印制电路喷淋蚀刻精细线路流体力学模型分析

文章摘要：摘要：在印制电路制作过程中，蚀刻是决定电路板最终性能的最重要步骤之一。所以，研究印制电路的蚀刻过程具有很强的指导意义，特别是对于精细线路。本文将在一定假设的基础上建立模型，并以流体力学为理论基础进行喷淋蚀刻精细线路过程中沟道内流体分析。通过分析沟道内侧壁，底部流体的相对速度，可以得到沟道内各部位扩散层的相对厚度。最后获得的扩散层相对厚度决定了各个部位蚀刻反应的相对速度。在精细印制电路制作过程中，喷淋蚀刻是影响产品质量合格率最重要的工序之一。现有很多的文章对精细线路的蚀刻做了大量的研究，但是大多数都只停留在表象的研究中，并没有从本质上认识喷淋蚀刻中出现的问题。一般只通过优化喷淋过程中的一些参数，

印制电路喷淋蚀刻精细线路流体力学模型分析,标签：pcb培训,pcb是什么,pcb软件,http://www.88dzw.com

　　摘要：在印制电路制作过程中，蚀刻是决定电路板最终性能的最重要步骤之一。所以，研究印制电路的蚀刻过程具有很强的指导意义，特别是对于精细线路。本文将在一定假设的基础上建立模型，并以流体力学为理论基础进行喷淋蚀刻精细线路过程中沟道内流体分析。通过分析沟道内侧壁，底部流体的相对速度，可以得到沟道内各部位扩散层的相对厚度。最后获得的扩散层相对厚度决定了各个部位蚀刻反应的相对速度。

　　在精细印制电路制作过程中，喷淋蚀刻是影响产品质量合格率最重要的工序之一。现有很多的文章对精细线路的蚀刻做了大量的研究，但是大多数都只停留在表象的研究中，并没有从本质上认识喷淋蚀刻中出现的问题。一般只通过优化喷淋过程中的一些参数，改变喷淋的一些操作方式等进行相关研究工作。本文将从流体力学的角度，建立模型来分析流体在铜导线之间凹槽底部各个位置的相对蚀刻速度，从本质上研究蚀刻液流体的蚀刻过程的机理。

　　1. 模型建立

　　在喷淋蚀刻过程中，蚀刻液是通过蚀刻机上的喷头，在一定压力下均匀地喷淋到印制电路板上的。蚀刻液到达印制板之后进入干镆之间的凹槽内并与凹槽内露出的铜发生化学反应。此时的蚀刻液既能与铜导线之间凹槽的底露铜发生化学反应，同时液能与凹槽侧壁的露铜发生化学反应 。

　　在建立模型之前，对蚀刻液流体及干膜之间的凹槽做如下假设：

　　(1) 干膜之间凹槽的长度（导线长）相比凹槽的宽度来说是非常大,这样就可以将蚀刻过程的流体分析看成是在凹槽内的平面二维流体来分析；

　　(2) 在铜导线之间的凹槽内，蚀刻液的的成分在每个部位都是一致的，同时各个部位的温度保持不变，即没有热交换；

　　(3) 在进入凹槽之前，喷淋下来蚀刻液的速度方向都是垂直向下的，喷淋的速度都是一致的,为u0；

　　(4) 喷淋时，认为在凹槽中蚀刻液是从凹槽中央喷射出来的，如图1所示：

　　(5) 在凹槽中，将反应后流体看成是凹槽内的环境流体，对喷射有一定的微扰作用。

　　基于以上的假设，建立相应的模型。如图2，3所示，蚀刻液是从干膜之间凹槽的中央喷射出来的。作用的周围环境介质与流体的性质一致。喷射的流体与凹槽底部的露铜作用后会沿着凹槽的两侧壁流出。

　　要解答此模型，首先要分析蚀刻液流体的喷射流体力学，再使用喷射流体力学分析的结果获得凹槽底部的扩散速度，蚀刻速度等。并分析了凹槽侧壁出现侧蚀的主要原因。

　　①凹槽底部喷射流体力学分析

　　由于蚀刻液是从凹槽中央喷射出来的，所以蚀刻液流体可以使用到射流的流体力学来分析。首先，建立相应的坐标体系，以凹槽的上边缘为Y轴，凹槽的中央垂直线为X轴，线间距为2b0，凹槽深度即干膜的厚度为c（c≥2b0），如图4所示：

　　从（4）式可以看出，任意Y截面的X方向相对速度分布符合高斯正态分布，如图5：

[1] [2]  下一页