印制電路板的蝕刻設(shè)備和技術(shù)
印制電路板的蝕刻可采用以下方法:
1 )浸入蝕刻;
2) 滋泡蝕刻;
3) 潑濺蝕刻;
4) 噴灑蝕刻。
由于噴灑蝕刻的產(chǎn)量和細(xì)紋分辨率高，因此它是應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。
1 浸入蝕刻
?浸入蝕刻是一種半槳技術(shù)，它只需一個(gè)裝滿蝕刻洛液的槽，把板子整個(gè)浸入到溶液中，如圖1所示。板子需要保持浸入直至蝕刻完成，這就需要很長(zhǎng)的蝕刻時(shí)間，且蝕刻速度非常緩慢?？梢酝ㄟ^(guò)加熱蝕刻溶液的方法來(lái)提高蝕刻速度。這種方法適用于小型板或原型板。浸入蝕刻通常使用添加了過(guò)硫酸鍍或過(guò)氧化氫的硫酸作為蝕刻劑。
2 滋泡蝕刻
這項(xiàng)技術(shù)在浸入蝕刻技術(shù)上做了一些修改，它的不同在于空氣中的氣體進(jìn)入到了蝕刻溶液中。氣體通過(guò)溶液時(shí)起兩方面的作用:
1)保證表面有持續(xù)新鮮的蝕刻劑，將已經(jīng)溶解了的金屬?zèng)_掉;
2) 提高氧化能力，使蝕刻劑再生。
圖2 為滋泡蝕刻的原理圖。
蝕刻速度取決于空氣的壓力，當(dāng)達(dá)到-定程度時(shí)(空氣壓力通常達(dá)到2Pa) ,蝕刻質(zhì)量會(huì)非常高。這種蝕刻方法使用硫酸錦和過(guò)硫酸鍍作蝕刻劑。滋泡蝕刻最主要的缺點(diǎn)是當(dāng)用過(guò)氧化氫、硫酸作蝕刻劑時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的腐蝕性煙霧。如果使用滋泡蝕刻，就必須把煙霧有效地收集起來(lái)井進(jìn)行凈化。
3 潑濺蝕刻
潑濺蝕刻的原理是把一個(gè)葉片或杯子連接到一個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)時(shí)，蝕刻劑在離心力的作用下噴灑到需蝕刻的板子上。也就是說(shuō)，板子與溶液接觸需要依靠軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片設(shè)計(jì)如圖3 所示。潑濺蝕刻或葉片蝕刻比滋泡蝕刻要好，因?yàn)樗g刻均勻且側(cè)蝕小，但是每一次只能蝕刻有限的幾塊板子。這種蝕刻方法通常使用氯化鐵和硫酸銘榕液作蝕刻劑。大容量的容器用在槽的底部以減少溶液的更替。這項(xiàng)技術(shù)與自動(dòng)噴灑蝕刻相比蝕刻速度較慢，因此現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。
4 噴灑蝕刻
噴灑蝕刻最簡(jiǎn)單的形式是它一個(gè)底下有槽的盒子構(gòu)成。在壓力作用下通過(guò)一個(gè)噴嘴將蝕刻溶液從槽中均勻地抽上來(lái)噴灑在板子的表面。它把新鮮的溶液噴灑在板子上，具有很高的蝕刻速率。下列因素決定了蝕刻的均勻程度:
1 )噴灑樣式、力量、噴灑量的一致性和排放的位置;
2) 蝕刻劑的化學(xué)性能、泵的壓力、噴嘴的外形和放置的位置，這些條件決定了蝕刻的速度;
3) 如果是雙面板，兩面都要進(jìn)行噴灑。
在閉路循環(huán)再生系統(tǒng)中板子要連續(xù)地蝕刻。這種系統(tǒng)的蝕刻速率高，同時(shí)側(cè)蝕小，細(xì)紋分辨率好。這種技術(shù)中經(jīng)常用氧化鍍蝕刻劑蝕刻雙面鍍通孔板，系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)該選用耐酸或耐堿的材料制作，比如PVC 。然而，如果是用硫酸/過(guò)氧化氫作蝕刻劑的系統(tǒng)則需要使用不銹鋼、聚碳酸酷或聚丙烯制作。噴灑蝕刻技術(shù)有兩種類型，它們是:
1 )水平噴灑:這種技術(shù)在頂部和底部有兩排各自獨(dú)立控制的噴嘴。雙側(cè)水平蝕刻通常主要用于生產(chǎn)雙面板，水平噴灑蝕刻系統(tǒng)如圖4 所示。
2) 垂直噴灑:圖5 給出了垂直噴灑的示意圖。在這種技術(shù)里，蝕刻是通過(guò)將板子放置在架子上，這樣板子可以下降到噴灑盒的區(qū)域。隨著大量的，噴嘴上下或左右運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行蝕刻，以達(dá)到理想的結(jié)果。
噴灑蝕刻機(jī)器可采用全自動(dòng)或半自動(dòng)方式進(jìn)行垂直或水平蝕刻。這種自動(dòng)化蝕刻包含有壓力的控制、加熱、比重指示計(jì)和溶液的再生。自動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)是為了提高生產(chǎn)速度。板子放置在架子上面，通過(guò)蝕刻室時(shí)，一排噴嘴擺動(dòng)對(duì)板子進(jìn)行一面或雙面噴灑蝕刻，架子需要緊接著用水沖洗中和。每排噴嘴的壓力很容易控制。
已經(jīng)證明，對(duì)于印制電路板樣板或少量印制電路板的生產(chǎn)，旋轉(zhuǎn)蝕刻機(jī)器是很有效的。在這個(gè)設(shè)備里，蝕刻溶液被放置在槽的底部，它采用石英加熱，這樣可以通過(guò)電子控制，使加熱時(shí)間縮短，溫度保持恒定。這種設(shè)備可以處理(300 x500) mm 的板子。在印制電路板制作中，在第二個(gè)蝕刻周期前放置板子的架子可以旋轉(zhuǎn)180° ，此外還提供了一個(gè)刷洗槽以沖洗蝕刻后的板子。這套設(shè)備蝕刻的極子走線分辨率可達(dá)小于(大于?)0. 1mm ，而且在新的FeCI3蝕刻溶液中其蝕刻速度只能達(dá)到90s 。
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