近年來，隨著微波技術的發展，多功能輕型化天線系統中使用的微帶線路板逐漸增多，常用的微帶線路板一般采用聚四氟乙烯覆銅板，單面或雙面上走各種頻率微波帶線，由于直接影響到頻率變化。因此，微帶線路板加工過程中對帶線尺寸精度控制要求比較嚴，這就給工藝提出了新的問題，對微帶精密蝕刻技術進行較深入地研究十分必要。 

    1 引言 

    近年來，隨著微波技術的發展，多功能輕型化天線系統中使用的微帶線路板逐漸增多，常用的微帶線路板一般采用聚四氟乙烯覆銅板，單面或雙面上走各種頻率微波帶線，由于直接影響到頻率變化。因此，微帶線路板加工過程中對帶線尺寸精度控制要求比較嚴，這就給工藝提出了新的問題，對微帶精密蝕刻技術進行較深入地研究十分必要。 

    蝕刻是利用化學反應方法將線路板顯影區域的露銅剝離形成所需電路圖形的過程。酸性CuCl2蝕刻液是一種常見的用于抗蝕劑為抗蝕干膜、抗蝕印料、液態感光印料、金鍍層的蝕刻藥水。 

    2 實驗 

    2.1 實驗原料 

    單面覆銅板，深圳市德晶宇陽電子有限公司；鹽酸，分析純，深圳市鼎慶化工有限公司；無水氯化銅，分析純，上海國藥集團；氯酸鈉，分析純，上海埃彼化學試劑有限公司；苯并三氮唑，分析純，上海埃彼化學試劑有限公司；氨基磺酸，分析純，上海埃彼化學試劑有限公司；氯化銨，分析純，青島雅各化學試劑銷售有限公司等。 

    2.2 實驗儀器 

   TE214S電子天平，賽伯樂（上海）儀器有限公司；DHG-9025A型恒溫干燥箱，上海和呈儀器制造有限公司等。 

    2.3 實驗方法 

    2.3.1 酸性蝕刻工藝方法 

    單面覆銅板-清洗-檢查-酸性蝕刻-水洗-酸洗-水洗-吹干-稱重 

    2.3.2 添加劑的配制 

    稱取0.1g苯并三氮唑，1.0g氨基磺酸，10.gNH4Cl，加入至100ml燒杯中，用去離子水定容至100ml，在25℃下，攪拌均勻即可。 

    2.4 外觀檢查分析 

    對蝕刻試樣進行外觀檢驗，觀察蝕刻表面均勻性，是否存在突沿，蝕刻是否完全等現象。 

    3 結果與討論 

    3.1 工藝參數對蝕刻速率的影響 

    3.1.1 氯化銅濃度對蝕刻速率的影響 

    選取鹽酸濃度2.0mol/L，氯化鉀濃度14g/L，氯酸鈉20g/L，添加劑濃度為14g/L，操作溫度為50℃，改變氯化銅濃度。考察了不同氯化銅濃度對蝕刻速率的影響，影響結果如圖1所示。 

圖1 氯化銅濃度對蝕刻速率的影響

    從圖1中可知，當氯化銅質量濃度小于200g/L時，蝕刻速率隨濃度增加而急劇增大；當氯化銅質量濃度為200g/L時，蝕刻速率出現最大值，為14.42μm/min；隨著氯化銅質量濃度的進一步增加，刻蝕速率先有所降低。因此，最佳氯化銅質量濃度為200g/L左右。 

   3.1.2 Cu+濃度對蝕刻速率的影響 

    選取氯化銅濃度為200g/L，鹽酸濃度2.0mol/L，氯化鉀濃度14g/L，氯酸鈉20g/L，添加劑濃度為14g/L，操作溫度為50℃。考察了不同Cu+濃度對蝕刻速率的影響，影響結果如圖2所示。 

圖2 Cu+濃度對蝕刻速率的影響

    根據蝕刻反應，銅的蝕刻就會形成一價銅離子，這會顯著地降低蝕刻速率。所以，在蝕刻操作中要保持Cu+的含量在一個低的范圍內，并要盡可能快地使其重新氧化成Cu2+。 

    3.1.3 HCl濃度對蝕刻速率的影響 

    選取氯化銅濃度為200g/L，氯化鉀濃度14g/L，氯酸鈉20g/L，添加劑濃度為14g/L，操作溫度為50℃，改變鹽酸濃度。考察了不同HCl濃度對蝕刻速率的影響，影響結果如圖3所示。 

圖3 HCl濃度對蝕刻速率的影響

    在氯化銅蝕刻液中Cu2+和Cu+實際上都是以絡合離子的形式存在。銅離子由于具有不完全的d軌道電子殼，所以它是一個很好的絡合物形成體。一般情況下，可形成4個配位鍵。當溶液中含有較多的Cl-時，Cu2+是以[CuCl4]2-絡離子存在，Cu+是以[CuCl3]2-絡離子存在。當鹽酸濃度升高時，蝕刻時間減少，并且能夠提高溶銅量。但是，鹽酸濃度不可太高，否則加大的酸霧不僅影響環境而且對設備腐蝕破壞也加大了，并且隨著酸濃度的增加，氯化銅的溶解度迅速降低。 

    3.1.4 添加劑濃度對蝕刻速率的影響 

    選取氯化銅濃度為200g/L，鹽酸濃度2.0mol/L，氯化鉀濃度14g/L，氯酸鈉20g/L，操作溫度為50℃，改變添加劑濃度。考察了不同添加劑濃度對蝕刻速率的影響，影響結果如圖4所示。  

圖4 添加劑濃度對蝕刻速率的影響

    由圖4可知，隨著添加劑濃度的增加，蝕刻速率與添加劑濃度呈線性關系。當添加劑濃度為10g/L時，蝕刻速率約為13.75μm/min，當添加劑濃度為14g/L時，蝕刻速率為14.41μm/min，當添加劑濃度增至,18g/L時，蝕刻速率可提高到16.32μm/min。但添加劑濃度過高，一方面，添加劑在試樣表面結晶，殘留物增多，影響試樣外觀；另一方面，蝕刻液的成本會有所上升。因此，不能一味地增加添加劑的濃度。綜合考慮之下，添加劑的濃度控制在10-18g/L即可。 

    3.1.5 溫度對蝕刻速率的影響 

    選取氯化銅濃度為200g/L，鹽酸濃度2.0mol/L，氯化鉀濃度14g/L，氯酸鈉20g/L，添加劑濃度為14g/L，改變溫度。考察了不同溫度對蝕刻速率的影響，影響結果如圖5所示。 

圖5 溫度對蝕刻速率的影響

    隨著溫度的升高，蝕刻速率加快，但是，溫度也不宜過高，一般控制在50℃左右。溫度太高會引起HCl過多地揮發，造成溶液組份比例失調。另外，如果蝕刻液溫度過高，抗蝕層容易損壞。 

    3.2 外觀檢查分析 

    通過對蝕刻試樣進行外觀檢驗，測試結果表明蝕刻表面均勻性好，不存在突沿，蝕刻完全。 

    4 結論 

    （1）酸性蝕刻液的最佳配方為：氯化銅質量濃度200g/L，鹽酸濃度1.5-2.5 mol/L，氯酸鈉20g/L，氯化鉀濃度10-18g/L，添加劑濃度為14g/L。 

    （2）操作溫度50℃左右。