【摘 要】
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印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）是电子产品中连接所有元器件的载体,是保障电子信号处理和传输的关键部件。随着信息化技术和产业的迅速发展,社会对电子产品的功能和品质要求日益提高、电子产品的应用领域不断扩增,促使印制电路板（PCB）的品质和性能必须不断提高。而PCB的品质和性能取决于精细线路制作工艺,因此本课题将研究重心放在高品质精细线路的制作工艺研究上。基于减成法存在严
【基金项目】
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2015年广东省“扬帆计划”先进印制电路关键技术研发及产业化项目（2015YT02D025）；
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印制电路板（Printed Circuit Board,PCB）是电子产品中连接所有元器件的载体,是保障电子信号处理和传输的关键部件。随着信息化技术和产业的迅速发展,社会对电子产品的功能和品质要求日益提高、电子产品的应用领域不断扩增,促使印制电路板（PCB）的品质和性能必须不断提高。而PCB的品质和性能取决于精细线路制作工艺,因此本课题将研究重心放在高品质精细线路的制作工艺研究上。基于减成法存在严重的线路侧蚀、半加成法存在线路底部侧蚀和线路与基材的结合力下降、全加成法生产成本高等一系列问题,本课题研究了缓蚀剂对电解蚀刻工艺PCB精细线路品质的影响。首先,筛选出对电解蚀刻精细线路品质具有潜在改善性能的金属铜缓蚀剂;其次,采用优化实验技术,考察了缓释剂对电解蚀刻工艺精细线路品质的影响;最后,应用量子化学计算、分子动力学模拟,以及COMSOL多物理场仿真,探讨了缓蚀剂抑制精细线路侧蚀的机理,为大规模工业应用电解蚀刻工艺制备高品质、高性能的PCB精细线路奠定了良好的基础。具体的实验内容和相关结论如下:1、缓蚀剂的筛选⑴基于缓蚀剂在电解蚀刻介质中呈阳离子的倾向和对金属铜的缓蚀性能,筛选出潜在缓蚀剂:（1）嘧啶类:磺胺嘧啶（SD）、2-巯基嘧啶（2-MPM）、2,4,6-三氨基嘧啶（TAP）、2-巯基-4,6-二甲基嘧啶（MDP）、2-氨基嘧啶（2-AP）;（2）吡啶类:2-巯基吡啶（2-MP）、氯代十六烷基吡啶（CPC）和溴代十六烷基吡啶（CPB）;（3）氨基酸类:L-天冬酰胺酸（LAA）、DL-蛋氨酸（DLM）];（4）吲唑类:4-氟-1H-吲唑（FHI）、4-溴-1H-吲唑（BHI）、5-氨基吲唑（AD）;⑵利用单因素实验确定研究对象:磺胺嘧啶（SD）、2-巯基嘧啶（2-MPM）、2,4,6-三氨基嘧啶（TAP）、氯代十六烷基吡啶（CPC）和溴代十六烷基吡啶（CPB）;2、缓蚀剂对电解蚀刻精细线路品质的影响以精细线路蚀刻因子为优化目标,缓蚀剂浓度、Cu Cl2·2H2O浓度、HCl浓度、电流密度为优化对象,对5种潜在缓蚀剂进行实验条件优化。其中,磺胺嘧啶、2,4,6-三氨基嘧啶、2-巯基嘧啶采用改进单纯形优化;氯代十六烷基吡啶和溴代十六烷基吡啶采用正交实验优化。试验结果表明:5种缓蚀剂对PCB精细线路品质均显著提升。其中,磺胺嘧啶缓蚀剂对PCB精细线路品质的提升最显著。3、缓蚀剂提升精细线路品质的机理探索⑴量子化学参数计算表明:缓蚀剂与金属形成化学键的能力（TAP<2-MPM<CPB<CPC<SD）,与缓蚀剂对精细线路品质改善的实验结果基本一致。但是,与缓蚀剂在铜表面的结合能（CPB>CPC>SD>TAP>2-MPM）没有明确的相关关系。该结果表明:电解蚀刻体系中,缓蚀剂对精细线路品质改善与缓蚀剂和金属形成化学键的能力呈正相关,与缓蚀剂在金属表面的结合能关系不确定;（2）Comsol多物理场仿真计算表明:缓蚀剂在精细线路侧壁与正面的吸附量存在显著的差异,这种差异是缓蚀剂提升精细线路品质的根本原因。
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