Technologie PCB - Démystifier le processus de gravure de la couche externe du PCB

Actuellement, le processus typique de traitement des cartes de circuits imprimés (PCB) utilise la « méthode de placage de motifs». C'est - à - dire dans la partie de la Feuille de cuivre qui doit rester dans la couche externe de la plaque, c'est - à - dire la partie à motifs du circuit, une couche de plomb - étain Anticorrosion est pré - plaquée, puis le reste de la Feuille de cuivre est soumis à une corrosion chimique, appelée gravure. Il est à noter qu'il y a deux couches de cuivre sur la plaque à ce moment - là. Au cours de la gravure de la couche externe, seule une couche de cuivre doit être complètement gravée, le reste formant le circuit finalement nécessaire. Ce type de placage de motifs est caractérisé par le fait que le placage de cuivre n'existe que sous la couche de résine plomb - étain. Une autre méthode de traitement consiste à cuivrer toute la plaque, les parties autres que le film photosensible ne contenant que de l'étain ou de la résine plomb - étain. Ce processus est connu sous le nom de « processus de placage de cuivre complet». Le plus grand inconvénient du placage de cuivre sur l'ensemble de la plaque par rapport au placage de motifs est qu'il doit être cuivré deux fois sur toutes les parties de la plaque et que toutes les parties doivent être corrodées lors de la gravure. Ainsi, une série de problèmes se posent lorsque la largeur du fil est très fine. Dans le même temps, la corrosion latérale peut sérieusement affecter l'uniformité de la ligne.

Il existe une autre méthode dans la technique d'usinage des circuits externes d'une carte de circuit imprimé qui consiste à utiliser un film photosensible au lieu d'un placage métallique comme couche de résine. Cette méthode est très similaire au procédé de gravure de la couche interne et on peut se référer à la gravure dans le procédé de fabrication de la couche interne. Actuellement, l'étain ou le plomb - étain est la couche Anticorrosion la plus couramment utilisée dans le processus de gravure des agents de gravure aminés. L'agent de gravure aminé est un liquide chimique couramment utilisé qui n'a aucune réaction chimique avec l'étain ou le plomb - étain. Par agent de gravure à l'ammoniac, on entend principalement une solution de gravure ammoniac / chlorure d'ammonium. En outre, il existe des produits chimiques de gravure ammoniac / sulfate d'ammonium sur le marché.

Solution de gravure à base de sulfate dans laquelle, après utilisation, le cuivre peut être séparé par électrolyse et peut donc être réutilisé. En raison de sa faible vitesse de corrosion, il est généralement peu utilisé dans la production réelle, mais il est prévu qu'il soit utilisé pour la gravure sans chlore. Il y a eu des tentatives pour corroder les motifs externes avec du peroxyde d'hydrogène sulfate comme agent de gravure. Ce procédé n'a pas encore été largement utilisé dans un sens commercial pour de nombreuses raisons telles que l'économie et l'élimination des déchets liquides. En outre, le peroxyde d'hydrogène sulfate ne peut pas être utilisé pour la gravure de la résine plomb - étain, et ce processus n'est pas un PCB. Le PCB est la principale méthode de production externe, de sorte que la plupart des gens s'en soucient rarement.

2. Qualité de gravure et problèmes précédents

L'exigence de base pour la qualité de la gravure est de pouvoir enlever complètement toutes les couches de cuivre sous la couche de résine détachante, et c'est tout. Strictement parlant, si elle doit être définie avec précision, la qualité de la gravure doit inclure la cohérence de la largeur de ligne et le degré de sous - tangence. En raison des propriétés intrinsèques de la solution de gravure galvanique, l'effet de gravure est produit non seulement vers le bas, mais aussi vers la droite et la gauche, de sorte que la gravure latérale est presque inévitable.

Le problème de la gravure latérale est l'un des paramètres de gravure souvent proposés à la discussion. Il est défini comme le rapport de la largeur de la gravure latérale à la profondeur de la gravure, appelé facteur de gravure. Dans l'industrie des circuits imprimés, il est largement varié de 1: 1 à 1: 5. Il est clair qu'un faible taux de contre - dépouille ou un faible facteur de gravure sont les plus satisfaisants.

Théoriquement, l'état de la section graphique d'un circuit imprimé après son entrée dans la phase de gravure. Dans le processus de traitement du circuit imprimé par galvanoplastie de motifs, l'état idéal doit être le suivant: l'épaisseur totale du cuivre et de l'étain ou du cuivre et de l'étain plaqués ne doit pas dépasser l'épaisseur du film photosensible résistant au placage, de sorte que le motif plaqué couvre complètement les deux côtés du film. Le « mur» est bloqué et encastré à l'intérieur. Cependant, dans la production réelle, après avoir plaqué des cartes de circuit imprimé dans le monde entier, les motifs de placage sont beaucoup plus épais que les motifs photosensibles. Lors du placage du cuivre et du plomb - étain, des problèmes se posent en raison de la tendance à l'accumulation latérale due à la hauteur du placage au - delà du film photosensible. La couche de résine étain ou plomb - étain recouvrant les lignes s'étend de part et d'autre pour former des "bords" recouvrant une petite partie du film photosensible sous les "bords".

Le "bord" formé par l'étain ou le plomb - étain rend impossible l'élimination complète du film photosensible lors de son retrait, laissant une petite partie de la "colle résiduelle" sous le "bord". La "colle résiduelle" ou le "film résiduel" laissé sous le "bord" de la résine peut entraîner une gravure incomplète. Après gravure, ces fils forment des « racines de cuivre » de part et d'autre. La racine de cuivre rétrécit l'espacement des lignes, ce qui fait que les plaques imprimées ne répondent pas aux exigences du côté et peuvent même être rejetées. Le rejet augmentera considérablement les coûts de production des PCB. En outre, dans de nombreux cas, en raison de la formation de dissolution par réaction, dans l'industrie des circuits imprimés, des films résiduels et du cuivre peuvent également se former et s'accumuler dans des liquides corrosifs et se boucher dans les buses et les pompes résistantes aux acides des machines corrosives, qui doivent être fermées pour traitement et nettoyage, Cela affecte la productivité.

3. Réglage de l’équipement et interaction avec les solutions corrosives

Dans l'usinage de circuits imprimés, la gravure à l'ammoniac est un processus de réaction chimique relativement fin et complexe. D'un autre côté, c'est un travail facile. Une fois le processus régulé à la hausse, la production peut continuer. La clé est de maintenir un état de fonctionnement continu une fois ouvert, le séchage et l'arrêt ne sont pas recommandés. Le processus de gravure dépend en grande partie des bonnes conditions de fonctionnement de l'appareil. Actuellement, quelle que soit la solution de gravure utilisée, il est nécessaire d'utiliser un jet haute pression, et pour obtenir un côté ligne plus net et un effet de gravure de haute qualité, il est nécessaire de choisir rigoureusement la structure de la buse et la méthode de projection.

Pour obtenir de bons effets secondaires, de nombreuses théories différentes ont émergé, formant différentes méthodes de conception et structures de dispositifs. Ces théories sont souvent très différentes. Mais toutes les théories sur la gravure reconnaissent le principe le plus fondamental, même si la surface métallique entre en contact avec la solution fraîche de gravure le plus rapidement possible. L'analyse mécano - chimique du processus de gravure confirme également l'opinion ci - dessus. Dans la gravure à l'ammoniac, en supposant que tous les autres paramètres restent inchangés, la vitesse de gravure est principalement déterminée par l'ammoniac (NH3) dans la solution de gravure. L'utilisation d'une solution fraîche pour graver la surface a donc deux objectifs principaux: l'un est de rincer les ions cuivre qui viennent d'être produits; L'autre consiste à fournir en continu l'ammoniac (NH3) nécessaire à la réaction.

4. En ce qui concerne la surface supérieure et inférieure de la plaque, l'état de gravure du bord d'attaque et du bord de fuite est différent

De nombreux problèmes liés à la qualité de la gravure sont concentrés sur la partie gravée de la surface de la plaque supérieure. Il est très important de comprendre cela. Ces problèmes proviennent de l'influence de l'agent de gravure sur les agglomérats collants créés sur la face supérieure de la carte de circuit imprimé. L'accumulation de blocs colloïdaux à la surface du cuivre affecte d'une part la force de pulvérisation et d'autre part gêne le réapprovisionnement de la nouvelle solution de gravure, entraînant une diminution de la vitesse de gravure. C'est grâce à la formation et à l'accumulation des plaques colloïdales que les motifs supérieurs et inférieurs des plaques sont gravés à des degrés différents. Cela rend également la première partie de la plaque dans la machine de gravure vulnérable à une gravure complète ou à une corrosion excessive, car l'accumulation n'est pas encore formée à ce moment - là et la gravure est plus rapide. Au contraire, la partie située derrière la plaque d'entrée est déjà formée à l'entrée et ralentit sa gravure.

5. Maintenance de l'équipement de gravure

Le facteur le plus critique dans l'entretien de l'équipement de gravure est de s'assurer que la buse est propre et sans tracas pour permettre au jet d'être dégagé. Sous l'effet de la pression du jet, les blocages ou les scories peuvent affecter la disposition. Si la buse n'est pas propre, elle peut entraîner une gravure inégale et entraîner la mise au rebut de l'ensemble du PCB. De toute évidence, l'entretien de l'équipement consiste à remplacer les pièces endommagées et usées, y compris le remplacement des buses. Il existe également des problèmes d'usure de la buse. En outre, le problème le plus critique est de garder la machine de gravure libre de scories. Dans de nombreux cas, les scories s'accumulent. Des scories excessives peuvent même affecter l'équilibre chimique de la solution de gravure. De même, s'il y a un déséquilibre chimique excessif dans la solution de gravure, les scories s'aggraveront. Le problème de l'accumulation de scories ne peut être surestimé. Une fois qu'une quantité importante de scories apparaît soudainement dans la solution de gravure, c'est généralement le signal d'un problème d'équilibre de la solution. Il faut utiliser de l'acide chlorhydrique concentré pour laver ou compléter la solution.