Leiterplatte Blog - Sprechen über den Ätzprozess der äußeren Schaltung der Leiterplatte

Zur Zeit, der typische Prozess der Leiterplatten Verarbeitung nimmt "Mustergalvanik-Verfahren" an. Das ist, Eine Blei-Zinn-Resistschicht ist auf dem Kupferfolienteil vorbeschichtet, das auf der Außenschicht der Platine zurückgehalten werden soll., das ist, der grafische Teil der Schaltung, Die restliche Kupferfolie wird auf eine Art und Weise weggeätzt, die man Ätzen nennt.. In Bezug auf den Ätzprozess, Es sollte beachtet werden, dass es zu diesem Zeitpunkt zwei Kupferschichten auf der Platine gibt. Im Ätzprozess der äußeren Schicht, Nur eine Kupferschicht muss vollständig abgeätzt werden, und der Rest bildet die endgültige erforderliche Schaltung. Diese Art der Musterbeschichtung zeichnet sich durch das Vorhandensein einer Kupferschicht nur unter dem Blei-Zinn-Resist aus. Eine weitere Verfahrensmethode ist die Beschichtung der gesamten Platine mit Kupfer, und das andere Teil als die lichtempfindliche Folie ist nur eine Zinn- oder Bleizinnresistschicht. Dieser Prozess wird als "Vollplattform-Kupferplattierungsverfahren" bezeichnet.. Verglichen mit Musterbeschichtung, Der Nachteil der Vollplattierung ist, dass Kupfer überall auf der Platine zweimal plattiert ist und beim Ätzen weggeätzt werden muss. Daher, Eine Reihe von Problemen wird auftreten, wenn die Drahtbreite sehr fein ist. Zur gleichen Zeit, Seitenkorrosion kann die Gleichmäßigkeit der Leitungen ernsthaft beeinträchtigen. Zinn oder Bleizinn ist eine übliche Resistschicht, die in Ätzprozessen mit Ammoniakätzungen verwendet wird.. Ammoniak Ätz ist eine häufig verwendete chemische Flüssigkeit, das keine chemische Reaktion mit Zinn oder Bleizinn aufweist. Ammoniakätz bezieht sich hauptsächlich auf Ammoniakwasser/Ammoniumchloridätzlösung. Darüber hinaus, Ammoniakwasser/Ammoniaksulfat Ätzlösung ist auch auf dem Markt erhältlich. Ätzlösung auf Sulfatbasis, nach Gebrauch, Das Kupfer in ihm kann durch Elektrolyse getrennt werden, so kann es wiederverwendet werden. Aufgrund seiner geringen Korrosionsrate, in der tatsächlichen Produktion im Allgemeinen selten, aber es wird erwartet, dass es in chlorfreiem Ätzen verwendet wird. Einige Leute versuchten, Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid als Ätzmittel zu verwenden, um das äußere Schichtmuster zu korrodieren. Aus vielen Gründen einschließlich wirtschaftlicher und entsorgungstechnischer Aspekte, Dieses Verfahren wurde noch nicht im kommerziellen Sinne verabschiedet. Darüber hinaus, Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid kann nicht zum Ätzen von Blei-Zinn-Resisten verwendet werden, und dieser Prozess ist nicht die wichtigste Methode bei der Herstellung der äußeren Schicht der Leiterplatte, Also kümmern sich die meisten Menschen selten darum..

1. Etching quality and early problems
The basic requirement for etching quality is to be able to completely remove all copper layers except under the resist layer, und das war's. Streng genommen, wenn der Boden definiert werden soll, Die Ätzqualität muss die Gleichmäßigkeit der Drahtbreite und den Grad der Seitenätzung umfassen. Aufgrund der inhärenten Eigenschaften der Stromätzung, Es ätzt nicht nur nach unten, sondern hat auch einen Ätzeffekt in der linken und rechten Richtung, so ist das Seitenätzen fast unvermeidlich. Das Problem des Unterschnitts ist einer der Ätzparameter, der oft diskutiert wird. Es ist definiert als das Verhältnis der Breite des Hinterschnitts zur Tiefe des Ätzes, genannt Ätzfaktor. In der Leiterplattenindustrie, es variiert stark, von 1:1 bis 1:5. Offensichtlich, ein kleiner Unterschnitt oder niedriger Ätzfaktor ist zufriedenstellend. Die Struktur der Ätzgeräte und die verschiedenen Zusammensetzungen der Ätzlösung haben einen Einfluss auf den Ätzfaktor oder den Seitenätzgegrad, oder optimistisch, es kann kontrolliert werden. Die Verwendung bestimmter Additive kann den Grad der Seitenätzung reduzieren. Die chemischen Zusammensetzungen dieser Additive sind im Allgemeinen Geschäftsgeheimnis, und ihre Entwickler geben sie nicht an die Außenwelt weiter. Wie für die Struktur der Ätzgeräte, die folgenden Kapitel werden ihr gewidmet.

In vielerlei Hinsicht, die Qualität des Ätzes existiert lange bevor Leiterplatten geht in den Ätzer. Weil es eine sehr enge interne Verbindung zwischen den verschiedenen Prozessen oder Prozessen der Leiterplattenverarbeitung gibt, Es gibt keinen Prozess, der nicht von anderen Prozessen beeinflusst wird und andere Prozesse nicht beeinflusst. Viele der als Ätzqualität identifizierten Probleme existierten bereits im Abisolierprozess. Für den Ätzprozess des äußeren Schichtmusters, Viele Probleme spiegeln sich darin wider, weil das "Reverse Stream"-Phänomen, das es reflektiert, prominenter ist als die meisten Leiterplattenprozesse. Zur gleichen Zeit, Dies liegt auch daran, dass das Ätzen Teil einer langen Reihe von Prozessen ist, beginnend mit selbstklebender Folie und lichtempfindlicher, Danach wird das äußere Schichtmuster erfolgreich übertragen. Je mehr Links es gibt, je größer die Wahrscheinlichkeit von Problemen. Dies kann als ein ganz besonderer Aspekt des Leiterplattenprozesses gesehen werden.

Theoretisch, nachdem die gedruckte Schaltung in die Ätzstufe eintritt, im Prozess der Verarbeitung der gedruckten Schaltung durch das Musterplattierungsverfahren, Der ideale Zustand sollte sein: Die Summe der Dicken von Kupfer und Zinn oder Kupfer und Blei-Zinn nach der Galvanisierung sollte den Galvanisierungswiderstand nicht überschreiten Die Dicke des lichtempfindlichen Films, so dass das galvanische Muster von den "Wänden" auf beiden Seiten der Folie vollständig blockiert und darin eingebettet wird. Allerdings, in der tatsächlichen Produktion, nach Galvanisierung von Leiterplatten auf der ganzen Welt, Das Beschichtungsmuster ist viel dicker als das lichtempfindliche Muster. Beim Galvanisieren von Kupfer und Blei-Zinn, da die Höhe der Beschichtungsschicht den lichtempfindlichen Film übersteigt, es gibt eine Tendenz zur seitlichen Ansammlung, und das Problem entsteht. Die Zinn- oder Blei-Zinn-Resistschicht über den Linien erstreckt sich zu beiden Seiten, um "Kanten" zu bilden., und ein kleiner Teil der lichtempfindlichen Folie wird unter den "Kanten" abgedeckt. Die "Kante" aus Zinn oder Blei-Zinn macht es unmöglich, den lichtempfindlichen Film beim Entfernen der Folie vollständig zu entfernen, Hinterlassen eines kleinen Teils von "Restkleber" unter der "Kante". "Restkleber" oder "Restfilm" wird unter der Resist "Kante" gelassen und verursacht unvollständiges Ätzen. Die Linien bilden nach dem Ätzen beidseitig "Kupferwurzeln", und die Kupferwurzeln verengen den Linienabstand, was dazu führt, dass die Leiterplatte die Anforderungen der Partei A nicht erfüllt, und kann sogar abgelehnt werden. Die Produktionskosten der Leiterplatte wird durch Ablehnung stark erhöht werden. Darüber hinaus, in vielen Fällen, aufgrund der Bildung der Auflösung aufgrund der Reaktion, in der Leiterplattenindustrie, Der Restfilm und Kupfer können auch Ablagerungen in der Ätzlösung bilden und die Düse der Ätzmaschine und der säurebeständigen Pumpe blockieren, und zur Verarbeitung und Reinigung abgeschaltet werden müssen., die Arbeitseffizienz beeinflusst.

2. Equipment adjustment and interaction with corrosive solution
In printed circuit processing, Ammoniak Ätzen ist ein relativ feines und komplexes chemisches Reaktionsverfahren. Im Gegenzug ist es eine einfache Aufgabe. Sobald der Prozess aufgetaucht ist, Produktion kann fortgesetzt werden. Der Schlüssel ist, dass sobald es eingeschaltet ist, es muss einen kontinuierlichen Betriebszustand aufrechterhalten, und es ist nicht ratsam, anzuhalten und anzuhalten. Der Ätzprozess hängt in hohem Maße vom guten Betriebszustand der Ausrüstung ab. Zur Zeit, egal, welche Art von Ätzlösung verwendet wird, Hochdrucksprühen muss verwendet werden, und um saubere Linienseiten und hochwertigen Ätzeffekt zu erhalten, Die Struktur der Düse und das Spritzverfahren müssen streng ausgewählt werden. Um eine gute Nebenwirkung zu erhalten, viele verschiedene Theorien sind entstanden, resultierend in unterschiedlichen Konstruktionsmethoden und Ausstattungsstrukturen. Diese Theorien sind oft sehr unterschiedlich. Aber alle Theorien über Ätzen erkennen das Grundprinzip an, die Metalloberfläche so schnell wie möglich in ständigen Kontakt mit frischem Ätzen zu bringen.. Die chemische Mechanismusanalyse des Ätzprozesses bestätigte auch den obigen Punkt. In Ammoniakätzungen, vorausgesetzt, alle anderen Parameter sind konstant, Die Ätzgeschwindigkeit wird primär durch das Ammoniak in der Ätzlösung bestimmt. Daher, Die Verwendung einer frischen Lösung zum Ätzen der Oberfläche hat zwei Hauptzwecke: eine ist, die gerade produzierten Kupferionen auszuspülen; das andere ist, kontinuierlich das für die Reaktion erforderliche Ammoniak zu liefern.

Im traditionellen Wissen der Leiterplattenindustrie, insbesondere die Lieferanten von Leiterplattenrohstoffen, Es wird allgemein anerkannt, dass je geringer der Gehalt an monovalenten Kupferionen in der ammoniakbasierten Ätzlösung ist, je schneller die Reaktionsgeschwindigkeit. Dies wurde durch Erfahrungen bestätigt. In der Tat, many ammonia-based etchant products contain special ligands (some complex solvents) for monovalent copper ions, which act to reduce monovalent copper ions (these are the technical secrets of their products' high reactivity ), Es zeigt sich, dass der Einfluss monovalenter Kupferionen nicht gering ist. Die Ätzrate wird mehr als verdoppelt, indem das monovalente Kupfer von 5000ppm auf 50ppm reduziert wird. Da während der Ätzreaktion eine große Menge monovalenter Kuprikonen erzeugt wird, und weil monovalente Kuprikonen immer eng mit der komplexen Gruppe von Ammoniak verbunden sind, Es ist sehr schwierig, den Inhalt nahe an Null zu halten. Monovalentes Kupfer kann durch Umwandlung von monovalentem Kupfer in zweiwertiges Kupfer durch Einwirkung von Sauerstoff in der Atmosphäre entfernt werden. Der oben genannte Zweck kann durch Sprühen erreicht werden. Dies ist ein funktioneller Grund, Luft in die Ätzkammer zu leiten. Allerdings, wenn es zu viel Luft gibt, Es beschleunigt den Verlust von Ammoniak in der Lösung und senkt den pH-Wert, was die Ätzrate noch reduziert. Ammoniak in Lösung ist auch eine variable Menge, die kontrolliert werden muss. Einige Benutzer haben die Praxis übernommen, reines Ammoniak in das Ätzbehälter zu geben. Um dies zu tun, Es muss ein PH-Zählersteuerungssystem hinzugefügt werden. Wenn der automatisch gemessene pH-Wert niedriger als ein vorgegebener Wert ist, die Lösung wird automatisch hinzugefügt. In the related field of chemical etching (also known as photochemical etching or PCH), Forschungsarbeiten haben begonnen und haben das Stadium der strukturellen Planung des Ätzers erreicht. Bei dieser Methode, Die verwendete Lösung ist kupferzweiwertig, kein Ammoniak-Kupfer Ätz. Es wird wahrscheinlich in der Leiterplattenindustrie verwendet werden. In der PCH-Industrie, Geätzte Kupferfolien sind typischerweise 5 bis 10 Millionen dick, und in einigen Fällen deutlich dicker. Seine Anforderungen an Ätzparameter sind oft strenger als in der Leiterplattenindustrie.

3. Bezüglich der oberen und unteren Brettoberflächen, the problem of different etching states between the lead-in edge and the rear-entry edge
A large number of problems related to etching quality are concentrated on the etched part of the upper board surface. Es ist wichtig, dies zu wissen. Diese Probleme entstehen durch die Auswirkungen des kolloidalen Aufbaus von Ätzungen auf der Oberseite der Leiterplatte. Die kolloidalen Feststoffe sammeln sich auf der Kupferoberfläche an, welche einerseits die Auswurfkraft beeinflusst, und blockiert die Auffüllung der frischen Ätzlösung auf der anderen Seite, was zu einer Abnahme der Ätzgeschwindigkeit führt. Gerade wegen der Bildung und Akkumulation kolloidaler Feststoffe sind die Ätzgrade der oberen und unteren Muster der Platte unterschiedlich.. Dies macht auch den Teil der Platte, der zuerst in die Ätzmaschine eintritt, leicht vollständig zu ätzen oder leicht zu Überkorrosion zu verursachen, weil die Akkumulation zu diesem Zeitpunkt nicht gebildet wurde, und die Ätzgeschwindigkeit ist schneller. Umgekehrt, wenn das Teil, das in die Rückseite des Brettes eintritt, eintritt, der Aufbau ist bereits gebildet und verlangsamt seine Ätzrate.

4. The maintenance of etching equipment
The key factor in the maintenance of etching equipment is to ensure that the nozzles are clean and free of obstructions to make the spraying smooth. Verstopfungen oder Schlacken können das Layout unter dem Strahldruck beeinflussen. Wenn die Düse nicht sauber ist, Das Ätzen wird ungleichmäßig sein und die gesamte Leiterplatte wird verschrottet. Offensichtlich, Die Wartung der Ausrüstung besteht darin, die beschädigten und verschlissenen Teile zu ersetzen, inklusive Austausch der Düse, die auch das Problem der Abnutzung hat. Zusätzlich dazu, Das kritischere Problem ist, den Ätzer frei von Schlackenansammlungen zu halten, die in vielen Fällen auftritt. Zu viel Schlackenansammlung beeinträchtigt sogar das chemische Gleichgewicht der Ätzlösung. Ebenso, wenn der Ätzmittel ein übermäßiges chemisches Ungleichgewicht aufweist, Schlackenbildung wird verschärft. Das Problem der Schlackenbildung kann nicht überbewertet werden. Sobald plötzlich eine große Menge Schlacke in der Ätzlösung auftritt, Es ist in der Regel ein Signal, dass es ein Problem mit der Balance der Lösung gibt. Diese sollte ordnungsgemäß mit stärkerer Salzsäure gereinigt werden oder die Lösung sollte aufgefüllt werden. Restfolien können auch Schlacke produzieren, eine sehr geringe Menge Restfilm in der Ätzlösung gelöst wird, und dann wird der Kupfersalzausfall gebildet. Die Schlacke, die durch den Restfilm gebildet wird, weist darauf hin, dass der vorherige Filmentfernungsprozess nicht abgeschlossen ist. Schlechte Filmentfernung ist oft das Ergebnis einer Kombination von Kantenfolie und Leiterplatte Überplattung.