蚀刻工艺精讲—金属基板侧蚀控制、均匀性与金属层保护

    在金属基板加工流程中，蚀刻是形成线路图形的核心工序，直接决定线路精度、导通性能与产品寿命。金属基板的金属基层与表面铜箔形成复合结构，蚀刻环境、药液体系、传输方式均不同于常规双面 PCB，极易出现侧蚀过大、线路锯齿、铜层过蚀、底层金属氧化腐蚀等问题。

金属基板结构为表面铜箔 + 介电绝缘层 + 金属导热基层，常规 PCB 仅蚀刻表层铜箔，而金属基板蚀刻时，药液易渗透干膜 / 湿膜边缘，接触底层金属层（铝、铜）。铝基耐酸性差、铜基易氧化，普通蚀刻药液会腐蚀绝缘层边缘、侵蚀底层金属，造成层间剥离、金属氧化、绝缘失效。同时金属基板导热快，蚀刻反应速率受温度影响极敏感，温度波动会导致线路均匀性差；且金属基材表面张力特殊，药液润湿与置换速率和玻纤板不同，易出现局部过蚀、残铜、侧蚀超标，这是工艺移植失败的主要原因。

 

量产中优先酸性氯化铜蚀刻液，适配绝大多数铝基、铜基金属基板。酸性体系对铝基的腐蚀性远低于碱性体系，可减少底层金属误伤，蚀刻速率温和可控，侧蚀量小，线路边缘光滑，适合精细线路（线宽 / 线距≥0.15mm）加工。碱性蚀刻液（氨水体系）蚀刻速率快，但对铝基腐蚀性极强，仅适用于纯铜基金属基板，且需强化边缘保护，严禁用于铝基板，否则会出现介电层边缘铝层腐蚀、粉化，直接报废。 药液核心参数需闭环管控：比重 1.28-1.32g/cm³，温度 45-52℃，pH 值保持酸性稳定区间，氯离子、铜离子浓度定时检测补加，避免浓度波动导致速率突变。同时添加专用抑蚀剂，抑制侧蚀，提升线路垂直度。

 

侧蚀直接影响线路载流能力与精度，控制核心是药液、膜层、设备三协同。首先选用高附着力、高抗蚀性的干膜，湿膜需保证厚度均匀、无针孔、无漏涂，贴膜 / 涂覆后充分固化，杜绝药液从膜层缝隙渗入。贴膜环节采用热压贴合，排除气泡，边缘压实，精细线路优先选用薄型高解析干膜，提升图形精度。 设备上优化喷淋压力与角度，采用扇形喷嘴，保证药液均匀覆盖板面，避免局部冲刷过强；喷淋压力控制在 1.5-2.2kg/cm²，压力过低残铜，过高加剧侧蚀。传输速度与蚀刻速率匹配，采用在线速率检测，实时调整速度，避免板材停留过久。药液循环系统保证搅拌均匀，无局部浓度死角，定期过滤杂质，防止颗粒附着造成局部蚀刻不良。

 

板面均匀性差多为喷淋覆盖不足、温度不均导致，调整喷嘴高度与角度，保证板边、板中喷淋一致，加装热风搅拌系统，稳定槽内温度；宽幅板材采用分段喷淋控制，补偿边缘速率衰减。残铜问题多为速率过低、药液老化、杂质过多，及时更新药液，提升喷淋压力与传输速度，增加后段水洗强度。 过蚀常见于传输速度波动、温度超标，加装自动温控与速度闭环系统，杜绝人工手动随意调整；同时设定蚀刻终点检测，避免过度蚀刻。底层金属腐蚀是铝基板高频缺陷，一是严格禁用碱性药液，二是强化介电层边缘保护，贴膜时覆盖绝缘层边缘，三是缩短蚀刻后水洗延时，蚀刻完成立即多级逆流水洗，快速残留药液，杜绝药液在板面滞留反应。

 

针对线宽线距 0.15mm 以下的精细线路，采用分段蚀刻工艺，前段粗蚀快速去除大部分铜层，后段精蚀微调，兼顾效率与精度。板面加装防氧化遮蔽膜，保护非线路区金属基层，避免药液接触氧化。蚀刻前后做好板面清洁，前处理去除氧化层、油污，提升干膜附着力；后处理增加中和段，中和残留酸性药液，防止后续存放期隐性腐蚀。同时建立蚀刻首件确认制度，检测线宽、侧蚀量、表面状态，合格后批量生产，减少批量报废。

 

    金属基板蚀刻的核心是精准蚀刻表层铜箔、全程保护底层金属，区别于常规 PCB 的核心在于防腐、控侧蚀、保均匀。通过药液体系合理选型、参数闭环管控、膜层质量提升、设备状态优化，可将侧蚀量控制在标准范围内，杜绝残铜、过蚀、底层腐蚀等缺陷。蚀刻工序的稳定性，直接决定金属基板线路精度，是大功率、高可靠电子产品 PCB 加工的关键质控节点。