新型印刷线路板蚀刻液添加剂的研究

中文摘要摘要印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)是电子产品的必要组成部分，是支撑电子产品中电子元件的载体，其广泛应用于不同种类的电子器件中。

随着社会的不断进步，人类所追求的电子产品快速向微型化、便捷化、智能化方向发展，拥有高密度互联的多层印刷电路板（HDI-PCB）是制造这些复杂电子产品的重要成分之一。

目前，为了满足社会要求，所需PCB盲孔孔径不断缩小，孔的深径比越来越大，对PCB电镀工艺的要求更高。

而盲孔孔金属化是PCB电镀的核心，是实现多层电路板层与层之间连接的重要路径之一，也是目前PCB生产工艺中非常重要而成熟的技术之一。

但在直流电镀过程中，由于盲孔内电流密度分布不均，孔口电流密度较大，容易出现封孔现象，导致盲孔填充质量下降。

因此，为了获得良好的盲孔填充性能和均匀的铜镀层，镀液中采用添加有机添加剂的方式是非常有效而经济的。

为此，本文以微盲孔填充电镀铜添加剂为主要研究目标，首先对盲孔电镀添加剂的各种成分进行预筛选并通过电镀试验验证该组合添加剂体系并与之确定；其次，研究了各种添加剂成分对PCB微盲孔填铜效果的影响及其性能表征。

详细研究内容及相关结论如下：1、盲孔电镀添加剂的筛选及体系确定（1）通过对大量学者以往研究内容进行比较分析，确定了适宜的卤素离子（Cl-）、加速剂（聚二硫二丙烷磺酸钠：SPS）和抑制剂(聚乙二醇8000：PEG-8000)。

（2）借助筛选金属缓蚀剂的手段筛选出合适的电镀整平剂（4，6-二甲基-2-巯基嘧啶：DMP，2-硫代巴比妥酸：TBA），通过原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱（XPS）测试并结合量子化学计算和分子动力模拟探究了DMP和TBA分子在铜表面的吸附行为和吸附机理，证明了它们可以通过嘧啶环平行吸附于铜的表面，使得进行电化学反应的有效面积减小，铜的表面沉积速度越慢，沉积层也就越均匀，从而有利于微盲孔的填充，也间接性的证明了它们可能是一种潜在的，有效的电镀整平剂。

一种酸性蚀刻液可循环再生工艺的研究的开题报告一、选题背景随着电子工业的飞速发展，印刷线路板已成为各种电子器件的基础，并广泛应用于通信、自动控制、电脑等领域。

印刷线路板的制造中，酸性蚀刻液是不可缺少的一环，被广泛应用于印刷线路板的制造中。

传统的酸性蚀刻液一般采用盐酸或硫酸作为主要成分，但作为一种危险化学品，在使用、储存、运输等方面都存在较大的安全隐患。

此外，蚀刻液中各类金属离子、有机物等物质造成了浪费，对环境造成了不良影响。

因此，如何实现蚀刻液的循环再生，减少资源浪费，减少环境污染，一直是印刷线路板制造领域需要解决的问题。

二、研究目的和意义本研究旨在探究一种可循环再生的酸性蚀刻液，通过对新型酸性蚀刻液在印刷线路板制造中的应用进行研究，提高其蚀刻效率和质量，同时探索其循环再生的机理和方法，为实现印刷线路板制造过程的绿色化、循环化提供技术支持，有重要的现实意义。

三、研究内容1.研究新型酸性蚀刻液的组成及性能，并对其蚀刻效率和质量进行评估。

2.探究新型蚀刻液的循环再生机理和方法，通过失效机理和再生机理研究，明确蚀刻液循环再生的条件和方法。

3.开发可行的循环再生酸性蚀刻液再生工艺，包括理论评估、工艺参数确定、设备设计等。

4.对循环再生酸性蚀刻液进行性能测试和应用实验，验证其是否可适用于印刷线路板的制造过程，评估其经济效益和环境效益。

四、预期成果1.新型酸性蚀刻液的组成及性能研究成果。

2.蚀刻液的循环再生机理及再生条件研究成果。

3.可行的酸性蚀刻液循环再生工艺方案，包括理论评估、工艺参数设计和设备设计。

4.针对新型循环再生酸性蚀刻液进行性能测试和应用实验成果，评估经济效益和环境效益。

五、研究方法1.实验法：通过对新型酸性蚀刻液及其循环再生过程的实验研究，从蚀刻效率、蚀刻质量等方面评估其性能。

2.数据采集与分析法：采集蚀刻液的相关参数数据，包括PH值、温度、时间、反应速率等，利用统计学方法进行数据分析，对新型蚀刻液的蚀刻效果、成本等参数进行评估。

碱性蚀刻子液在线路板蚀刻过程中提高蚀刻均匀性的研究[摘要]蚀刻线路板期间，通过用蚀刻子液补充配合自动化添加装置来代替固体氯化传统铵补充的工艺，对线路板所在表面蚀刻实际均匀性的提升可起到促进作用，并促进线路板整体生产工艺能力的提高。

[关键词]碱性；子液；线路板；蚀刻；均匀性；前言：碱性蚀刻，属于印制的线路板实际生产加工全过程当中的关键步骤或者内容，指借助化学药水有效作用之下，刻掉覆铜板上并不需要的所有铜蚀，保留需保留的部分铜，以形成线路。

蚀刻操作工序常由蚀刻机与蚀刻液配合完成。

该蚀刻操作工序，在印制的线路板总体生产进程中往往至关重要，蚀刻操作工序做得好坏与否，将对印制的电路板总体性能及质量产生直接影响。

伴随着近几年电子产品逐渐小型化发展，对线路板实际制作精度逐渐从原有线宽与间距0.2mm，持续提高到0.1mm。

缩小线宽与间距，对线路板布线的密集度可产生提升作用，对于固体传统氯化铵与氨水的蚀刻液整个体系有着较高要求。

线路板传统蚀刻，主要是用固体的氯化铵于氨水，补充添加蚀刻液。

在蚀刻的速率呈下降趋势时，一定量的氨水、氯化铵便会补加到蚀刻机所在储液槽内，经循环溶解之后便可实现继续应用。

该种方法存在着较高药液浓度，较大密度波动及不稳定的蚀刻速率等特征。

本次课题研究的根本意图在于，选用石油化工的设计研究院所研制添加抗侧蚀剂、氧化剂、稳定剂、液体蚀刻的补充子液，借助密度的控制系统，来自动添加药液，把实际密度控制1.170-1.190范围，处于狭窄工艺的窗口当中，促使碱性蚀刻实际均匀性能够有所提升，并逐步提高蚀刻的精度，达到连续生产这一目的，望此次课题研究所得出的结论能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

1、实验研究1.1实验仪器设备选用德国所生产SCHMID型号碱性的蚀刻机；德国的菲希尔所生产MPOＲ型号涂层的测厚仪；SGO-3230型号正置金相的显微镜；HK-43高速碱性的蚀刻子液、40%氨水、生益科技所生产双面的覆铜板（铜厚为70μm）、蚀刻母液；各项工艺参数设置情况如下：蚀刻机实际运转速度设定为3.0m/min、下喷设定为25Psi。

新型印刷线路板蚀刻液添加剂的研究指导教师：林雪春学生姓名：杨松班级：08CAD4A目录一、前言........................................................................................ - 1 -二、实验部分 ................................................................................ - 3 -2.1 实验试剂和仪器............................................................................................. - 3 -2.2 实验方法介绍 ................................................................................................ - 4 -三、结果与讨论[3] ........................................................................ - 4 -3.1 印刷线路板蚀刻液添加剂的工作条件探索 ...................................................... - 5 -3.2 定性分析蚀刻液添加剂 .................................................................................. - 7 -3.3 添加剂的研制及其与工业品的对照性实验 ...................................................... - 8 -四、结论........................................................................................ - 9 -五、致谢...................................................................................... - 10 -六、参考文献 .............................................................................. - 10 -B新型印刷线路板蚀刻液添加剂的研究一、前言新型印刷线路板蚀刻液添加剂的研究精细化工班（深圳职业技术学院）摘要研究了新型印刷线路板蚀刻液的工艺条件，获得了重要的实验参数，可应用于实际生产控制。

电路板三氯化铁蚀刻液及其它蚀刻液介绍三氯化铁蚀刻液在印制电路、电子和金属精饰等工业中广泛采用三氯化铁蚀刻铜、铜合金及铁、锌、铝等。

这时由于它的工艺稳定，操作方便，价格便宜。

但是，近些年来，由于它再生困难，污染严重，废液处理困难等而正在被淘汰。

因此，这里只简单地介绍。

三氯化铁蚀刻液适用于网印抗蚀印料、液体感光胶、干膜、金等抗蚀层的印制板的蚀刻。

但不适用于镍、锡、锡－铅合金等抗蚀层。

1.蚀刻时的主要化学反应三氯化铁蚀刻液对铜箔的蚀刻是一个氧化－还原过程。

在铜表面Fe3+使铜氧化成氯化亚铜。

同时Fe3+被还原成Fe2+。

FeCl3＋Cu →FeCl2＋CuClCuCl具有还原性，可以和FeCl3进一步发生反应生成氯化铜。

FeCl3＋CuCl →FeCl2＋CuCl2Cu2+具有氧化性，与铜发生氧化反应：CuCl2＋Cu →2CuCl所以，FeCl3蚀刻液对Cu的蚀刻时靠Fe3+和Cu2+共同完成的。

其中Fe3+的蚀刻速率快，蚀刻质量好；而Cu2+的蚀刻速率慢，蚀刻质量差。

新配制的蚀刻液中只有Fe3+，所以蚀刻速率较快。

但是随着蚀刻反应的进行，Fe3+不断消耗，而Cu2+不断增加。

当Fe3+消耗掉35％时，Cu2+已增加到相当大的浓度，这时Fe3+和Cu2+对Cu的蚀刻量几乎相等；当Fe3+消耗掉50％时，Cu2+的蚀刻作用由次要地位而跃居主要地位，此时蚀刻速率慢，即应考虑蚀刻液的更新。

在实际生产中，表示蚀刻液的活度不是用Fe3+的消耗量来度量，而是用蚀刻液中的含铜量(g/l)来度量。

因为在蚀刻铜的过程中，最初蚀刻时间是相对恒定的。

然而，随着Fe3+的消耗，溶液中含铜量不断增长。

当溶铜量达到60g/l时，蚀刻时间就会延长，当蚀刻液中的Fe3+消耗40％时，溶铜量达到82.40g/1时，蚀刻时间便急剧上升，表明此时的蚀刻液不能再继续使用，应考虑蚀刻液的再生或更新。

一般工厂很少分析和测定蚀刻液中的含铜量，多以蚀刻时间和蚀刻质量来确定蚀刻液的再生与更新。

蚀刻液与印制电路板PCB蚀刻液在印制电路板(PCB)工艺中是非常重要的，因为它在印制电路板制造工艺中直接影响高密度细导线图像的精度和质量。

如何选择好的蚀刻液，以保证PCB板的质量和性能，本文将从影响蚀刻液的因素出发做简要的分析讨论，以供大家参考。

蚀刻液的蚀刻特性要受到诸多因素的影响，有物理、化学及机械方面的。

1、物理及化学方面1)蚀刻液的浓度：应根据金属腐蚀原理和铜箔的结构类型，通过试验方法确定蚀刻液的浓度，它应有较大的选择余地，也就是指工艺范围较宽。

2)蚀刻液的化学成分的组成：蚀刻液的化学组分不同，其蚀刻速率就不相同，蚀刻系数也不同。

如普遍使用的酸性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数通常是&；碱性氯化铜蚀刻液系数可达3.5--4。

而正处在开发阶段的以硝酸为主的蚀刻液可以达到几乎没有侧蚀问题，蚀刻后的导线侧壁接近垂直。

3)温度：温度对蚀刻液特性的影响比较大，通常在化学反应过程中，温度对加速溶液的流动性和减小蚀刻液的粘度，提高蚀刻速率起着很重要的作用。

但温度过高，也容易引起蚀刻液中一些化学成份挥发，造成蚀刻液中化学组份比例失调，同时温度过高，可能会造成高聚物抗蚀层的被破坏以及影响蚀刻设备的使用寿命。

因此，蚀刻液温度一般控制在一定的工艺范围内。

4)采用的铜箔厚度：铜箔的厚度对电路图形的导线密度有着重要影响。

铜箔薄，蚀刻时间短，侧蚀就很小；反之，侧蚀就很大。

所以，必须根据设计技术要求和电路图形的导线密度及导线精度要求，来选择铜箔厚度。

同时铜的延伸率、表面结晶构造等，都会构成对蚀刻液特性的直接影响。

5)电路的几何形状：电路图形导线在X方向和Y方向的分布位置如果不均衡，会直接影响蚀刻液在板面上的流动速度。

同样如果在同板面上的间隔窄的导线部位和间隔宽的导线部位状态下，间隔宽的导线分布的部位，蚀刻就会过度。

所以，这就要求设计者在电路设计时，就应首先了解工艺上的可行性，尽量做到整个板面电路图形均匀分布，导线的粗细程度应尽量相一致。