Leiterplattentechnisch - Entmystifizierung des Ätzprozesses von PCB-Außenschichten

Zur Zeit, der typische Prozess der Leiterplatte (PCB) processing adopts the "pattern plating method". Das ist, Eine Schicht Blei-Zinn-Korrosionsschutzschicht auf dem Teil der Kupferfolie, der auf der äußeren Schicht der Platine zurückgehalten werden muss, vorplattiert, das ist, der Musterteil der Schaltung, und dann chemisch korrodiert die verbleibende Kupferfolie, das heißt Ätzen. 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 Mustergalvanik zeichnet sich dadurch aus, dass die Kupferbeschichtung nur unter der Blei-Zinn-Resistschicht existiert. Eine weitere Verfahrensmethode ist das Blechen von Kupfer auf der gesamten Platine, und die anderen Teile als die lichtempfindliche Folie sind nur Zinn- oder Bleizinnresistent. Dieser Prozess wird als "Vollplattform-Kupferplattierungsverfahren" bezeichnet.. Verglichen mit Mustergalvanik, Der größte Nachteil der Kupferplattierung auf der gesamten Platine ist, dass Kupfer zweimal auf allen Teilen der Platine plattiert werden muss und alle während des Ätzes korrodiert werden müssen. Daher, wenn die Drahtbreite sehr fein ist, eine Reihe von Problemen auftreten. Zur gleichen Zeit, Seitenkorrosion wird die Gleichmäßigkeit der Linie ernsthaft beeinträchtigen.

Es gibt ein anderes Verfahren in der Verarbeitungstechnologie der äußeren Schaltung der Leiterplatte, die darin besteht, den lichtempfindlichen Film anstelle der Metallplattierung als Resistschicht zu verwenden. Diese Methode ist dem inneren Schichtätzprozess sehr ähnlich, und Sie können sich auf das Ätzen im inneren Schichtherstellungsprozess beziehen. Derzeit ist Zinn oder Blei-Zinn die am häufigsten verwendete Korrosionsschutzschicht, die im Ätzprozess von Ammoniak-basiertem Ätz verwendet wird. Ammoniak-basiertes Ätzmittel ist eine häufig verwendete chemische Flüssigkeit und hat keine chemische Reaktion mit Zinn oder Blei-Zinn. Ammoniak Ätzlösung bezieht sich hauptsächlich auf Ammoniak/Ammoniumchlorid Ätzlösung. Darüber hinaus sind Ammoniak/Ammoniumsulfat Ätzchemikalien auch auf dem Markt erhältlich.

Sulfatbasierte Ätzlösung, nach Gebrauch kann das Kupfer darin durch Elektrolyse getrennt werden, so dass es wiederverwendet werden kann. Aufgrund seiner geringen Korrosionsrate ist es in der tatsächlichen Produktion im Allgemeinen selten, aber es wird erwartet, dass es in chlorfreiem Ätzen verwendet wird. Jemand versuchte, Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid als Ätzmittel zu verwenden, um das äußere Schichtmuster zu korrodieren. Aus vielen Gründen, einschließlich Wirtschaftlichkeit und Abwasserbehandlung, ist dieses Verfahren im kommerziellen Sinne nicht weit verbreitet. Darüber hinaus kann Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid nicht zum Ätzen von Blei-Zinn-Resist verwendet werden, und dieser Prozess ist nicht PCB Die Hauptmethode in der Außenproduktion, so dass die meisten Menschen sich selten darum kümmern.

2. Ätzqualität und frühere Probleme

Die Grundvoraussetzung für die Ätzqualität ist, dass alle Kupferschichten außer unter der Resistschicht vollständig entfernt werden können, und das war's. Streng genommen, wenn es genau definiert werden soll, muss die Ätzqualität die Konsistenz der Drahtbreite und den Grad der Unterschneidung umfassen. Aufgrund der inhärenten Eigenschaften der aktuellen Ätzlösung, die nicht nur in der Abwärtsrichtung, sondern auch in der linken und rechten Richtung einen Ätzeffekt erzeugt, ist das seitliche Ätzen fast unvermeidlich.

Das Problem der Seitenätzung ist einer der Ätzparameter, der oft zur Diskussion gestellt wird. Es ist definiert als das Verhältnis der Breite der Seitenätzung zur Tiefe der Ätzung, was als Ätzfaktor bezeichnet wird. In der Leiterplattenindustrie hat es eine breite Palette von Änderungen, von 1:1 bis 1:5. Offensichtlich ist ein kleiner Undercut Grad oder ein niedriger Ätzfaktor am zufriedenstellendsten.

Theoretisch, nachdem die gedruckte Schaltung in die Ätzstufe eintritt, Zustand des grafischen Querschnitts. Bei der Verarbeitung von Leiterplatten durch Mustergalvanik, Der ideale Zustand sollte sein: Die Gesamtdicke des galvanisierten Kupfers und Zinns oder Kupfer und Bleizinn sollte die Dicke des galvanisch beständigen lichtempfindlichen Films nicht überschreiten, so dass das galvanische Muster auf beiden Seiten der Folie vollständig bedeckt ist. Die "Wand" blockiert und ist darin eingebettet. Allerdings, in der tatsächlichen Produktion, nach Galvanisierung Leiterplatten auf der ganzen Welt, Das Überzugsmuster ist viel dicker als das lichtempfindliche Muster. Beim Galvanisieren von Kupfer und Blei-Zinn, weil die Beschichtungshöhe den lichtempfindlichen Film übersteigt, eine Tendenz zur seitlichen Akkumulation auftritt, und das Problem ergibt sich daraus. Die Zinn- oder Blei-Zinn-Resistschicht, die die Linien bedeckt, erstreckt sich zu beiden Seiten, um eine "Kante" zu bilden., Abdeckung eines kleinen Teils der lichtempfindlichen Folie unter der "Kante".

Die "Kante", die durch Zinn oder Bleizinn gebildet wird, macht es unmöglich, den lichtempfindlichen Film beim Entfernen des Films vollständig zu entfernen, Hinterlassen eines kleinen Teils des "Restklebers" unter der "Kante". Der "Restkleber" oder "Restfilm", der unter der "Kante" des Resists verbleibt, verursacht eine unvollständige Ätzung. Die Linien bildeten nach dem Ätzen beidseitig "Kupferwurzeln". Die Kupferwurzeln verengten den Linienabstand, die Leiterplatte nicht den Anforderungen der Partei A entspricht, und kann sogar abgelehnt werden. Ablehnung wird die Produktionskosten von PCB. Darüber hinaus, in vielen Fällen, aufgrund der Bildung der Auflösung aufgrund der Reaktion, in der Leiterplattenindustrie, Der Restfilm und Kupfer können sich auch in der korrosiven Flüssigkeit bilden und ansammeln und in der Düse der korrosiven Maschine und der säurebeständigen Pumpe blockiert werden, und es muss zur Verarbeitung und Reinigung abgeschaltet werden., Was sich auf die Arbeitseffizienz auswirkt.

3. Ausrüstungsanpassung und die Wechselwirkungsbeziehung mit der korrosiven Lösung

In der Leiterplattenverarbeitung ist das Ammoniakätzen ein relativ feines und komplexes chemisches Reaktionsverfahren. Auf der anderen Seite ist es eine einfache Aufgabe. Sobald der Prozess hochgeregelt ist, kann die Produktion fortgesetzt werden. Der Schlüssel ist, den kontinuierlichen Arbeitsstatus aufrechtzuerhalten, sobald er eingeschaltet ist, und es ist nicht ratsam, zu trocknen und zu stoppen. Der Ätzprozess hängt in hohem Maße vom guten Betriebszustand der Ausrüstung ab. Derzeit muss unabhängig davon, welche Ätzlösung verwendet wird, Hochdruckspray verwendet werden, und um eine sauberere Linienseite und einen hochwertigen Ätzeffekt zu erhalten, müssen Düsenstruktur und Sprühmethode streng ausgewählt werden.

Um einen guten Nebeneffekt zu erzielen, sind viele verschiedene Theorien erschienen, die unterschiedliche Konstruktionsmethoden und Ausstattungsstrukturen bilden. Diese Theorien sind oft sehr unterschiedlich. Aber alle Theorien über Ätzen erkennen das grundlegendste Prinzip, nämlich die Metalloberfläche so schnell wie möglich mit frischer Ätzlösung in Kontakt zu halten. Auch die chemische Mechanismusanalyse des Ätzprozesses bestätigte diesen Standpunkt. Bei der Ammoniakätzung wird die Ätzgeschwindigkeit unter der Annahme, dass alle anderen Parameter unverändert bleiben, hauptsächlich durch das Ammoniak (NH3) in der Ätzlösung bestimmt. Daher hat die Verwendung einer frischen Lösung zum Ätzen der Oberfläche zwei Hauptzwecke: Einer ist, die gerade produzierten Kupferionen auszuspülen; Die andere besteht darin, kontinuierlich Ammoniak (NH3) zur Verfügung zu stellen, das für die Reaktion benötigt wird.

4. Bezüglich der oberen und unteren Brettoberflächen sind der Ätzzustand der Vorderkante und der Hinterkante unterschiedlich

Viele Probleme im Zusammenhang mit der Ätzqualität konzentrieren sich auf den geätzten Teil der oberen Plattenoberfläche. Es ist sehr wichtig, dies zu verstehen. Diese Probleme entstehen durch den Einfluss der durch den Ätz erzeugten klebrigen Klumpen auf die obere Oberfläche der Leiterplatte. Die Ansammlung von kolloidalem Plattenmaterial auf der Kupferoberfläche beeinflusst einerseits die Sprühkraft und verhindert andererseits das Auffüllen von frischer Ätzlösung, was zu einer Abnahme der Ätzgeschwindigkeit führt. Gerade wegen der Bildung und Anhäufung kolloidaler Platten ist der Ätzgrad der oberen und unteren Muster der Platte unterschiedlich. Dadurch kann auch der erste Teil der Platte in der Ätzmaschine leicht vollständig geätzt werden oder Überkorrosion verursachen, da sich die Ansammlung zu diesem Zeitpunkt noch nicht gebildet hat und die Ätzgeschwindigkeit schneller ist. Im Gegenteil, der Teil, der hinter der Platte eintritt, hat sich bereits gebildet, wenn er eintritt und verlangsamt seine Ätzgeschwindigkeit.

5. Wartung von Ätzgeräten

Der kritischste Faktor bei der Wartung von Ätzgeräten ist sicherzustellen, dass die Düse sauber und frei von Hindernissen ist, um den Strahl ungehindert zu machen. Verstopfungen oder Schlacken beeinflussen das Layout unter Einwirkung von Strahldruck. Wenn die Düse nicht sauber ist, Es wird ungleichmäßiges Ätzen verursachen und die gesamte PCB. Offensichtlich, Gerätewartung ist der Austausch beschädigter und verschlissener Teile, einschließlich Austausch von Düsen. Die Düsen haben auch das Problem des Verschleißes. Darüber hinaus, Das kritischere Problem ist, die Ätzmaschine frei von Schlacken zu halten. In vielen Fällen, Schlacke sammelt sich an. Übermäßige Schlacke beeinträchtigt sogar das chemische Gleichgewicht der Ätzlösung. Ähnlich, bei übermäßigem chemischem Ungleichgewicht in der Ätzlösung, Schlacke wird ernster werden. Das Problem der Schlackenansammlung 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. Dies sollte mit starker Salzsäure zur richtigen Reinigung oder Ergänzung der Lösung erfolgen.