度將含銅基板逐一放入蝕刻段，板與板之間距須一致,當第一片基板走出蝕刻段后，立即關閉蝕刻之噴淋,待水洗后將蝕刻板逐一按順序取出將蝕刻板逐一按原蝕刻放置順序擺放好,觀察經由噴灑所造成之殘銅是否形成均勻之波峰波谷觀察殘銅之波峰是否落于蝕刻段長度之70-80%，若在此圍，則表示蝕刻點正常,蝕刻速度合適，若不在此圍則需調整速度，使蝕刻點落于蝕刻段長70-80%圍十、分析方法㈠.剝膜液NaOH化學分析試劑:酚酞指示劑0.1NHCl方法：取槽液5ml于250ml錐形瓶中加50ml純水加3-5滴酚酞指示劑用1NHCl滴定，溶液由紅色變成無色為終點計算:NaOH=0.8x1NHCl滴定ml數㈡.蝕刻液PTL-503B化學分析.銅離子含量分析試劑:PH=10緩沖液PAN指示劑(1%)0.1MEDTA方法：取槽液10ml于100ml容量瓶中，加純水至刻度線從上述溶液中取5ml于250ml錐形瓶中加入30ml純水并加入20mlPH=10緩沖液加入4-6滴PAN指示劑用0.1MEDTA滴定，溶液由藍色變成草綠色為終點計算:Cu2+(g/L)=12.71X0.1MEDTA滴定ml數.氯離子含量分析試劑:20%乙酸20%%CrO40.1NAgNO3方法:取槽液10ml于100ml容量瓶中，加純水至刻度線從上述溶液中取5ml于250ml錐形瓶中加入30ml純水并加入20ml20%乙酸,15ml20%K2CrO4緩沖液用0.1NAgNO3滴定，溶液中沉淀細碎并呈粉紅色為終點計算:[Cl-](N)=0.2x0.1NAgNO3滴定ml數.剝錫/鉛液PTL-601D化學分析試劑:酚酞指示劑(1%)0.1NNaOH方法：取槽液2ml于250ml錐形瓶中加入20ml純水并加入3-5滴酚酞指示劑用0.1NNaOH滴定，溶液由無色變成粉紅色為終點計算:[H+](N)=0.5x0.1NNaOH滴定ml數.剝錫/鉛液PTL-605化學分析試劑:酚酞指示劑(1%)0.1NNaOH方法:取槽液2ml于250ml錐形瓶中加入20ml純水并加入3-5滴酚酞指示劑用0.1NNaOH滴定，溶液由無色變成粉紅色為終點計算:[H+](N)=0.5x0.1NNaOH滴定ml數.剝錫/鉛液PTL-602A/B1化學分析A.PTL-602A含量分析試劑:甲基紅指示劑(0.1%)1NNaOH方法:取5ml槽液于250ml錐形瓶中加入50ml純水加入3-5滴甲基紅指示劑用1NNaOH溶液滴定，顏色由紅色變成黃色為終點計算:PTL-602A(N)=0.2x1NNaOHB.P