蚀刻技术及工艺分析...ppt

木巷电讯配件有限公司 品保部 蚀刻技术介绍及工艺分析 蚀刻工艺及异常分析 蚀刻定义 蚀刻原理 蚀刻用途 蚀刻分类 蚀刻常用介质 蚀刻工艺流程 蚀刻制程注意事项 蚀刻 蚀刻是将材料利用化学反应或物理撞击作用而去除的技术 也即利用合适的化学溶液腐蚀去除材质上未被光阻覆盖 感光膜 的部分 达到一定的雕刻深度 蚀刻定义 特点 改变了机械加工金属零件方式 可对大到传统行业设备使用的大面积微孔滤网 小到眼睛几乎很难以分辨的细微零件进行加工 生产过程无外力冲击 不变形 平整度好 生产周期短 应变快 不需模具的设计 制造 产品无毛刺 无凸起 两面一样光 一样平 按图红加工平面凹凸型的金属材料制品 如 文字 数字及复杂图型 图案 制造各种精密的 任意形状的通孔零件 蚀刻特点 蚀刻的原理 通常所指蚀刻也称光化学蚀刻 photochemicaletching 指通过曝光制版 显影后 将要蚀刻区域的保护摸去处 在蚀刻时接触化学溶液 达到溶解腐蚀的作用 形成凹凸或者镂空成型的效果 蚀刻的原理 蚀刻的作用 最早可用来制造铜版 锌版等印刷凹凸版 也广泛地被使用于减轻重量 WeightReduction 仪器镶板 铭牌及传统加工法难以加工之薄形工件等之加工 经过不断改良和工艺设备发展 亦可以用于航空 机械 化学工业中电子薄片零件精密蚀刻产品的加工 特别在半导体制程上 蚀刻更是不可或缺的技术 蚀刻的用途 蚀刻分类 蚀刻技术可以分为湿式蚀刻 wetetching 和干式蚀刻 dryetching 两类 蚀刻类型 干性蚀刻 所谓干性蚀刻乃是利用化学品 通常是盐酸 与所欲蚀刻之薄膜起化学反应 产生气体或可溶性生成物 达到图案定义之目的 在干蚀刻技术中 一班多采用电浆蚀刻与活性离子蚀刻 而所谓干蚀刻 则是利用干蚀刻机台产生电浆 将所欲蚀刻之薄膜反映产生气体由PUMP抽走 达到图案定义之目的 蚀刻类型 湿性蚀刻 最早的蚀刻技术是利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光阻覆盖的部分 而达到蚀刻的目的 这种蚀刻方式也就是所谓的湿式蚀刻 因为湿式蚀刻是利用化学反应来进行薄膜的去除 而化学反应本身不具方向性 因此湿式蚀刻过程为等向性 一般而言此方式不足以定义3微米以下的线宽 但对于3微米以上的线宽定义湿式蚀刻仍然为一可选择采用的技术 蚀刻类型 蚀刻常用介质 FeCl3 三氯化铁 NaOH 氢氧化纳 FeCl3 三氯化铁因其工艺稳定 操作方便 价格便宜 因此为广大蚀刻加工企事业单位所采用 主要在印制电路 电子和金属精饰等工业中被广泛采用 一般用来蚀刻铜 铜合金 不锈钢 铁 锌及铝等 三氯化铁蚀刻液适用于网印抗蚀印料 液体感光胶 干膜 镀金蚀层的印制板的蚀刻 不适用于镍 锡 锡铅合金等抗蚀层 蚀刻液的浓度一般是以蚀刻时间和蚀刻质量来确定蚀刻液的再生与更新 蚀刻常用介质 NaOH 是一种常见的重要强碱 固体又被称为烧碱 火碱 片碱 苛性钠等 是一种白色固体 有强烈的腐蚀性 在空气中易潮解 且与空气中CO2二氧化碳起反应 因此要密封存放 除溶于水之外 氢氧化钠还易溶于乙醇 甘油 但不溶于乙醚 丙酮 液氨 其液体是一种无色 有涩味和滑腻感的液体 蚀刻常用介质 蚀刻工艺流程 来料前处理 涂膜 烘烤 曝光 显影 全检补漆 蚀刻 脱膜 全检包装 烘干 蚀刻设备的改进 主要体现 1 在传送方式 喷淋方式 目的是提高生产效率 蚀刻速度和蚀刻均匀性 2 喷淋杆或喷嘴的移动为了使溶液能全面地喷淋到板子表面每个部位 并促使板面溶液加快流动 是移动喷淋杆或喷嘴 目前的水平传送喷淋式蚀刻设备的喷嘴与喷淋杆摆动的结构有多样不同 使得喷淋溶液不固定于一个位置 就让喷嘴摆动 摆动方式有的是转动喷管摇摆喷嘴角度 有的是平移喷管移动喷嘴位置 也有水平旋转喷管而使喷嘴旋转喷液 喷嘴摆动方式不同 目的是为提高蚀刻均匀性 蚀刻工艺改进 涂膜 水处理净化剂液体三氯化铁产品 一 物理性质外观 红棕色液体 分子式 FeCl3分子量 162 21比重 1 30 1 50g cm3二 产品用途 三氯化铁在环保污水处理中用作净化絮凝剂 在饮用水处理中用作净水剂 电子行业中用作线路板蚀刻剂 轻工行业用作不锈钢制品的腐蚀 有机合成中用作二氯乙烷的催化剂 印染工业中用作靛蓝染料的氧化剂和印染媒染剂 染料工业用作中间体原料 在医药制药中用作催化的原料 在建筑混凝土中渗入其溶液后能增加建筑物强度 抗腐蚀性和防止渗水 三氯化铁是生产甜菊糖的主要原料 在生产不溶性硫磺中作催化剂 也被大量用于电视机阴罩的生产 三 产品特点 液体三氯化铁是固体三氯化铁的良好替代品 是城市污水及工业废水处理的高效廉价絮凝剂 具有显著的沉淀重金属及硫化物 脱色 脱臭 除油 杀菌 除磷 降低出水COD及BOD等功效 与其它废水处理絮凝剂相比具有如下特点 1 与固体三氯化铁相比相同的浓度价格低40 以上 可完全替代固体三氯化铁 2 本身为水溶液省去了固体絮凝剂配制溶液的繁琐操作及溶解不完全的问题 3 可取代液体或固体硫酸铝 聚合氯化铝 聚合硫酸铁等絮凝剂 处理成本与其相比可降低30 以上 4 絮凝性能优良 沉降速度高于铝盐系列絮凝剂如硫酸铝 聚合氯化铝等 且形成的矾花密实 沉降快 能减少跑矾花现象 使滤池反冲洗次数减少 5 处理后产生的污泥量少 可大大节省污泥处理费用 6 适应水体pH值范围广 在pH值4 12的宽范围内均可使用 最佳使用pH值范围 相对铝盐对人体神经系统的影响 三氯化铁是高效 无毒无二次污染类絮凝剂 且对低温浑浊水处理效果要优于其它絮凝剂 可以专门用来作污泥脱水剂 效果非常好 四 质量技术标准 产品质量符合中华人民共和国国家标准GB4482 93项目指标优等品一等品合格品氯化铁 FeCl3 含量 4 氯化亚铁 FeCl2 含量 比重 不溶物含量 蚀刻过程中应注意的问题1 减少侧蚀和突沿 提高蚀刻系数侧蚀产生突沿 通常印制板在蚀刻液中的时间越长 侧蚀越严重 侧蚀严重影响印制导线的精度 严重侧蚀将使制作精细导线成为不可能 当侧蚀和突沿降低时 蚀刻系数就升高 高的蚀刻系数表示有保持细导线的能力 使蚀刻后的导线接近原图尺寸 电镀蚀刻抗蚀剂无论是锡 铅合金 锡 锡 镍合金或镍 突沿过度都会造成导线短路 因为突沿容易断裂下来 在导线的两点之间形成电的桥接 影响侧蚀的因素很多 下面概述几点 1 蚀刻方式 浸泡和鼓泡式蚀刻会造成较大的侧蚀 泼溅和喷淋式蚀刻侧蚀较小 尤以喷淋蚀刻效果最好 2 蚀刻液的种类 不同的蚀刻液化学组分不同 其蚀刻速率就不同 蚀刻系数也不同 例如 酸性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数通常为3 碱性氯化铜蚀刻液的蚀刻系数可达到4 近来的研究表明 以硝酸为基础的蚀刻系统可以做到几乎没有侧蚀 达到蚀刻的线条侧壁接近垂直 这种蚀刻系统正有待于开发 3 蚀刻速率 蚀刻速率慢会造成严重侧蚀 蚀刻质量的提高与蚀刻速率的加快有很大关系 蚀刻速度越快 板子在蚀刻液中停留的时间越短 侧蚀量越小 蚀刻出的图形清晰整齐 4 蚀刻液的PH值 碱性蚀刻液的PH值较高时 侧蚀增大 峁见图10 3为了减少侧蚀 一般PH值应控制在8 5以下 5 蚀刻液的密度 碱性蚀刻液的密度太低会加重侧蚀 见图10 4 选用高铜浓度的蚀刻液对减少侧蚀是有利的 6 铜箔厚度 要达到最小侧蚀的细导线的蚀刻 最好采用 超 薄铜箔 而且线宽越细 铜箔厚度应越薄 因为 铜箔越薄在蚀刻液中的时间越短 侧蚀量就越小 2 提高板子与板子之间蚀刻速率的一致性在连续的板子蚀刻中 蚀刻速率越一致 越能获得均匀蚀刻的板子 要达到这一要求 必须保证蚀刻液在蚀刻的全过程始终保持在最佳的蚀刻状态 这就要求选择容易再生和补偿 蚀刻速率容易控制的蚀刻液 选用能提供恒定的操作条件和对各种溶液参数能自动控制的工艺和设备 通过控制溶PH值 溶液的浓度 温度 溶液流量的均匀性 喷淋系统或喷嘴以及喷嘴的摆动 等来实现 3 高整个板子表面蚀刻速率的均匀性板子上下两面以及板面上各个部位的蚀刻均匀性是由板子表面受到蚀刻剂流量的均匀性决定的 蚀刻过程中 上下板面的蚀刻速率往往不一致 一般来说 下板面的蚀刻速率高于上板面 因为上板面有溶液的堆积 减弱了蚀刻反应的进行 可以通过调整上下喷嘴的喷啉压力来解决上下板面蚀刻不均的现象 蚀刻印制