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蚀刻溶液的选择

蚀刻溶液的选择非常重要，因为它直接影响印刷电路板制造过程中高密度细线图像的精度和质量。当然，蚀刻溶液的蚀刻特性受到许多因素的影响，包括物理、化学和机械方面。简要描述如下：

1.物理和化学方面

1） 蚀刻液浓度：蚀刻液浓度应根据金属腐蚀原理和铜箔的结构类型通过试验方法确定。它应该有很大的选择，也就是说，它指的是广泛的工艺范围。

2） 蚀刻溶液的化学成分：蚀刻溶液的不同化学成分会导致不同的蚀刻速率和蚀刻系数。例如，常用的酸性氯化铜蚀刻溶液的蚀刻系数通常为&amp；；碱性氯化铜蚀刻溶液的系数可达3.5-4。开发阶段的硝酸基蚀刻溶液几乎可以实现侧面腐蚀问题，蚀刻线的侧壁接近垂直。

3） 温度：温度对蚀刻溶液的特性有很大的影响。一般来说，在化学反应过程中，温度在加速溶液的流动性、降低蚀刻溶液的粘度和提高蚀刻速率方面起着非常重要的作用。但是，如果温度过高，也容易造成蚀刻液中某些化学成分的挥发，导致蚀刻液中化学成分比例失衡。同时，如果温度过高，可能会导致聚合物抗蚀层损坏，影响蚀刻设备的使用寿命。因此，蚀刻溶液的温度通常被控制在一定的工艺范围内。

4） 采用铜箔厚度：铜箔的厚度对电路图形的导体密度有重要影响。铜箔薄，蚀刻时间短，侧面腐蚀很小；相反，横向腐蚀非常大。因此，铜箔的厚度必须根据电路图形的设计技术要求、导体密度和导体精度要求来选择。同时，铜的伸长率和表面晶体结构将直接影响蚀刻溶液的特性。

5） 电路几何形状：如果电路图形线在X方向和Y方向上的分布位置不均匀，将直接影响板表面蚀刻溶液的流速。同样，如果将宽间距的导线分布在同一块板上的窄间距和宽间距导线中，蚀刻将过度。因此，在设计电路时，设计者应首先了解工艺的可行性，尽量实现电路图形在整个电路板上的均匀分布，导体的厚度应尽可能一致。特别是在制作多层印刷电路板时，大面积铜箔作为接地层对蚀刻质量有很大影响，因此建议设计网状图案。

2. 机械方面

1） 设备类型：设备的结构形式也是影响蚀刻液特性的重要因素之一。在初始阶段，采用浸没槽浸没法蚀刻具有宽导体的印刷电路板。精度要求不高。这是一种可用的设备结构。对于具有细线、窄间距、高精度和高密度的印刷电路板，浸没蚀刻设备结构不再适用。采用水平机械传动结构和摆动喷嘴装置形式的蚀刻设备，使基板铜表面上的印刷电路蚀刻更加均匀，但水平设备结构会导致板表面过度腐蚀，因此开发了垂直喷涂技术。同时，蚀刻设备还必须有一个装置，防止薄覆铜层压板在蚀刻过程中容易缠绕在辊子和传送轮上，并确保线图案表面的金属不会被划伤或划伤。因此，在选择蚀刻设备时，应特别注意结构形式，以满足快速蚀刻速率、均匀蚀刻和高蚀刻质量的要求。

2） 喷涂技术：

①　喷雾形状：目前通用喷雾系统的条件和结构形式是喷雾系统采用联锁和锥形结构。所有喷嘴喷射的蚀刻液呈扇形，相互交替，使所有传输的印刷电路板都被蚀刻液覆盖，并能均匀流动。工艺试验结果表明：
·固定喷涂：平均蚀刻深度为0.20mm，标准偏差为0.01mm。
·摆动喷雾：平均蚀刻深度为0.21mm，标准偏差为0.004。

②　摆动方式：目前的实际生产经验表明，电弧摆动是理想的，可以使蚀刻溶液到达整个板材表面，提高蚀刻速率的一致性，为高密度细线的生产提供可靠保证。

③　距离：所谓的距离是指从喷嘴到板表面的距离，即从蚀刻溶液到基板表面的距离。在考虑喷嘴到基板表面的距离时，还必须结合喷雾压力进行研究和设计，即为了实现高蚀刻质量，还必须符合经济性、适应性、可制造性、可维护性和可更换性。

④　压力：在设计中，应考虑压力对蚀刻溶液喷射的影响，基板表面是否能形成均匀的蚀刻溶液流，以及蚀刻溶液流量的平衡。因此，喷射压力过大或过小都会影响蚀刻质量。

3.流体力学

1） 蚀刻溶液的表面张力：因为任何物体都有一定的表面积，所以液体表面就像一层致密的薄膜。这种薄膜具有分子内向吸引力，使其易于收缩。为了保持这种紧密的表面平衡，必须在表面周长上施加适当的切向力，以保持一定的表面积，不再收缩，这种与表面相切的力称为表面张力。作用在表面上的单位长度张力符号σ表示。单位为达因/cm。蚀刻溶液的表面张力对蚀刻速率和蚀刻质量的影响与固体表面（指铜箔表面）的润湿程度有关。所谓的润湿是液体在固体表面的粘附。也就是说，液体在固体表面上的形状和接触角（θ）接触角越大，固体表面的润湿性越差，即亲水性越差。应保持接触角（θ）。为了使锐角最小化，必须改变固体的表面性质。也就是说，液体表面张力越小，固体表面的润湿性越好。然而，如果固体表面被污染，即使液体表面张力很小，固体表面的润湿性也不会得到改善。因此，为了获得最佳的蚀刻质量，必须加强对基材铜箔表面的清洁处理，提高表面性能，使其更好地被蚀刻溶液润湿。为了提高液体的表面张力，还需要提高操作温度。温度越高，液体的表面张力越小，与固体的粘附越理想，处理效果越好。这是因为温度的升高会导致物质膨胀，增加分子之间的距离，降低分子之间的吸引力。随着溶液温度的升高，表面张力逐渐降低。因此，严格控制工艺条件可以更好地改善溶液与基板铜表面之间的接触状态。

2） 粘度：在蚀刻过程中，随着铜的不断溶解，蚀刻液的粘度会增加，使蚀刻液在基板铜箔表面的流动性变差，直接影响蚀刻效果。为了达到理想蚀刻溶液的最佳状态，必须充分利用蚀刻机的功能，保证溶液的流动性。