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技術(shù)專題
PCB設(shè)計(jì)上的光刻膠蝕刻
大型PCB制造商使用電鍍和蝕刻工藝在板上生產(chǎn)走線。對(duì)于電鍍，生產(chǎn)過(guò)程始于覆蓋外層板基板的電鍍銅。
光刻膠蝕刻也用作生產(chǎn)印刷電路板的另一個(gè)關(guān)鍵步驟。在蝕刻過(guò)程中保護(hù)所需的銅需要在去除不希望有的銅和在適當(dāng)位置保留抗蝕劑之間取得平衡。保護(hù)是通過(guò)在電路圖案上涂一層薄薄的抗蝕劑（主要由錫混合物組成）來(lái)進(jìn)行的，從而保護(hù)所需的圖案不受蝕刻劑的影響。
由于蝕刻會(huì)從一塊干凈的空白板上除去多余的銅，因此銅的厚度加上鍍層的厚度不能超過(guò)光刻膠的厚度。首先去除多余的銅，然后去除抗蝕劑的減法過(guò)程產(chǎn)生電路圖案。盡管制造商可以使用鏟斗，水箱或噴涂機(jī)來(lái)施加蝕刻劑，但是大多數(shù)選擇高壓噴涂設(shè)備可以在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)蝕刻出標(biāo)準(zhǔn)尺寸的PCB設(shè)計(jì)。
盡管蝕刻劑或剝離劑通常被歸類(lèi)為氨蝕刻劑，但是一般成分通常包括用于噴霧蝕刻的氨/氯化銨或氨/硫酸銨。抗蝕劑防止蝕刻溶液接觸期望的導(dǎo)電圖案。由于蝕刻劑不影響抗蝕劑，因此僅除去不需要的銅。
在蝕刻過(guò)程中，氨性蝕刻劑與銅的反應(yīng)從銅的銅離子產(chǎn)生大量的亞銅離子。過(guò)量的亞銅離子會(huì)在鍍層上形成一層不光亮，不平整的涂層，并損害導(dǎo)電性。為了應(yīng)對(duì)亞銅離子的超載，蝕刻設(shè)備將空氣吸入蝕刻室。從引入的氣流中吸收的氧氣會(huì)導(dǎo)致亞銅離子重新氧化為銅離子。
剝離抗蝕劑需要涉及氧化和還原或氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。用硝酸氧化可從抗蝕劑中除去四個(gè)電子時(shí)，該過(guò)程會(huì)使銅失去光澤并生成氧化銅。還原通過(guò)減少向銅中添加兩個(gè)電子的氧的量來(lái)減少氧化劑的量。
氧化以去除抗蝕劑并還原以保護(hù)銅，從而開(kāi)始該過(guò)程。去除錫需要完全氧化，然后需要通過(guò)使用錫鹽將錫溶解到溶液中。不幸的是，銅的稠度比錫要軟得多，結(jié)果，銅會(huì)在錫之前剝落。制造商在蝕刻劑中使用抑制劑以防止銅氧化損害PCB的導(dǎo)電表面。
完成，功能PCB不能有蝕刻質(zhì)量問(wèn)題。否則，PCB將不符合用于消費(fèi)類(lèi)和工業(yè)產(chǎn)品的規(guī)格要求。制造商根據(jù)跡線邊緣的均勻性和蝕刻底切量來(lái)定義蝕刻質(zhì)量。由于蝕刻劑可以沿任何方向流動(dòng)，包括側(cè)向和向下流動(dòng)，因此蝕刻劑會(huì)底切痕跡。
在考慮板的質(zhì)量時(shí)，制造商采用稱為“蝕刻系數(shù)”的公式。“蝕刻因子”等于底切量除以蝕刻的銅量。通過(guò)配置生產(chǎn)設(shè)備以及通過(guò)使用銀行代理來(lái)調(diào)整蝕刻化學(xué)作用，可將底切量降至最低。
除了防止邊緣咬邊，制造商還致力于保護(hù)生產(chǎn)過(guò)程免受殘留的光致抗蝕劑的影響。任何未剝離的光刻膠都會(huì)在走線附近留下銅腳，從而縮短走線之間的距離。除了防止殘留的光致抗蝕劑積聚之外，制造商還試圖將蝕刻劑在板表面上的堆積減少到最小。蝕刻劑攪動(dòng)可以允許在PCB上形成不同的蝕刻圖案。