PCB蝕刻是印刷電路板（PCB）制造中的關鍵步驟，其目的是通過化學或物理方法去除不需要的銅層，保留設計好的電路圖形。以下是PCB蝕刻的詳細解析：

1. 蝕刻的基本流程

1. 設計電路圖形

   • 使用EDA軟件（如Altium Designer、KiCad）設計電路圖，生成Gerber文件。

2. 圖形轉印

   • 光刻法：在覆銅板上涂覆光刻膠，通過紫外光曝光顯影，形成抗蝕層（保護所需電路）。

   • 熱轉印法（DIY常用）：用激光打印機將電路圖打印到轉印紙，再通過高溫將墨粉轉印到覆銅板。

3. 蝕刻

   • 將覆銅板浸入蝕刻液，未被保護的銅被溶解，僅保留線路部分的銅層。

4. 去膜與清洗

   • 去除抗蝕層（如用NaOH溶液去光刻膠），清水沖洗后得到裸露的電路。

2. 常用蝕刻液類型

3. 常見問題及解決方案

• 蝕刻不凈（殘留銅）
  原因：蝕刻時間不足、溶液濃度低、溫度過低。
  解決：延長蝕刻時間，補充蝕刻液濃度，適當加熱溶液。

• 過蝕刻（線路變細或斷裂）
  原因：蝕刻時間過長、溶液活性過強。
  解決：縮短時間，稀釋蝕刻液或更換新液，控制溫度。

• 側蝕（Undercut）
  現象：線路邊緣被橫向腐蝕，導致線路寬度減小。
  改善：

  • 使用高分辨率抗蝕層（如干膜替代油墨）。

  • 選擇側蝕小的蝕刻液（如堿性氯化銅）。

  • 優化蝕刻參數（如降低溫度、加快蝕刻速度）。

4. 注意事項

1. 安全防護

   • 蝕刻液具有強腐蝕性，需佩戴手套、護目鏡，在通風環境中操作。

2. 廢液處理

   • 酸性/堿性蝕刻液含重金屬，需中和處理（如用NaOH中和酸性液）并回收銅。

3. 精度控制

   • 高密度電路板建議采用噴淋蝕刻機，減少側蝕；DIY可用搖晃容器加速反應。

4. 溫度影響

   • 溫度每升高10℃，蝕刻速度約翻倍，但側蝕也會加劇，需權衡。

5. DIY蝕刻簡易步驟（以氯化鐵為例）

1. 將覆銅板裁剪至所需尺寸，表面清潔去氧化。

2. 轉印電路圖（熱轉印或記號筆手繪）。

3. 配制30%-40%濃度的氯化鐵溶液，加熱至40-50℃（可加快反應）。

4. 將板放入蝕刻液，搖晃容器直至裸露銅層完全溶解（約10-30分鐘）。

5. 取出板子，清水沖洗后用酒精清除油墨，最后打磨拋光。

6. 進階技巧

• 雙面板蝕刻：需使用沉銅工藝或金屬化孔技術保證通孔導電性。

• 精細線路優化：采用UV曝光法+高分辨率干膜，蝕刻液選擇堿性體系。

• 環保替代方案：檸檬酸+過氧化氫蝕刻液（速度較慢，但無毒）。

通過合理選擇蝕刻液和優化工藝參數，可以平衡蝕刻速度、精度和成本，適用于從原型開發到批量生產的不同需求。