印制电路板的蚀刻设备和技术

印制电路板的蚀刻可采用以下方法:

1 )浸入蚀刻;

2) 滋泡蚀刻;

3) 泼溅蚀刻;

4) 喷洒蚀刻。

由于喷洒蚀刻的产量和细纹分辨率高，因此它是应用最为广泛的一项技术。

1 浸入蚀刻

浸入蚀刻是一种半桨技术，它只需一个装满蚀刻洛液的槽，把板子整个浸入到溶液中，如图1所示。板子需要保持浸入直至蚀刻完成，这就需要很长的蚀刻时间，且蚀刻速度非常缓慢。可以通过加热蚀刻溶液的方法来提高蚀刻速度。这种方法适用于小型板或原型板。浸入蚀刻通常使用添加了过硫酸镀或过氧化氢的硫酸作为蚀刻剂。

2 滋泡蚀刻

这项技术在浸入蚀刻技术上做了一些修改，它的不同在于空气中的气体进入到了蚀刻溶液中。气体通过溶液时起两方面的作用:

1)保证表面有持续新鲜的蚀刻剂，将已经溶解了的金属冲掉;

2) 提高氧化能力，使蚀刻剂再生。

图2 为滋泡蚀刻的原理图。

蚀刻速度取决于空气的压力，当达到-定程度时(空气压力通常达到2Pa) ,蚀刻质量会非常高。这种蚀刻方法使用硫酸锦和过硫酸镀作蚀刻剂。滋泡蚀刻最主要的缺点是当用过氧化氢、硫酸作蚀刻剂时会产生大量的腐蚀性烟雾。如果使用滋泡蚀刻，就必须把烟雾有效地收集起来井进行净化。

3 泼溅蚀刻

泼溅蚀刻的原理是把一个叶片或杯子连接到一个电动机的转轴上，当电动机转动起来时，蚀刻剂在离心力的作用下喷洒到需蚀刻的板子上。也就是说，板子与溶液接触需要依靠轴的转动，叶片设计如图3 所示。泼溅蚀刻或叶片蚀刻比滋泡蚀刻要好，因为它蚀刻均匀且侧蚀小，但是每一次只能蚀刻有限的几块板子。这种蚀刻方法通常使用氯化铁和硫酸铭榕液作蚀刻剂。大容量的容器用在槽的底部以减少溶液的更替。这项技术与自动喷洒蚀刻相比蚀刻速度较慢，因此现在已经很少使用了。

4 喷洒蚀刻

喷洒蚀刻最简单的形式是它一个底下有槽的盒子构成。在压力作用下通过一个喷嘴将蚀刻溶液从槽中均匀地抽上来喷洒在板子的表面。它把新鲜的溶液喷洒在板子上，具有很高的蚀刻速率。下列因素决定了蚀刻的均匀程度:

1 )喷洒样式、力量、喷洒量的一致性和排放的位置;

2) 蚀刻剂的化学性能、泵的压力、喷嘴的外形和放置的位置，这些条件决定了蚀刻的速度;

3) 如果是双面板，两面都要进行喷洒。

在闭路循环再生系统中板子要连续地蚀刻。这种系统的蚀刻速率高，同时侧蚀小，细纹分辨率好。这种技术中经常用氧化镀蚀刻剂蚀刻双面镀通孔板，系统设备应该选用耐酸或耐碱的材料制作，比如PVC 。然而，如果是用硫酸/过氧化氢作蚀刻剂的系统则需要使用不锈钢、聚碳酸酷或聚丙烯制作。喷洒蚀刻技术有两种类型，它们是:

1 )水平喷洒:这种技术在顶部和底部有两排各自独立控制的喷嘴。双侧水平蚀刻通常主要用于生产双面板，水平喷洒蚀刻系统如图4 所示。

2) 垂直喷洒:图5 给出了垂直喷洒的示意图。在这种技术里，蚀刻是通过将板子放置在架子上，这样板子可以下降到喷洒盒的区域。随着大量的，喷嘴上下或左右运动来进行蚀刻，以达到理想的结果。

喷洒蚀刻机器可采用全自动或半自动方式进行垂直或水平蚀刻。这种自动化蚀刻包含有压力的控制、加热、比重指示计和溶液的再生。自动设备的设计是为了提高生产速度。板子放置在架子上面，通过蚀刻室时，一排喷嘴摆动对板子进行一面或双面喷洒蚀刻，架子需要紧接着用水冲洗中和。每排喷嘴的压力很容易控制。

已经证明，对于印制电路板样板或少量印制电路板的生产，旋转蚀刻机器是很有效的。在这个设备里，蚀刻溶液被放置在槽的底部，它采用石英加热，这样可以通过电子控制，使加热时间缩短，温度保持恒定。这种设备可以处理(300 x500) mm 的板子。在印制电路板制作中，在第二个蚀刻周期前放置板子的架子可以旋转180° ，此外还提供了一个刷洗槽以冲洗蚀刻后的板子。这套设备蚀刻的极子走线分辨率可达小于(大于?)0. 1mm ，而且在新的FeCI3蚀刻溶液中其蚀刻速度只能达到90s 。