摘 要：酸性蚀刻为大多数PCB生产厂家图形蚀刻工艺。本文通过对酸性蚀刻液中氧化剂含量的不同对蚀刻液颜和蚀刻速率的变化影响，为生产作业人员及工程技术人员巡线提供参考具有重要意义。 关键词：氧化剂 含量 颜 蚀刻速率
一﹑前言
PCB制程生产蚀刻有二种：一种为碱性蚀刻，一种为酸性蚀刻。无论碱性蚀刻还是酸性蚀刻，蚀刻药水的稳定性均对蚀刻速率有相当的影响。
目前酸性蚀刻液主要为CUCl2+HCl+NaClO3.蚀刻生产过程中其基本反应原理如下1-3式：
1 主反应： 2CUCl2+2CU→2CU2Cl2
2 副反应： 3CU+ NaClO3+6HCl→3 CUCl2+3H2O+NaCl
3 CU2Cl2+6Cl→3〔CUCl3〕2-
3再生反应：6CUCl+6HCl+NaClO3→6CUCl2+3H2O+NaCl
由上可知参与蚀刻反应的主要为二价铜离子，二价铜离子将单质铜氧化为一价铜离子，本身
也被还原为一价铜离子，伴随蚀刻的进行，铜也被过量的氯酸钠氧化为二价铜离子，生成的一价铜离子不溶于水，在氯离子的参与下，络合为可溶于水的络合物，一价铜离子在酸性氯酸钠的氧化作用下被氧化为二价铜离子，蚀刻液通过此再生反应，恢复蚀刻能力及活性。
从以上可知影响蚀刻速率的因素有很多：主要是溶液中Cl- 、Cu+的含量，溶液的温度及Cu2+的浓度等，要保证蚀刻的正常进行就必须保证氧化剂的正常添加，而Cl- 、Cu+及Cu2+的含量直接由氧化剂含量的高低来决定：氧化剂含量低，再生反应就慢，药水活性也就相对较低，蚀刻速率也相对较低；氧化氧含量高，再生反应就快，药水的活性也相对就高，蚀刻速率也相对较快。故氧化剂的含量在蚀刻生产中就显得尤为重要。下面我们将来探讨蚀刻生产过程中氧化剂含量的高低对药水颜及蚀刻速率的影响。
二﹑实验的设计及过程分析：
蚀刻速率测试方法：（左中右取平均值）
1 开料2/2OZ，15*15cm,烘干：120℃*10分钟，泠却后称重W1。
2 以正常1OZ速度作蚀刻后烘干120℃*10分钟，泠却后称重W2。
3 蚀刻速率（ER）=（W1-W2）*25400/长*宽*2*22.69
2.1 正常生产状态下蚀刻液中氧化剂含量及颜和蚀刻速率的测试：
氧化剂含量（克/升） | 药水颜 | 蚀刻速率(um/min) | 平均蚀刻速率(um/min) |
40（左） | 绿 | 36.6 | 37 |
40（中） | 36.8 |
40（右） | 36.8 |
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2.2 氧化剂含量下降5-10克/升时蚀刻液的颜和蚀刻速率的测试：
氧化剂含量（克/升） | 药水颜 | 蚀刻速率(um/min) | 平均蚀刻速率(um/min) |
30（左） | 淡绿 | 33.7 | 34 |
30（中） | 33.6 |
30（右） | 33.7 |
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2.3 氧化剂含量下降10-20克/升时蚀刻液的颜和蚀刻速率测试：
氧化剂含量（克/升） | 药水颜 | 蚀刻速率(um/min) | 平均蚀刻速率(um/min) |
20（左） | 棕 | 26..4 | 26 |
20（中） | 26.1 |
20（右） | 26.2 |
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2.4 测试在以上3种条件下用1OZ铜厚同线宽线距板用同样速度蚀刻后的线宽。如下：
氧化剂含量: 克/升 | 颜 | 蚀 刻 速 率(um/min) | 同线宽线距板同速 度蚀刻后的线宽 |
40 | | 37 | |
30 | | 34 | |
20 | | 26 | |
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2.5 分析
2.5.1 氧化剂含量与颜关系为：随着氧化剂下降，其颜会由绿→淡绿→棕。
2.5.2氧化剂含量与蚀刻速率关系曲线图：
分析：随着氧化剂含量的下降，其蚀刻速率也随之下降。
2.5.3 氧化剂含量与同线宽线距板在同速度下的蚀刻线宽关系曲线图：
分析：随着氧化剂含量的下降，同线宽线距板在同速度下蚀刻线宽会增大。
2.5.4 为验证氧化剂40克/升是否为最佳值，对氧化剂中值设为45克/升生产二天，其结果如下：
随着生产的进行，其约水平衡状态会被打破，盐酸含量及比重会慢慢下降超出控制范
围导致报警灯长时间闪烁。
小结：由上可知：氧化剂含量中值为40克/升为相对较为稳定的生产参数，（此参数仅针对我司外层DES线）。
三 总结：
3.1氧化剂中值40克/升为相对较为稳定的生产参数。（此参数仅针对我司外层DES线）。
3.2随着氧化剂含量的下降，其颜会由绿→淡绿→棕。
3.3随着氧化剂含量的下降，其蚀刻速率也随之下降
3.4随着氧化剂含量的下降，同线宽线距板在同速度下蚀刻线宽会增大。
四 展望启示
由以上结果可知，在正常生产条件下，如果酸性蚀刻液的颜有变化时，此时蚀刻速率及生产板的线宽线距均会有变化，此时应立即检查添加系统是否正常，氧化剂含量是否有变化，直到各参数稳定在工艺范围内再生产。
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