PCB 的图形蚀刻大致分为碱性蚀刻及酸性蚀刻两种，由于外层传统的碱性蚀刻需要电镀铅锡、流程比较复杂等原因，酸性蚀刻逐渐取代碱性蚀刻。
对比国外环保要求较高，酸性蚀刻多采用双氧水体系，而国内的酸性蚀刻倾向于安全性比较高的氯酸钠，盐酸体系。
但采用以上体系，在比例等控制不好时，偶尔会产生氯气等物质，容易造成环保污染及药水浪费等，因此通过对旧有设备进行新改造，有助于巩固清洁生产的一些成果，推进节能，降耗，减排，增效的思想。
二．现有酸性蚀刻机及管道系统分析
1.蚀刻的化学反应原理
直接蚀刻铜的为氯化铜，过程生成的氯化亚铜被氯酸钠氧化为氯化铜，恢复其氧化性能。过程中氯酸钠与HCL 会发生副反应生产氯气。特别是氯酸钠浓度偏高时，更加明显。
2.现有酸性蚀刻机简介
现有的酸性蚀刻由于年限比较久远，最新的改造也有好几年，当时对于环保节能等的概念引入并无现有强烈，对此我们比较深入的剖开酸性蚀刻机的结构。
从结构看，现有的蚀刻机与近年最新推出的蚀刻机器比较，从蚀刻单元来看，多数新的蚀刻机都有预蚀，主蚀，补蚀等功能单元，主蚀压力独立控制等。传送滚轮规避喷嘴药水直射方向等。机器管道密封性能良好，控制系统比较先进，例如装备著名的药水系统控制商AQUA 公司的控制器，能够通过预投药及先进的PID 比例-积分-微分控制器，比较稳定的控制药水的浓度， 比重等各个因素，预投料功能即可与GENESIS 系统直接关联也可用类似与制作电流指示一样输入残铜率，有效减少多投等问题，同时提高药水利用率及稳定性。当然设备异常昂贵，单控制器就要8-9 万USD, 设备投资成本太高。我们着力于通过自身的改造以达到我们节能减排清洁生产的目的。从补偿系统，管道系统，溢流系统等做比较深入分析。
3.缸体结构剖析
解读酸性蚀刻缸是一件比较复杂的事情，其中东西比较多，有点辩证唯物主义的意味，主要是因为这三个缸的关系即有保持联通又不能流量过大，核心在于保持一个浓度差及变化量，酸性蚀刻机蚀刻线分为三个缸，三个缸在底部有三个连通口，药水可以在液位不平衡时自由流动，如下图灰色部分F3-2, F2-1。
4.大致的具体结构及生产过程如下：
板件依次进入第一，二，三缸后进入补蚀段， 生产过程在第一个缸到第二个缸之间大量反应，后经过过滤循环后回到第二，三个缸，三个缸的流动按照目前的三级水洗的原理进行逐级溢流到第一个缸。药水在这一过程不断添加，在充分混合一二个缸充分混合补充该区域大量消耗。
过滤泵开启后从第1 个缸抽取药液，之后回流到第2，3 缸,使第3 缸通过下部的连接口流到第1 缸中去，目前仅开回流到第三缸的阀门，即
第一个缸的液位平衡，主要是从二缸过来的F2-1 和氧化剂补充B1。
连通口１的流量F2-1 + B1= 过滤F 进-----------------------------（1）
第二个缸的液位平衡，主要是从三缸过来的F3-2 ，盐酸补充，过滤出口，减去溢流：
连通口2 的流量F3-2 + 盐酸补充H+ 过滤出口Ｆ出1- 溢流Ｌ= F2-1-----------------（2）
第三个缸的液位平衡，
1) 过滤出口Ｆ出2+ 氧化剂补充Ｂ2 = F3-2--------------------------------------（3）
溢流Ｌ的量等于补充的量：
溢流Ｌ=氧化剂补充B2 + 氧化剂补充B1+盐酸补充H--------------------------------（4）
要实现补偿蚀刻的回流不进入第一二个缸体，从而使F2-1=F 进流动不减弱，回流正常，需要关闭一二缸的阀门。
5.其他蚀刻线分析参考
某公司最新生产线的设计特点为：
补充情况为：二厂蚀刻线三种补充液加上蚀刻液一起混合入真空混合器，在泵出来进入第一二个缸的前部。这样也是避开线路形成期波动的问题，减铜线为氧化剂，HCL 独立添加在主蚀刻缸前部。循环系统为：第一个缸流向第二个缸再经过混合及过滤。后进入第一个缸。溢流系统在：两者都是主蚀刻缸溢流在前部。
三. 结构分析对应的可尝试改造的方向：
1．目前的过滤系统是从第一缸抽出后过滤杂物后进入第二三个缸，主要在于第一个缸反应最激烈，杂物最多（可参考下图四），所以进行过滤。过滤后进入后面的第二，三个缸, 使后面的药水，逐渐往前流，这样后面的缸，始终是第三缸比第二缸清洁，第二缸又比第一缸清洁，这样就能有效地减少铜点，短路等等问题。
尝试改造：强化液位作用，保证类似三级水洗作用，目前过滤后进入第二三个缸，后续可以结合补充系统的设计试验全部进入第三个缸中。这样可以有效提高第三个缸的流动F3-2。
2．目前的溢流系统在第二缸，这样的主要是离盐酸补充Ｈ很近，同时部分Ｆ出１新过滤的药水进入二缸的部分被排掉也很浪费。
若改在第三个缸过滤后的药水整体比较干净，溢流掉会比较可惜，也起不到废液排掉减少杂质的作用。
从上图看，第一个缸积累的杂物最多，主要胶状物质，该物质对质量影响很大，超过一定的量时，对于铜点，短路不良上升直接相关。
表一，各缸铜离子浓度的情况：
第一缸 第二缸 第三缸
Ｃｕ2+（g／l） 141 140 135
铜离子浓度对比其他两个缸累积多，对于比重稳定性有直接关系， 对于药缸我们需要保持蚀刻掉的铜与溢出的铜平衡，才能做稳定控制线宽等。
尝试改造：根据溢流的原理和实际的反应原理，第一个缸的药水，反应有效物质最少，生产物多，杂物等在蚀刻第一个缸溢出最好，比重稳定性也好，溢出位置位于最前端。
表三，各补充管道设计位置
HCl 盐酸 氧化剂
计划位置 Ｆ３－2 连通附近 Ｆ出2／或第一缸喷淋后回流
附近
3．目前的药水补充系统是盐酸补充进入第二个缸中，氧化剂进入第一，三个缸中，有意分开补充的原因在于两种药水会反应，耗损掉生成氯气等。药水补充体系添加落在三个缸中，盐酸落在第二个缸，一个氧化剂落在第一个缸，这样的补充符合：
第一缸反应负载〉第二缸反应负载〉第三缸反应负载
同时第三缸主要是形成线路期，所以不太适合于加入大量的新鲜的ＨＣＬ补充药液，这样补充前后造成的线路波动可能很大。
尝试改造：补充管道位置进行细化。保证管口距离50cm 以上的原则，根据以下比重：
表二，各补充物质比重
HCl 补充剂 氧化剂补充剂 蚀刻液
比重（g／ml） 1.10-1.15 1.15-1.21 / 26 1.285
制定补充的深浅位置，以提高有效循环。盐酸，深埋入水面。氧化剂半埋在水下。考虑到可能造成的虹吸现象，埋入水面管道都采用单向阀。
另根据出口阀门，将补充管道安置：
如过滤出口边缘，连通口附近。这些位置由本身动力促使其循环。
最终补充计划在：
图十，改造后的设备结构示意图
四. 改造后的效果大致情况：
1）药水降低耗用：埋入缸底，减少HCl 的挥发。
从8 月开始改进后看，各月的耗用曲线向下，整体耗用减少，改造前后的平均值由1.97 Kg/m3 减少到1.85 Kg/m3。即每平米线路板减少0.12Kg 盐酸。
2）提升控制稳定性。对应控制稳定性方面主要是线宽的波动的影响等指标，目前大致的情况如下：
每月阻抗不良的批次都比较稳定控制。
3）提升质量：提高缸的洁净程度，减少铜点等。
从改善以来的铜点短路情况看，同时加强日常控制后，整体铜点短路情况比较良好，有逐月下降的趋势。
4）环保效果
经过改造后减少了异常出现的氯气产生的严重程度，结合其他相关控制措施，目前氯气得到比较有效控制，整体气味发生率相比以前有比较明显减少。
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