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轉自：電子發燒友網
隨着全球電子產品市場的需求升級和快速擴張，電子產品的小型化、高精密、超細線路印製電路板技術正進入一個突飛猛進的發展時期。爲了能滿足市場不斷提升的需求，特別是在超細線路技術領域，傳統落後的蝕刻技術正被先進的真空蝕刻技術所代替。
一、PCB蝕刻定義
蝕刻：將覆銅箔板表面由化學藥水蝕刻去除不需要的銅導體，留下銅導體形成線路圖形，這種減去法工藝是當前印製電路板加工的主流。
二、 蝕刻的關鍵是蝕刻溶液、蝕刻操作條件和蝕刻設備
1.蝕刻溶液
目前是以氯化銅與鹽酸的酸性氯化銅蝕刻液，及以氯化銅與氨水的鹼性氯化銅蝕刻液爲主流。
2.蝕刻操作條件
蝕刻操作條件是對溫度、壓力、時間以及溶液濃度等工藝參數的控制，使蝕刻過程處於最佳狀態。
3.蝕刻設備是圍繞着生產效率、蝕刻速度和蝕刻均勻性而不斷改進。目前主流是水平傳送噴淋式。
蝕刻線
三、 蝕刻設備
主要體現在傳送方式和噴淋方式。
1. 傳送方式分爲：固定式、垂直式、水平式
固定式：早期的設備是一個槽缸，存放蝕刻液後，將PCB板浸泡在裏面。缺點：放板取板效率低；蝕刻效率低；無法做細線路，線條寬度/間距在0.5mm以上。
垂直式：PCB板子垂直掛吊於夾具上進入蝕刻機內, 在蝕刻室兩側溶液噴淋板面。由於蝕刻設備複雜和沒有體現優良的蝕刻效果, 因此此技術沒發展起來。
水平式：使用滾輪傳送PCB，滾輪之間有間距，上下安裝噴嘴，用噴淋方式進行蝕刻。優點：傳送速率一致，蝕刻相對均勻；效率高，兩面可同時蝕刻。目前主流是水平傳送方式。
2. 噴淋方式
爲了使溶液能全面地噴淋到PCB板子表面每個部位, 並促使板面溶液加快流動, 需移動噴淋杆/噴嘴來實現這個效果；
噴嘴的結構也有多種式樣, 按照噴出液體形狀不同有a.實心線束型、b.空心圓錐形、c.實心圓錐形、d.扁平扇形等。從噴射液體不同形狀的效果來看, 實心線束型面積太小, 圓錐形面積過大, 在較密滾輪情況下都被遮擋掉了。因此較多蝕刻機中選擇扁平扇形噴嘴, 溶液呈扇面與PCB板子表面垂直衝擊銅箔, 效果較好。
四、“水池效應”
目前主流的水平傳送噴淋式，能實現最大程度上的生產自動化，成本降低，但是這種方式也不是完美的，會導致“水池效應”，使蝕刻結果產生差異。普通板子影響不大，但是對於超細線路，無法達到蝕刻的公差要求。“水池效應”發生的情況：PCB水平傳送時，位於板子下面和板子上面靠近邊緣部分，蝕刻液容易流走，新舊蝕刻液更容易進行交換；而板中心的位置，容易形成“水池”，蝕刻液流動受到限制；因此PCB板上面中間的線路會比其他位置的蝕刻效果差一些。
德國PILL e.K.公司發佈了一項新的工藝技術，通過吸取使用過的蝕刻液來可改善板面上部分的蝕刻液的流動性，從而阻止“水池效應”的產生。這種方法被稱爲真空蝕刻。
五、真空蝕刻
原理：在蝕刻段中安裝了噴嘴，也在噴管之間離線路板表面相對距離較近的位置安裝了抽氣單元。抽氣單元使操作區域形成負壓，剛好夠防止蝕刻液產生“水池效應”的較低的吸力。經比較，板朝上部分與朝下部分的蝕刻效果基本一致。
效果：通過蝕刻的均勻性試驗來確認, 採用35μm銅箔的覆箔層壓板分別在常規與真空這兩種蝕刻機上進行全板面蝕刻, 約板中間銅箔蝕刻到18μm厚度時停止, 檢測全板面銅厚度分佈。常規蝕刻得到的銅厚度分佈通常是中央呈高山狀, 而真空蝕刻得到的銅厚度分佈均勻。在600mm長度內, 常規蝕刻的中央與邊緣銅厚度差約有±4μm (18～10μm), 而真空蝕刻的中央與邊緣銅厚度差僅約±1μm (19～17μm), 後者只是前者的四分之一。
採用真空蝕刻機使得線寬/線距≤30/30μm的線路圖形容易實現。而要得到理想的效果其中還需把握的是真空力度、噴淋壓力和銅箔厚度等因素。蝕刻機中真空吸嘴對板面溶液的吸引量應是等於或稍大於噴淋量, 若吸引量小又會造成老溶液滯留。噴淋壓力會影響到蝕刻速度與側腐蝕程度, 但壓力大會破壞抗蝕刻膜, 尤其是細節距線路圖形上。對於線寬/線距=30/30μm線路, 常規設備下被蝕刻銅箔厚度小於12μm, 真空蝕刻時銅箔厚度18μm也可加工。可參考的數據, 線寬/線距=30/30μm, 採用18μm銅箔, 噴淋壓力0.1Mpa (1.02kgf/cm2)時吸引量40Hz (約120L/min), 得到均勻的線路圖形。
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