前一篇概述了印刷線路板外層的蝕刻工藝及其在蝕刻上遇到的技術(shù)難題，接下來(lái)繼續(xù)探討印刷線路板蝕刻工藝的設(shè)備與腐蝕溶液的關(guān)系、設(shè)備的維護(hù)等問題。

三.設(shè)備調(diào)整及與腐蝕溶液的相互作用關(guān)系

在印制線路板加工中，氨性蝕刻是一個(gè)較為精細(xì)和復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。反過來(lái)說(shuō)它又是一個(gè)易于進(jìn)行的工作。一旦工藝上調(diào)通，就可以連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。關(guān)鍵是一旦開機(jī)就需保持連續(xù)工作狀態(tài),不宜干干停停。蝕刻工藝在極大的程度上依賴設(shè)備的良好工作狀態(tài)。就目前來(lái)講，無(wú)論使用何種蝕刻液，必須使用高壓噴淋，而且為了獲得較整齊的線條側(cè)邊和高質(zhì)量的蝕刻效果，必須嚴(yán)格選擇噴嘴的結(jié)構(gòu)和噴淋方式。

為得到良好的側(cè)面效果,出現(xiàn)了許多不同的理論,形成不同的設(shè)計(jì)方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)。這些理論往往是大相徑庭的。但是所有有關(guān)蝕刻的理論都承認(rèn)這樣一條最基本的原則，即盡量快地讓金屬表面不斷的接觸新鮮的蝕刻液。對(duì)蝕刻過程所進(jìn)行的化學(xué)機(jī)理分析也證實(shí)了上述觀點(diǎn)。在氨性蝕刻中，假定所有其它參數(shù)不變，那么蝕刻速率主要由蝕刻液中的氨（NH3）來(lái)決定。因此用新鮮溶液與蝕刻表面作用,其目的主要有兩個(gè)：一是沖掉剛剛產(chǎn)生的銅離子；二是不斷提供進(jìn)行反應(yīng)所需要的氨（NH3）。

在印制電路工業(yè)的傳統(tǒng)知識(shí)里,特別是印制電路原料的供應(yīng)商們,大家公認(rèn),氨性蝕刻液中的一價(jià)銅離子含量越低，反應(yīng)速度就越快.這已由經(jīng)驗(yàn)所證實(shí)。事實(shí)上，許多的氨性蝕刻液產(chǎn)品都含有一價(jià)銅離子的特殊配位基（一些復(fù)雜的溶劑），其作用是降低一價(jià)銅離子(這些即是他們的產(chǎn)品具有高反應(yīng)能力的技術(shù)秘訣),可見一價(jià)銅離子的影響是不小的。將一價(jià)銅由5000ppm降至50ppm，蝕刻速率會(huì)提高一倍以上。

由于蝕刻反應(yīng)過程中生成大量的一價(jià)銅離子，又由于一價(jià)銅離子總是與氨的絡(luò)合基緊緊的結(jié)合在一起,所以保持其含量近于零是十分困難的。通過大氣中氧的作用將一價(jià)銅轉(zhuǎn)換成二價(jià)銅可以去除一價(jià)銅。用噴淋的方式可以達(dá)到上述目的。

這就是要將空氣通入蝕刻箱的一個(gè)功能性的原因。但是如果空氣太多，又會(huì)加速溶液中的氨損失而使PH值下降，其結(jié)果仍使蝕刻速率降低。氨在溶液中也是需要加以控制的變化量。一些用戶采用將純氨通入蝕刻儲(chǔ)液槽的做法。這樣做必須加一套PH計(jì)控制系統(tǒng)。當(dāng)自動(dòng)測(cè)得的PH結(jié)果低于給定值時(shí)，溶液便會(huì)自動(dòng)進(jìn)行添加。

在與此相關(guān)的化學(xué)蝕刻（亦稱之為光化學(xué)蝕刻或PCH）領(lǐng)域中,研究工作已經(jīng)開始，并達(dá)到了蝕刻機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段。在這種方法中,所使用的溶液為二價(jià)銅，不是氨-銅蝕刻。它將有可能被用在印制電路工業(yè)中。在PCH工業(yè)中，蝕刻銅箔的典型厚度為5到10密耳（mils），有些情況下厚度則相當(dāng)大。它對(duì)蝕刻參量的要求經(jīng)常比PCB工業(yè)中的更為苛刻。

有一項(xiàng)來(lái)自PCM工業(yè)系統(tǒng)中的研究成果，目前尚未正式發(fā)表，但其結(jié)果將是令人耳目一新的。由于有較雄厚的項(xiàng)目基金支持，因此研究人員有能力從長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上對(duì)蝕刻裝置的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行改變,同時(shí)研究這些改變所產(chǎn)生的效果。比如,與錐形噴嘴相比，最佳的噴嘴設(shè)計(jì)采用扇形，并且噴淋集流腔（即噴嘴擰進(jìn)去的那段管子）也有一個(gè)安裝角度,能對(duì)進(jìn)入蝕刻艙中工件呈30度噴射.如果不進(jìn)行這樣的改變，那么集流腔上噴嘴的安裝方式會(huì)導(dǎo)致每個(gè)相鄰噴嘴的噴射角度都不是完全一致的。第二組噴嘴各自的噴淋面與第一組相對(duì)應(yīng)的略有不同（它表示了噴淋的工作情況）。這樣使噴射出的溶液形狀成為疊加或交叉的狀態(tài)。從理論上講，如果溶液形狀相互交叉，那么該部分的噴射力就會(huì)降低，不能有效地將蝕刻表面上的舊溶液沖掉而保持新溶液與其接觸。在噴淋面的邊緣處，這種情況尤其突出。其噴射力比垂直方向的要小得多。

這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),最新的設(shè)計(jì)參數(shù)是65磅/平方英寸（即4+Bar）。每個(gè)蝕刻過程和每種實(shí)用的溶液都有一個(gè)最佳的噴射壓力的問題,而就目前來(lái)講，蝕刻艙內(nèi)噴射壓力達(dá)到30磅/平方英寸（2Bar）以上的情況微乎其微。有一個(gè)原則，即一種蝕刻溶液的密度（即比重或玻美度）越高，最佳的噴射壓力也應(yīng)越高。當(dāng)然這不是單一的參數(shù)。另一個(gè)重要的參數(shù)是在溶液中控制其反應(yīng)率的相對(duì)淌度（或遷移率）。