半蚀刻工艺是一种精确控制蚀刻深度的技术，广泛应用于电子制造、微机电系统（MEMS）和装饰加工等领域。以下是其详细工艺流程及关键要点：

一、半蚀刻工艺流程

1. **材料准备**

   - **基材选择**：常见基材包括覆铜板、铝、不锈钢等，需确保表面平整无污染。

   - **清洁处理**：通过化学清洗或等离子处理去除表面油脂、氧化物，增强光刻胶附着力。

2. **涂覆光刻胶**

   - **涂胶方式**：旋转涂覆（液态胶）或层压（干膜），形成均匀抗蚀层。

   - **烘烤固化**：预烘去除溶剂，提高胶层稳定性。

3. **曝光**

   - **掩模对位**：将光掩模（含设计图案）精准对准基材，避免偏移。

   - **UV曝光**：紫外线照射使光刻胶发生光化学反应，正胶曝光区可溶，负胶反之。

4. **显影**

   - **显影液处理**：溶解可溶部分光刻胶，露出需蚀刻区域。控制时间防止过显影。

5. **蚀刻**

   - **蚀刻液选择**：根据材料选用（如FeCl₃蚀铜，HNO₃蚀铝）。控制温度（25-50℃）、浓度及喷淋压力。

   - **深度控制**：通过时间监控或实时检测（如激光测厚）确保蚀刻深度（如铜箔的50%）。

   - **防侧蚀措施**：优化蚀刻液流速或使用添加剂减少横向侵蚀。

6. **去除光刻胶**

   - **剥离工艺**：碱性溶液或专用剥离剂去除残留胶层，避免损伤基材。

7. **后处理**

   - **清洗干燥**：去离子水清洗后烘干。

   - **表面处理**：抛光、钝化或涂覆保护层（如抗氧化涂层）。

   - **质量检测**：显微镜检查图案精度，轮廓仪测量深度，确保符合设计。

 二、关键控制参数

- **蚀刻速率**：由溶液浓度、温度及搅拌速度决定。

- **均匀性**：设备喷嘴设计及基材放置方式影响蚀刻均匀度。

- **对位精度**：尤其在多层板加工中需微米级对齐。

三、应用场景

- **PCB制造**：制作盲孔/埋孔、柔性电路板的弯曲区域。

- **金属装饰**：手机外壳浮雕、品牌标识。

- **MEMS器件**：微传感器、执行器的三维结构。

- **半导体封装**：引线框架的局部减薄。

四、半蚀刻工艺的挑战与解决方案

- **侧蚀问题**：采用垂直蚀刻设备或调整蚀刻液配方。

- **环保处理**：废液回收系统及中和处理，符合环保法规。

- **高精度需求**：引入等离子蚀刻或激光蚀刻技术，提升微米级加工能力。

半蚀刻工艺通过精准控制蚀刻深度，实现复杂三维结构，其核心在于参数优化与过程监控。随着技术进步，该工艺在微电子和精密制造领域的应用将更加广泛。