蚀刻制程

3.1.4 以卤素衍生物或盐类加速： 一般增加槽液中的氯离子含量，在一定的范围内可以增加蚀刻速度，其来源通常是含氯的盐类。如果使用卤素的衍生物往往都有更佳的效果，目前大u偶是用两种或两种以上卤素化合物，可以与铜离子形成溶解度良好的错离子，故能加速反应进行。 3.1.5 以有机氰化物加速

这类加速剂用来加速亚铜错盐的形成，一般也有助于蚀刻因子的提高，不过有机氰根对铜面的结合力太强，稍微过量就会使蚀刻速度下降。 3.2 蚀刻因子

随着电路板的精密化之发展趋势，电路设计越来越密集，孔间要通过两条或者三条线路，因此蚀刻技术的要求亦愈精细。 3.2.1 悬垂度（over hang）

以V表示，指抗蚀刻层，一般而言就是锡铅层（无铅化之后改成纯锡层）超出紧接铜层的宽度，也就是说蚀刻过程中，二铜与抗蚀刻层接面被咬蚀进去的量。其造成的主因除了蚀刻方面的因子外，镀锡（或锡铅）时的状态也有很大的影响。 3.2.2 侧蚀（under-cut）

以Y表示，指最大横向蚀刻宽度其值越小愈佳。蚀刻深度（etch depth）以X表示，为侧蚀最宽处至基板之厚度。通常最后品质检验的时候线宽是很重要的因子，制程中其实有很多地方会对铜线路造成侵蚀，因此线宽有可能会不够，因此设计的时候加入补偿值是必要的，而蚀刻段的侧蚀是吃掉线宽的主要因子之一。 3.2.3 蚀刻因子（etch factor）

通常以X/Y表示，与蚀刻液效能、制程设计、操作参数等因子有关。X/Y函数值愈大即表示该蚀刻铜液之侧蚀愈小，对于线路品质越有帮助。 3.2.4 过蚀度（over etch）

以Z表示，与很多因素有关，不过以目前的技术来说造成的原因主要是底铜的厚度，因为底铜通常比线路难蚀刻，所以其蚀刻速率当然低于线路铜，因此当底铜很厚时，底铜还没咬完线路铜就已经咬超过了。 四、超细线路蚀刻

4.1超细线路蚀刻之基本特性

这里所提到的超细线路是指线宽线距介于15μm-40μm之间的产品，当然未来有更细的线路量产亦属此类。

由于积体电路与电子构装技术的更新，以及电脑与通讯系统的激素发展，因此电路板技术朝向高密度、细线路（fine line）的方向发展。由于高密度电路板可提供细线小孔高密度表面构装之积材基板，能符合电脑资讯电子产品小型化，多功能化，高速化及高I/O数的需求，并能与filp chip、BGA、CSP与MCM等电子构装技术相互配合，因此其应用层面更为广泛。目前已发展至1min/1min的线宽线距，因此对于蚀刻液的使用而言必须更注重蚀刻品质；对于超细线路的生产而言其注重的不是线速极快而是蚀刻因子；我们先以一般的情形来进行一个简单的试算，如果底铜厚度8μm，假设线路（trace）补偿值L/S：50μm/30μm，线路铜全是电镀铜，底铜除了电镀铜还有基材铜箔，假设其蚀刻速度比是1.5:1则底铜要咬完线路单边侧蚀要达到8μm，假设线路补偿值L/S：50μm/30μm，线路铜全是电镀铜，底铜除了电镀铜还有基材铜箔，假设其蚀刻熟读比是1.5:1则底铜要咬完线路单边侧蚀要达到8×1.5=12（μm），所以蚀刻完线路宽度只剩50-（12×2）=26（μm），而线距变成30+（12×2）=54（μm），反之如果侧蚀和底铜蚀刻比是1:1则底铜咬完线路单边侧蚀也是8μm，最后线宽有34μm而线距有46μm可见得蚀刻因子在超细线路重要性。 4.2 超细线路所需蚀刻液之重要因子

4.2.1 护岸剂（banking agent）或侧蚀抑制剂 护岸剂即是抗腐蚀之抑制剂，在蚀刻过程中，护岸剂通常被使用来降低侧蚀（提高蚀刻品质）。护岸剂与侧蚀抑制剂可以是一样的添加剂，在定义上最大的不同点在于护岸剂对于蚀刻后水洗干净前的铜面都有保护的功能，而侧蚀抑制剂只在蚀刻反应的前段提供保护。侧蚀添加剂的作用方式乃是在蚀铜反应中产生一层不溶性的钝化膜，而蚀铜机的喷嘴压力足以正面冲破此钝化膜，但对于线路两侧，则因压力不足，因次钝化膜得以继续维持，而达到降低侧蚀的目的。护岸剂亦有相同的功能；由以上叙述我们可以知道几乎没有差别，因此目前两者大多统称为护岸剂，只有在超细线路蚀刻中为求品质而将其区分出来。对于超细线路蚀刻而言护岸剂基本上可以分成两类：（1）界面抑制剂（2）相面抑制剂 a． 界面抑制剂

界面抑制剂可以直接吸附在金属表面，抑制剂需通过电双层达到金属表面并吸附与金属表面形成单层吸附为主的保护层，界面抑制剂的分类通常以其反应模式可以分成：

（1） 几何式抑制剂：藉由抑制剂于金属表面形成隔绝层使蚀刻药水无法与金属表面接触

进而降低金属被攻击的几率与蚀刻速度，这类的抑制剂通常带氮或硫，因为这两类的化合物很容易与铜面形成链接。

（2） 去金属活性型抑制剂：目前很少使用于铜金属蚀刻抑制剂，这类型的抑制剂可以吸

附于金属活性位置，以阻止化学反应的发生。

（3） 化学反应型抑制剂：此类型的抑制剂除了类似几何型抑制剂可以形成阻隔层之外，

其本身通常具有化学活性，可以参与反应并形成另一种形态通常是不易溶解形态。这类型的抑制剂均会与氢离子作用，然后吸附在金属表面，最终形成高分子覆盖膜覆盖于金属表面之上，并且一直离子到达或离开金属。

b． 相面抑制剂

相面抑制剂和界面抑制剂最大的不同在于立体结构，通常相面抑制剂是三维结构而界面抑制剂是立体结构，早期的相面抑制剂就是钝化剂的一种，可以使欲保护之金属面的腐蚀电位移动到钝化区进而使之形成钝化膜。

只有能证明具有从火星可以转变成钝化特性的金属才能跟钝化剂作用一直腐蚀。钝化剂常被认知为氧化型抑制剂，其在中性或弱酸性电解液中特别有效。

如同无机抑制剂一般，某些有机抑制剂已被证实能与腐蚀生成物相互结合而造成一直作用。除了上述两种类型抑制剂功能的一直及，例如BTA。界面抑制剂还能与表面氧化物起作用，进而产生具保护性之聚合物。BTA对铜而言，即具此一抑制行为，表面之氧化铜有助于形成具保护作用之聚合性polymeric triazole film，可表为【Cu（I）BTA】。然而，与界面抑制剂不同，应为三度空间之相面抑制行为。实验显示，亚铜或铜离子及/其氧化物会吸附在金属表面。

4.2.2 底铜厚度

对于超细线路而言由于线路宽度原本就比较窄。基材铜的蚀刻速率又低于电镀铜，因此不论蚀刻因子多好底铜都不能（基材铜加上一铜）都不能太厚，如果底铜超过8μm则光蚀刻段线路宽度的损失就至少12μm以上，因此一般超细线路的底铜总厚度必须控制在5μm以下；由于基材铜具有较电镀铜（指目前电镀板业电镀常用之参数所镀出来的铜）难蚀刻的特性，所以基材铜较厚时容易造成铜毛边，如果底铜一定要达到某个厚度则一铜的比例应相对提高而基材铜的比例应降低，因此超薄铜箔的使用是在所避免。 4.2.3 蚀刻常见问题

超细线路蚀刻的问题其实和一般蚀刻类似，只是由于线宽很细所以会将各种问题的影响放大；通常单纯蚀刻段所造成的问题其实不多，大多是因前制程出状况而影响蚀刻表现的比例较高，比如说渗镀、夹膜、结瘤以及显影不良等问题造成蚀刻结果出状况。

蚀刻段的问题通常是很多原因加总在一起而造成的，单独蚀刻造成的问题以残铜、毛边以及蚀刻不全为主。 c． 蚀刻不全

蚀刻不全也是常见的状况，其造成因素垦是设备或是制程问题，常见的原因包括：

（1） 镀二铜或镀锡时因为均匀度的关系造成夹膜，由于夹膜不容易靠氢氧化钠去除，所

以到蚀刻槽时会影响蚀刻速度造成蚀刻不全。

（2） 线速不适合，最常见的是同一条线跑不通料号时如果有某一批是底铜特别厚的情形

则容易蚀刻不全。

（3） 渗镀，和夹膜类似知识蚀刻阻剂由干膜改成渗镀或渗镀铜。 d． 上下面蚀刻状态不同

电路板上下两面不均的蚀刻状态不同主要的原因有下列三种： （1） 两面铜后不均尤其是有削薄铜面的情形时 （2） 上下喷压的设定不良 （3） 喷嘴型式 五、结论

蚀刻液的使用在电路板制程中是无可避免的，技术也已经十分成熟，不过对于产品日新月异的电路板业界而言，不断的调整参数，微调制程是必须的。现今的酸性蚀刻已经可以达到低酸（无味），高速。碱性蚀刻也已经达到接近中性，可制作超细线路（针对BGA载板而言）。 值得一提的是，超细线路的制作必须从底片开始到包括电镀、贴膜、曝光、显影等流程甚至喷压、线速、操作参数到喷嘴设计等重要的制程设备设计都要配合才能达成，因此需要自药水供应商到生产、设备、品管等领域协力才能达成。