浅谈PCB设计上的光刻胶蚀刻

大型PCB制造商使用电镀和蚀刻工艺在板上生产走线。对于电镀，生产过程始于覆盖外层板基板的电镀铜。

光刻胶蚀刻也用作生产印刷电路板的另一个关键步骤。在蚀刻过程中保护所需的铜需要在去除不希望有的铜和在适当位置保留抗蚀剂之间取得平衡。保护是通过在电路图案上涂一层薄薄的抗蚀剂（主要由锡混合物组成）来进行的，从而保护所需的图案不受蚀刻剂的影响。

由于蚀刻会从一块干净的空白板上除去多余的铜，因此铜的厚度加上镀层的厚度不能超过光刻胶的厚度。首先去除多余的铜，然后去除抗蚀剂的减法过程产生电路图案。尽管制造商可以使用铲斗，水箱或喷涂机来施加蚀刻剂，但是大多数选择高压喷涂设备可以在不到一分钟的时间内蚀刻出标准尺寸的PCB设计。

尽管蚀刻剂或剥离剂通常被归类为氨蚀刻剂，但是一般成分通常包括用于喷雾蚀刻的氨/氯化铵或氨/硫酸铵。抗蚀剂防止蚀刻溶液接触期望的导电图案。由于蚀刻剂不影响抗蚀剂，因此仅除去不需要的铜。

在蚀刻过程中，氨性蚀刻剂与铜的反应从铜的铜离子产生大量的亚铜离子。过量的亚铜离子会在镀层上形成一层不光亮，不平整的涂层，并损害导电性。为了应对亚铜离子的超载，蚀刻设备将空气吸入蚀刻室。从引入的气流中吸收的氧气会导致亚铜离子重新氧化为铜离子。

剥离抗蚀剂需要涉及氧化和还原或氧化还原反应的过程。用硝酸氧化可从抗蚀剂中除去四个电子时，该过程会使铜失去光泽并生成氧化铜。还原通过减少向铜中添加两个电子的氧的量来减少氧化剂的量。

氧化以去除抗蚀剂并还原以保护铜，从而开始该过程。去除锡需要完全氧化，然后需要通过使用锡盐将锡溶解到溶液中。不幸的是，铜的稠度比锡要软得多，结果，铜会在锡之前剥落。制造商在蚀刻剂中使用抑制剂以防止铜氧化损害PCB的导电表面。

完成，功能PCB不能有蚀刻质量问题。否则，PCB将不符合用于消费类和工业产品的规格要求。制造商根据迹线边缘的均匀性和蚀刻底切量来定义蚀刻质量。由于蚀刻剂可以沿任何方向流动，包括侧向和向下流动，因此蚀刻剂会底切痕迹。

在考虑板的质量时，制造商采用称为“蚀刻系数”的公式。“蚀刻因子”等于底切量除以蚀刻的铜量。通过配置生产设备以及通过使用银行代理来调整蚀刻化学作用，可将底切量降至最低。

除了防止边缘咬边，制造商还致力于保护生产过程免受残留的光致抗蚀剂的影响。任何未剥离的光刻胶都会在走线附近留下铜脚，从而缩短走线之间的距离。除了防止残留的光致抗蚀剂积聚之外，制造商还试图将蚀刻剂在板表面上的堆积减少到最小。蚀刻剂搅动可以允许在PCB上形成不同的蚀刻图案。
编辑：hfy