蚀刻过程中应注意的问题
1.减少侧面腐蚀和凸边,提高蚀刻系数
侧面侵蚀产生突出的边缘。通常,印制板在蚀刻溶液中的时间越长,侧面腐蚀越严重。侧面腐蚀严重影响印刷导线的精度,严重的侧面腐蚀将使细导线无法制造。当侧面刻蚀和凸出边缘减小时,刻蚀系数增大。高蚀刻系数表示能够保持细导线,从而使蚀刻导线接近原始图纸的尺寸。电镀抗蚀剂,无论是锡铅合金、锡、锡镍合金还是镍,过度突出都会导致导线短路。由于突出的边缘容易断裂,所以在导体的两点之间形成电桥。
影响侧向侵蚀的因素很多,总结如下:
1) 蚀刻方法:浸没和鼓泡蚀刻会造成较大的侧面腐蚀,而飞溅和喷射蚀刻会造成较小的侧面腐蚀,尤其是喷射蚀刻。
2) 蚀刻液类型:不同蚀刻液的化学成分不同,导致不同的蚀刻速率和蚀刻系数。例如,酸性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数通常为3,碱性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数可达4。最近的研究表明,基于硝酸的刻蚀系统几乎可以实现无侧刻蚀,并且刻蚀线的侧壁接近垂直。这种蚀刻系统尚待开发。
3) 刻蚀速度:刻蚀速度慢会导致严重的侧面腐蚀。刻蚀质量的提高与刻蚀速率的加快密切相关。刻蚀速度越快,电路板在刻蚀溶液中停留的时间越短,侧面刻蚀量越小,刻蚀图案清晰整齐。
4) 蚀刻液PH值:当碱性蚀刻液PH值较高时,侧面腐蚀加剧。见图10-3。为了减少侧面侵蚀,一般pH值应控制在8.5以下。
5) 蚀刻液密度:碱性蚀刻液密度过低会加剧侧面腐蚀,如图10-4所示。选择高铜浓度的蚀刻液有利于减少侧面腐蚀
6) 铜箔厚度:为实现对侧面腐蚀小的细线的蚀刻,请使用(超薄)铜箔。线宽越窄,
铜箔越薄。因为铜箔越薄,在蚀刻溶液中的时间越短,侧面腐蚀量越小。
2.提高板间蚀刻速率的一致性
在连续板蚀刻中,蚀刻速率越一致,可以获得越均匀的蚀刻板。为了满足这一要求,有必要确保蚀刻溶液在整个蚀刻过程中始终处于蚀刻状态。这就要求选择易于再生和补偿的蚀刻液,并且蚀刻速率易于控制。选择能够提供恒定操作条件和各种溶液参数自动控制的工艺和设备。通过控制铜的溶解量、pH值、溶液浓度、温度、溶液流动均匀性(喷雾系统或喷嘴和喷嘴摆动)等来实现。
3.整个电路板表面蚀刻速率的高度均匀性
电路板上下侧和电路板表面各部分的蚀刻均匀性取决于电路板表面上蚀刻剂流的均匀性。在蚀刻过程中,上板和下板的蚀刻速率经常不一致。一般来说,下板表面的蚀刻速率高于上板表面的蚀刻速率。由于溶液在上极板表面的积累,腐蚀反应的进程被削弱。通过调节上下喷嘴的喷射压力,可以解决上下板表面的不均匀蚀刻问题。蚀刻和打印中的一个常见问题是很难同时蚀刻所有电路板表面。电路板边缘的蚀刻速度比电路板中心的蚀刻速度快。采用喷雾系统和摆动喷嘴是一种有效的措施。为了进一步改进,可以通过使板的中心和边缘的喷射压力不同以及板的前部和后部的间歇蚀刻来实现整个板表面的蚀刻均匀性。
4.提高安全处理和蚀刻薄铜箔和薄层压板的能力
当蚀刻薄层压板(例如多层板的内层)时,板容易缠绕在辊子和传送轮上,从而产生废品。因此,蚀刻内层压板的设备必须确保薄层压板能够顺利可靠地加工。许多设备制造商在蚀刻机上安装齿轮或滚轮以防止这种现象。一个更好的方法是使用额外的左右摆动特氟隆涂层钢丝作为薄层压板传输的支撑。对于薄铜箔(例如1/2或1/4盎司)的蚀刻,必须确保其未被划伤或划伤。薄铜箔无法承受像蚀刻1盎司铜箔这样的机械缺点。有时剧烈振动可能会划伤铜箔。
5.减少污染
铜对水的污染是印刷电路生产中的一个常见问题,氨碱蚀刻液的使用加剧了这一问题。由于铜与氨络合,不易通过离子交换或碱沉淀去除。因此,采用二次喷淋操作方法,用无铜添加剂对板材进行冲洗,大大减少了铜的排放量。然后,用水冲洗前,用气刀将板表面多余的溶液去除,以减少水对铜和蚀刻盐的冲洗负担。
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