CN103952702A - 蚀刻液及使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法 - Google Patents

蚀刻液及使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蚀刻液及使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，所述蚀刻液以水作为溶剂，包括溶质及各溶质浓度如下：二水合氯化铜，130-250g/L；30％盐酸，100-150mL/L；氯化铵，26.7-128.4g/L；护岸剂，0.5-16g/L；辅助溶剂，2-6g/L；其中，所述护岸剂为缓蚀剂，所述辅助溶剂为多元醇。所述蚀刻液是一种高溶铜、蚀刻速率快的酸性蚀刻液，不含双氧水或次氯酸钠，使用低酸含量，配以辅助溶剂及护岸剂，达到提高蚀刻速率的同时减轻侧蚀的目的，使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，能在短长度内较快完成蚀刻，蚀刻出来的线路平直，蚀刻因子高，因而可用于加工软性线路板的细线路。

Description

蚀刻液及使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法
技术领域
本发明涉及PCB生产领域，特别涉及一种蚀刻液及使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法。
背景技术
印刷线路板的生产流程包括：前处理→干膜曝光、显影→蚀刻→褪膜。其中蚀刻步骤包括将显影后的覆铜板置于蚀刻液中，利用蚀刻液与铜发生的氧化还原反应将非线路部位的铜面除去，获得完整线路。
在蚀刻过程中，我们希望蚀刻是垂直的，然而蚀刻剂的作用是向所有方向的，在实际操作过程中，蚀刻作用经常会攻击到阻剂下面图形的边缘部分，随着液体的搅动，铜被逐渐溶解，边缘蚀刻扩大，最后导体壁变成倾斜的，而不是垂直的，这个现象就叫做侧蚀。导线厚度(不包括镀层厚度)与侧蚀量的比值称为蚀刻因子，可以用蚀刻因子的高低来衡量侧蚀量的大小，蚀刻因子越高，侧蚀量越少。
在印制板的蚀刻操作中，希望有较高的蚀刻因子，而软性电路板因轻、薄、绕软的原因，蚀刻时为了保证较高的蚀刻因子，蚀刻的喷压不能太高，故蚀刻速率不快，设备长度需设计比较长，进而导致生产效率相对较低；且软性线路板细线(如2/2mil规格线路)蚀刻时这个情况尤为严重。
因此，有必要针对软性电路板的特点，对蚀刻液进行进一步的研究，找到一种蚀刻速率较快蚀刻因子较高的软性电路板细线蚀刻液。
发明内容
本发明的目的在于针对软性电路板的特点，设计一种高溶铜、蚀刻速率快的酸性蚀刻液，使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，能在短长度内较快完成蚀刻，蚀刻出来的线路平直，蚀刻因子高。
为实现上述目的，本发明提供一种蚀刻液，以水作为溶剂，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，130-250g/L；
30％盐酸，100-150mL/L；
氯化铵，26.7-128.4g/L；
护岸剂，0.5-16g/L；
辅助溶剂，2-6g/L；
其中，所述护岸剂为缓蚀剂，所述辅助溶剂为多元醇。
优选的，所述缓蚀剂为巯基苯骈噻唑、苯并三氮唑、或甲基苯骈三氮唑，所述辅助溶剂为乙二醇或1、4丁二醇。
更优选的，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
更优选的，所述蚀刻液，以水作为溶剂，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，150g/L；
30％盐酸，130mL/L；
氯化铵，100g/L；
苯并三氮唑，10g/L；
乙二醇或1，4丁二醇，5g/L。
本发明还提供一种使用所述的蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，包括如下步骤：
步骤1，提供待蚀刻的软性线路板及摇摆喷淋蚀刻机；
步骤2，配制蚀刻液并加入摇摆喷淋蚀刻机中，设置摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻的喷压和蚀刻液温度；
步骤3，将待蚀刻的软性线路板安置于摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻区，启动摇摆喷淋蚀刻机，通过摇摆喷淋蚀刻机将蚀刻液喷淋到待蚀刻的软性线路板上对其进行蚀刻，蚀刻完成后停止摇摆喷淋蚀刻机。
优选的，所述蚀刻液以水作为溶剂，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，150g/L；
30％盐酸，130mL/L；
氯化铵，100g/L；
苯并三氮唑，10g/L；
乙二醇或1，4丁二醇，5g/L。
优选的，所述摇摆喷淋蚀刻机包括一聚丙烯槽体。
优选的，所述步骤2中，设置摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻的喷压为上喷1.8±0.2kg/cm2，下喷1.0±0.2kg/cm2，蚀刻液温度为40-55℃。
优选的，所述待蚀刻的软性线路板为18um底铜+10um电镀铜的软性线路板，所述步骤3中保持有效蚀刻时间为50-80秒即完成蚀刻。
本发明的有益效果：本发明的蚀刻液针对软性电路板的特点进行设计，是一种高溶铜、蚀刻速率快的酸性蚀刻液，不含双氧水或次氯酸钠，使用低酸含量，配以辅助溶剂及护岸剂，蚀刻过程中在线路两侧形成相对稳定的有机保护膜，从而达到提高蚀刻速率的同时减轻侧蚀的目的，使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，能在短长度内较快完成蚀刻，蚀刻出来的线路平直，蚀刻因子高，因而可用于加工软性线路板的细线路。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为使用本发明的蚀刻液的进行软性线路板细线蚀刻的方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种蚀刻液，以水作为溶剂，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，130-250g/L；
30％盐酸，100-150mL/L；
氯化铵，26.7-128.4g/L；
护岸剂，0.5-16g/L；
辅助溶剂，2-6g/L。
其中所述护岸剂为缓蚀剂，如巯基苯骈噻唑、苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑等，所述缓蚀剂能在软性线路板铜箔表面形成保护膜，在本实施例中优选苯并三氮唑作为为护岸剂。所述辅助溶剂为多元醇，其与溶剂水的相容性非常好，能够调节水、缓蚀剂与软性线路板铜箔的附着效果，引导缓蚀剂在线路两侧形成相对稳定的有机保护膜，进而达到对细线路的护岸作用；在本实施例中优选乙二醇或1、4丁二醇等作为辅助溶剂。
在蚀刻过程中，二水合氯化铜中的Cu2+具有氧化性，能将覆铜板板面上的铜氧化成Cu+，其反应如下：
蚀刻反应：Cu+CuCl2→Cu2Cl2，
形成的Cu2Cl2是不易溶于水的，进而添加氯化铵进一步提供Cl-，在有过量Cl-存在下，Cu2Cl2能形成可溶性的络离子，其反应如下：
络合反应：Cu2Cl2+4Cl-→2[CuCl3]2 -，
随着铜的蚀刻，蚀刻液中的Cu+越来越多，蚀刻能力很快就会下降。为了保持蚀刻能力，可以通过打气及加强抽风等各种方式对蚀刻液进行再生，使Cu+重新转变成Cu2+，继续进行正常蚀刻，其反应如下：
再生反应：2Cu2Cl2+4HCl+O2→4CuCl2+2H2O。
在蚀刻过程中，辅助溶剂乙二醇或1，4丁二醇等连同护岸剂苯并三氮唑共同作用，在线路两侧形成相对稳定的有机保护膜，这样蚀刻液在光铜面的蚀刻速率要比线路两侧的蚀刻速率要快很多，从而达到提高蚀刻速率的同时减轻侧蚀的目的。
本实施例中，所述蚀刻液优选包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，150g/L；
30％盐酸，130mL/L；
氯化铵，100g/L；
苯并三氮唑，10g/L；
乙二醇或1，4丁二醇，5g/L。
以本实施例的蚀刻液为例，介绍使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻方法。
请参阅图1，使用该蚀刻液的进行软性线路板细线蚀刻的方法，包括如下步骤：
步骤1，提供待蚀刻的软性线路板及摇摆喷淋蚀刻机。
由于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，故而本实施例中选择摇摆喷淋蚀刻机对待蚀刻的软性线路板进行水平线摇摆喷淋蚀刻。
所述摇摆喷淋蚀刻机包括一聚丙烯(PP)槽体。
步骤2，配制蚀刻液并加入摇摆喷淋蚀刻机中，设置摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻的喷压和蚀刻液温度。
在本实施例中喷压为上喷1.8±0.2kg/cm2，下喷1.0±0.2kg/cm2可见与蚀刻PCB硬板时的喷压(上喷2.8kg/cm2，下喷2.0kg/cm2)相比蚀刻软性线路板时的喷压明显较小。所述蚀刻液温度一般设置在40℃以上，本实施例中优选所述蚀刻液温度为40-55℃，合理的设置蚀刻液的温度能够进一步控制蚀刻液的作用效果。
步骤3，将待蚀刻的软性线路板安置于摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻区，启动摇摆喷淋蚀刻机，通过摇摆喷淋蚀刻机将蚀刻液喷淋到待蚀刻的软性线路板上对其进行蚀刻，蚀刻完成后停止摇摆喷淋蚀刻机。
在本实施例中所述蚀刻区即为所述聚丙烯槽体，一般将待蚀刻的软性线路板夹到包胶夹具上，然后放到聚丙烯槽体上，然后进行喷淋蚀刻。蚀刻完成与否我们一般通过蚀刻时间进行控制，而蚀刻时间随待蚀刻的软性线路板的规格的改变而改变，这个时间可以通过有限次实验进行调整和确定，以18um底铜+10um电镀铜的软性线路板为例，保证有效蚀刻时间大概需50-80秒即可完成蚀刻。
采用上述进行软性线路板细线蚀刻的方法，生产出来的软性线路板中2/2mil线路平直，其蚀刻因子达到3.1，达到品质要求。
本发明的蚀刻液针对软性电路板的特点进行设计，是一种高溶铜、蚀刻速率快的酸性蚀刻液，不含双氧水或次氯酸钠，使用低酸含量，配以辅助溶剂及护岸剂，蚀刻过程中在线路两侧形成相对稳定的有机保护膜，从而达到提高蚀刻速率的同时减轻侧蚀的目的，使用该蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，能在短长度内较快完成蚀刻，蚀刻出来的线路平直，蚀刻因子高，因而可加工细线路。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种蚀刻液，以水作为溶剂，其特征在于，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，130-250g/L；
30％盐酸，100-150mL/L；
氯化铵，26.7-128.4g/L；
护岸剂，0.5-16g/L；
辅助溶剂，2-6g/L；
其中，所述护岸剂为缓蚀剂，所述辅助溶剂为多元醇。
2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述缓蚀剂为巯基苯骈噻唑、苯并三氮唑、或甲基苯骈三氮唑，所述辅助溶剂为乙二醇或1、4丁二醇。
3.根据权利要求2所述的蚀刻液，其特征在于，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
4.根据权利要求2所述的蚀刻液，其特征在于，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，150g/L；
30％盐酸，130mL/L；
氯化铵，100g/L；
苯并三氮唑，10g/L；
乙二醇或1，4丁二醇，5g/L。
5.一种使用如权利要求1所述的蚀刻液进行软性线路板细线蚀刻的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，提供待蚀刻的软性线路板及摇摆喷淋蚀刻机；
步骤2，配制蚀刻液并加入摇摆喷淋蚀刻机中，设置摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻的喷压和蚀刻液温度；
步骤3，将待蚀刻的软性线路板安置于摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻区，启动摇摆喷淋蚀刻机，通过摇摆喷淋蚀刻机将蚀刻液喷淋到待蚀刻的软性线路板上对其进行蚀刻，蚀刻完成后停止摇摆喷淋蚀刻机。
6.如权利要求5所述的进行软性线路板细线蚀刻的方法，其特征在于，所述蚀刻液以水作为溶剂，包括溶质及各溶质浓度如下：
二水合氯化铜，150g/L；
30％盐酸，130mL/L；
氯化铵，100g/L；
苯并三氮唑，10g/L；
乙二醇或1，4丁二醇，5g/L。
7.如权利要求5所述的进行软性线路板细线蚀刻的方法，其特征在于，所述摇摆喷淋蚀刻机包括一聚丙烯槽体。
8.如权利要求5所述的进行软性线路板细线蚀刻的方法，其特征在于，所述步骤2中，设置摇摆喷淋蚀刻机的蚀刻的喷压为上喷1.8±0.2kg/cm2，下喷1.0±0.2kg/cm2，设置蚀刻液温度为40-55℃。
9.如权利要求5所述的进行软性线路板细线蚀刻的方法，其特征在于，所述待蚀刻的软性线路板为18um底铜+10um电镀铜的软性线路板，所述步骤3中保持有效蚀刻时间为50-80秒即完成蚀刻。
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