PCB生产真空蚀刻技术详解

蚀刻过程是该过程中的基本步骤之一。 简单的做法是在基层铜上覆盖一层防腐层，未被防腐层保护的铜与蚀刻剂发生反应，从而被咬掉，最终形成设计电路图形和焊盘。 当然，刻蚀原理可以简单的三言两语说清楚，但实际上刻蚀技术的实现还是相当具有挑战性的，尤其是微线的制作，线宽公差要求非常小，而且不能出现误差 在蚀刻过程中是允许的。 因此，蚀刻结果要恰到好处，不能加宽，也不能过蚀。

PCB真空蚀刻技术详解、原理及优势

进一步说明蚀刻工艺，PCB厂商更愿意采用水平蚀刻线进行生产，以实现最大的生产自动化，降低生产成本。 然而，水平蚀刻并不完美。 无法消除的“池效应”造成板材上下表面的蚀刻效果不同。 板边缘的蚀刻速率比板中心的蚀刻速率快。 有时，这种现象会使板子上的蚀刻结果产生很大的差异。

也就是说，“池效应”会使棋盘边缘的线侵蚀大于棋盘中心的线侵蚀。 即使是仔细的线修正（在板边适当加宽线宽）也无法补偿不同的蚀刻速率，因为必须非常仔细地控制蚀刻公差才能获得超细线。

这种情况导致蚀刻速率发生显着变化。 对于电路板上靠近板边的部分，蚀刻液更容易流出板外，新旧蚀刻液更容易互换，从而保持良好的蚀刻速率。 在板的中央，很容易形成“水池”，从而限制了蚀刻剂的流动。 富含铜离子的溶液较难流出板外。 导致蚀刻效率降低，蚀刻效果比板边或板底更差。 事实上，在实践中不太可能避免“池效应”，因为链条式水平驱动滚筒会阻止蚀刻液的排出，导致蚀刻液在滚筒之间积聚。 这种现象在大板或超细线的生产中更为明显，即使采用更特殊的生产过程控制和补偿手段，如喷淋系统增加摆动喷淋管和修正重蚀段。 没有巨大的技术投入，这个问题是无法解决的。 因此，要达到避免“池塘效应”的目的，我们不必回到起点重新开始。

去年年底，PILL e.K. 发布了一项新的PCB工艺技术，通过水泵只吸收用过的蚀刻液，提高板子上部蚀刻液的流动性，从而防止水坑效应的产生。 这种方法称为真空蚀刻。

2001年11月，第一条真空蚀刻线在ProductronICa向公众展示。同时，电路板制造商进行的测试也证实，真空蚀刻工艺只需较少的工程条件控制工作即可取得优异的效果。

真空蚀刻后，板子两面的蚀刻效果非常均匀。

技术原理非常简单。 在蚀刻部分，不仅安装了喷嘴，而且在喷嘴相对靠近PCB表面的位置安装了抽气单元。 这些泵组将用过的蚀刻液吸走，通过闭路返回到模块的液槽中。

这里的真空度是指系统工作区域的负压和刚好足以防止蚀刻液产生水坑效应的低吸力。 即使是最薄的内层压板也无法被抽气装置吸起，需要保证生产精度。 设计者通过将抽气机的轨道与输送系统中的上固定辊连接起来，确保抽气过程与板面的距离为最佳值，无论板材薄厚，都能 被处理。 这一点意味着不管是什么类型的PCB，都可以获得均匀的蚀刻液提取率。 在整块24“X24”大板的表面，电路板向上的一面只发现了1微米的铜厚波动。 通过比较，板材上部和下部的蚀刻效果基本相同。

采用真空蚀刻技术生产的电路板的电路质量也非常好。 与不同PCB制造商的详细测试表明，新的真空蚀刻技术可以生产出更直的导体轮廓，从而使生产的板更准确地满足布线要求。

在真空刻蚀工艺中，刻蚀介质对抗蚀膜下导线的侧击收缩和用来描述导线刻蚀深度和侧蚀量的刻蚀因子的值都非常高。

当然，还有其他一系列基本上不受厂家影响的因素会影响到实际的蚀刻效果。 例如，抗蚀剂的厚度、曝光和显影过程的质量以及蚀刻基板的铜厚度都具有很大的影响。 一般来说，估计蚀刻工艺或蚀刻液的更新频率对蚀刻效果的影响只有一半。 不过，PILL的项目经理Oliver Briel强调，“事实证明，我们让这50%得到了完全的控制”。

真空刻蚀技术在其他方面也表现出一系列优势：

可以充分利用蚀刻工艺的能力。 随着蚀刻速度的增加，生产时间减少，因此蚀刻过程的产量增加。

因为第一次蚀刻就可以达到满意的效果，所以不需要返工重新蚀刻。

可以减少相关的PCB厂控工程，降低相应的成本。

真空蚀刻系统使用相对简单的技术来生产超细线材，无需安装摆动注入歧管。

喷射压力间歇可调的喷嘴结构不能再使用。 这种设计主要是为了保证减少水坑效应，现在只需使用吸风系统就可以完成这一功能。 真空刻蚀技术让工艺模块更短更紧凑，吸气和刻蚀功能可以在同一个模块中同时完成。

真空蚀刻技术系统的另一个优点是注入歧管可以在行进方向上横向定位。 传统的用于生产细线板的注射歧管，喷嘴通常需要沿行进方向纵向排列，这样才能在板边和板内产生不同的注射压力。 喷嘴与行进方向的角度合适，便于维修，更换时间短。 而且，这种布置方式还可以对每个喷射歧管分别进行简单的流量电监测。 一旦出现任何异常情况，用户可以立即识别出是哪个喷射歧管出现问题，然后可以直接进行调整，毫不拖延。

真空刻蚀pcb技术在未来具有很大的潜力，因为这种工艺特别适用于细线和超细线结构板的生产。 对 50 微米以下的导电图案进行初步测试可以产生有希望的结果。 现在我们正在进一步评估利用真空蚀刻技术生产厚铜线路的能力，目前所有的数据都表明效果不错。 值得注意的是，不仅采用传统的氯化铜作为蚀刻介质，还采用了亚洲普遍使用的三氯化铁（III）作为蚀刻介质。 这种蚀刻介质虽然使用时间较长，但在导体剖面陡峭时效果更好，无疑为目前已被接受为标准的工艺提供了一种替代，尤其是超高功率pcb的生产 -细纹a。