CN103993318A - 一种覆铜板的蚀刻方法 - Google Patents

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杨日福
张凡
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Abstract

本发明涉及覆铜板蚀刻技术，公开了一种覆铜板的蚀刻方法，其特征在于用超声作用于FeCl3溶液蚀刻覆铜板。采用本发明的方法对覆铜板进行蚀刻，蚀刻效率高，蚀刻时间短，腐蚀液温度易于控制。

Description

一种覆铜板的蚀刻方法
技术领域
本发明涉及蚀刻覆铜板制作印制电路板技术，尤其涉及覆铜板的蚀刻方法。 
背景技术
印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB），是电子产品的重要部件之一。印制电路板的制作的一个重要工序就是蚀刻覆铜板。蚀刻覆铜板采用的蚀刻液主要有：CuCl2溶液、H2O2-H2SO4溶液以及FeCl3溶液等。由于FeCl3蚀刻液的工艺稳定、操作方便、价格便宜，且成本低、无毒、无挥发，因此小量制作中经常选用FeCl3溶液作为蚀刻液，但由于采用静态常温蚀刻存在蚀刻速度慢的问题，从而导致蚀刻时间长；升高腐蚀液温度能提高蚀刻速度，但不容易实现。 
为了加快腐蚀的速度，目前有循环腐蚀液式或者振动电路板式。申请号为201220704678.4的中国专利公开了一种小型振动式电路板腐蚀机，但该专利没有加热的装置，仅仅靠加快腐蚀液流动来提高腐蚀速率非常有限。申请号为201220001938.1的中国专利公开了一种电路板恒温腐蚀机，这种腐蚀机存在容易造成电动泵堵塞、腐蚀液残渣不易清理的缺点；该专利还同时采用石英电热膜加热管作为加热元件对腐蚀液进行加热升温提高腐蚀速率，但由于石英管浸在腐蚀液中加热，容易损坏并且更换困难。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率的覆铜板的蚀刻方法。 
本发明的技术方案如下：一种覆铜板的蚀刻方法，其特征在于用超声作用于FeCl3溶液蚀刻覆铜板。 
进一步的，蚀刻过程在超声清洗槽中进行，所述超声清洗槽包括不锈钢清洗槽体、超声发生器、换能器以及加热套，换能器设置于不锈钢清洗槽体底部，加热套设置于不锈钢清洗槽体的外侧面，超声发生器与换能器电连接，不锈钢清洗槽体内装有水，水中放置装有FeCl3溶液的容器，将覆铜板放入FeCl3溶液进行蚀刻，具体的工艺参数为： 
a. FeCl3溶液的浓度为20～200mg/mL；
b. 蚀刻温度为30～80℃；
c. 超声频率为20～100kHz，超声功率密度为0.2～20W/cm2。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 
1. 由于超声的存在，产生空化效应，加上超声波传播产生的机械振动、微射流、微声流等多极效应，加快Cu与FeCl3溶液的反应速度。与静态蚀刻方法相比，该方法蚀刻效率高，蚀刻时间短。
2. 可以通过控制加热升温，方便调节腐蚀液温度，满足低温地区使用。 
附图说明
图1是超声强化FeCl3蚀刻覆铜板的装置示意图。图中，1：超声清洗槽；2：玻璃容器；3：超声发生器；4：换能器；5：加热套；6：水；7：覆铜板；8： FeCl3溶液。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 
本发明的超声强化FeCl3蚀刻覆铜板的装置如图1所示，将超声清洗槽1中加入一定量的水6，将玻璃容器2放入超声清洗槽1中，配置一定浓度的FeCl3溶液，并将一定量的此溶液移入玻璃容器中，称量干净、干燥的覆铜板7放入玻璃容器2的FeCl3溶液8中，设定蚀刻温度，调节超声频率、功率和工作时间，开启超声波发生器3，用超声强化FeCl3蚀刻覆铜板，达到预定蚀刻时间后，取出覆铜板，用清水冲洗，吹风筒吹干，称重，分别以△m，S，t表示覆铜板蚀刻前后的质量损失（mg）、被蚀刻覆铜板的面积（mm2）、蚀刻时间（min），则平均蚀刻速度v按下式计算： 
v=△m /(S*t)（mg. mm-2. min-1）。
实施例1 
蚀刻按如下过程进行：秤取干净、干燥面积为70mm*35mm覆铜板质量，配置浓度为70mg/mL的FeCl3溶液，并将此溶液移入玻璃容器2中，升温至50℃，设定超声频率为45kHz，功率密度为0.5W/cm2，将覆铜板放入FeCl3溶液中，超声作用10min后停止，取出覆铜板冲洗干净并用吹风筒吹干，再次秤取覆铜板的质量，计算蚀刻速度，约为0.0075 mg. mm-2. min-1。
实施例2～5：仅改变FeCl3溶液的浓度，依次为50mg/mL、90mg/mL、110mg/mL、130mg/mL，其它条件与实施例1完全相同，分别计算不同FeCl3溶液浓度下的蚀刻速度如表1所示，为了比较，同时在表1中列出了同样条件下无超声作用时的静态蚀刻的速度。 
表1  不同浓度下两种蚀刻方法的蚀刻速度 
 
从表1可看出：随着浓度的升高，蚀刻速度均有提高，但超声强化FeCl3溶液蚀刻效率明显高于静态蚀刻，蚀刻时间短。
实施例6～9 
与实施例1不同之处在于，腐蚀液的温度分别为温度依次为30℃、40℃、60℃、70℃，其它条件与实施例1完全相同。分别计算不同温度下的蚀刻速度如表2所示，为了比较，同时在表2中列出了同样条件下无超声作用时的静态蚀刻的速度。
表2  不同温度下两种蚀刻方法的蚀刻速度 
 从表2可以看出：随着温度的升高，蚀刻速度均有提高，但超声强化FeCl3溶液蚀刻效率明显高于静态蚀刻，蚀刻时间短。
实施例10 
仅改变超声频率为20kHz，功率密度为10W/cm2，其它条件与实施例1完全相同，计算蚀刻速度，约为0.0124 mg. mm-2. min-1。
实施例11 
仅改变超声频率为100kHz，功率密度为0.2W/cm2，其它条件与实施例1完全相同，计算蚀刻速度，约为0.0052 mg. mm-2. min-1。

Claims (2)

1. 一种覆铜板的蚀刻方法，其特征在于用超声作用于FeCl3溶液蚀刻覆铜板。
2.如权利要求1所述的覆铜板的蚀刻方法，蚀刻过程在超声清洗槽中进行，所述超声清洗槽包括不锈钢清洗槽体、超声发生器、换能器以及加热套，换能器设置于不锈钢清洗槽体底部，加热套设置于不锈钢清洗槽体的外侧面，超声发生器与换能器电连接，不锈钢清洗槽体内装有水，水中放置装有FeCl3溶液的容器，将覆铜板放入FeCl3溶液进行蚀刻，其特征在于具体的工艺参数为：
a. FeCl3溶液的浓度为20～200mg/mL；
b. 蚀刻温度为30～80℃；
c. 超声频率为20～100kHz，超声功率密度为0.2～20W/cm2。
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