Technologie PCB - Analyse technique de gravure sous vide de carte PCB

Le processus de gravure est l'une des étapes fondamentales du processus de production de PCB. En termes simples, le cuivre de base est recouvert d'une couche de résine, et le cuivre non protégé par la couche de résine réagit avec l'agent de gravure, qui est mordu, pour finalement former le processus de conception des motifs de circuit et des plots. Bien entendu, le principe de la gravure peut être facilement décrit en quelques mots, mais en fait, la mise en oeuvre de la technique de gravure reste assez délicate, notamment dans la réalisation de fils fins, ce qui nécessite de très faibles tolérances de largeur de ligne et ne permet aucune erreur lors de la gravure, Donc, le résultat de la gravure doit être juste, pas d'élargissement, pas de gravure excessive.

Pour expliquer davantage le processus de gravure, les fabricants de PCB préfèrent utiliser des lignes de gravure horizontales pour la production afin de maximiser l'automatisation de la production et de réduire les coûts de production. Cependant, la gravure horizontale n'est pas parfaite et l '"effet de pool" qui ne peut être éliminé rend la carte difficile. Les surfaces supérieure et inférieure produisent des effets de gravure différents. La vitesse de gravure des bords de la plaque est plus rapide que celle du Centre de la plaque. Parfois, ce phénomène peut rendre les résultats de gravure de la surface de la plaque très différents.

En d'autres termes, l '"effet Pool" peut provoquer une corrosion excessive du circuit sur les bords de la plaque supérieure à celle du Centre de la plaque et même nécessiter une correction minutieuse du circuit (élargissement approprié de la largeur du circuit sur les bords de la plaque) pour compenser les différentes gravures. Car les tolérances de gravure doivent être contrôlées très finement pour obtenir des lignes ultrafines.

Cette situation entraîne des variations importantes de la vitesse de gravure. Situé sur la carte, près des bords de la carte, la solution de gravure sort plus facilement de la carte, l'ancienne et la nouvelle solution de gravure sont plus faciles à échanger, de sorte qu'une bonne vitesse de gravure est maintenue. Au centre de la plaque, il est plus facile de former le cas d'une "piscine" et donc de limiter l'écoulement de l'agent de gravure. Les solutions riches en ions cuivre sont relativement difficiles à évacuer de la surface de la plaque. Il en résulte une diminution de l'efficacité de la gravure par rapport au bord ou à la face inférieure de la plaque. L'effet de gravure devient pire. En effet, l '« effet Pool » ne peut être évité en pratique car les rouleaux de transfert horizontaux en chaîne empêchent l'évacuation du liquide de gravure, ce qui entraîne une accumulation de liquide de gravure entre les rouleaux.

Ce phénomène se produit dans la production de plaques plus grandes. Ou les lignes ultrafines sont plus évidentes, même avec des méthodes plus spécifiques de contrôle et de compensation du processus de production, telles que des systèmes de pulvérisation pouvant être ajustés indépendamment de la direction de transmission, des tubes de pulvérisation oscillants, des sections de régravure correctrice, etc., ce problème ne peut pas être résolu sans un investissement technologique important, L’objectif d’éviter l’« effet Pool » est donc atteint sans avoir à revenir au point de départ pour recommencer.

À la fin de l'année dernière, Pill E.K. a lancé une nouvelle technologie de procédé qui peut améliorer la fluidité de la solution de gravure supérieure de la plaque en aspirant simplement la solution de gravure usée à l'aide d'une pompe à eau, empêchant ainsi l'effet de flaque d'eau. Cette méthode est appelée gravure sous vide.

La première ligne de gravure sous vide a été présentée au public à productronica en novembre 2001. Dans le même temps, les tests effectués par les fabricants de cartes confirment également que le processus de gravure sous vide peut obtenir d'excellents résultats en dépensant moins d'efforts pour contrôler les conditions d'ingénierie.

Après gravure sous vide, l'effet de gravure est très homogène sur toute la surface des deux côtés de la plaque.

Le principe de la technique de gravure sous vide est très simple. Non seulement les buses sont montées dans la partie gravée, mais les cellules d'extraction d'air sont montées entre les buses à une distance relativement proche de la surface de la carte. Après que ces unités de pompage aient aspiré la solution de gravure usée, elles retournent dans le réservoir de liquide du module par une boucle fermée.

Ici, le vide fait référence à une pression négative dans la zone de fonctionnement du système et à une faible aspiration juste suffisante pour empêcher l'agent de gravure de créer un effet de flaque d'eau. Même la couche interne la plus mince ne peut pas être aspirée par l'unité d'aspiration et la précision de la production doit être garantie. En reliant le rail de l'aspirateur à la bobine fixe supérieure dans le système de transport, les concepteurs s'assurent que la distance entre le processus de pompage et la surface de la plaque est optimale, que la production soit mince ou épaisse. Cela signifie que, quel que soit le type de carte PCB, une vitesse d'extraction uniforme de la solution de gravure peut être obtenue. Sur toute la surface de la grande plaque de 24 "x24", sur le dessus de la carte, on n'a observé que des fluctuations d'épaisseur de cuivre de 1 micron. En revanche, l'effet de gravure des parties supérieure et inférieure de la plaque est sensiblement le même.

La qualité du circuit électrique des plaques de production utilisant la technique de gravure sous vide est également très bonne. Des tests détaillés avec différents fabricants de PCB ont montré que la nouvelle technologie de gravure sous vide peut produire des profils de conducteurs plus droits, ce qui permet aux cartes produites de répondre plus précisément aux exigences de câblage.

Dans un procédé de gravure sous vide, le retrait du milieu de gravure sous le film de résine sur l'érosion latérale du fil et le facteur de gravure utilisé pour décrire la profondeur de gravure du fil et la quantité de gravure latérale sont très élevés.

Bien sûr, il y a une série d'autres facteurs qui ne sont pas largement influencés par le fabricant qui peuvent affecter l'effet réel de la gravure. Par example, l'épaisseur de la résine, la qualité du procédé d'exposition et de développement et l'épaisseur de cuivre du substrat gravé ont une grande influence. En général, on estime que la fréquence de renouvellement du procédé de gravure ou de la solution de gravure ne représente que la moitié de l'effet de gravure. Mais Oliver Briel, chef de projet chez pill, souligne que « Nous avons le contrôle total de ces 50% ».

La technique de gravure sous vide présente également une série d'avantages à d'autres égards:

Les capacités du processus de gravure peuvent être pleinement utilisées. Le rendement du procédé de gravure augmente à mesure que la vitesse de gravure augmente et que le temps de production diminue.

Comme la première gravure permet d'obtenir des résultats satisfaisants, il n'est pas nécessaire de retravailler et de recoller.

Les travaux de contrôle d'usine associés peuvent être réduits et les coûts correspondants réduits.

Les systèmes de gravure sous vide utilisent des techniques relativement simples pour produire des fils métalliques ultrafins et ne nécessitent plus l'installation de collecteurs d'injection oscillants.

Une structure de buse avec pression de pulvérisation réglable par intermittence ne peut plus être utilisée. Cette conception est principalement utilisée pour assurer la réduction de l'effet de flaque d'eau, qui peut maintenant être réalisé simplement en utilisant un système d'aspiration.

La technologie de gravure sous vide PCB rend les modules de processus plus courts et plus serrés, et les fonctions d'aspiration et de gravure peuvent être effectuées simultanément dans le même module.

Un avantage supplémentaire du système technique de gravure sous vide est que les collecteurs d'injection peuvent être disposés transversalement dans le sens de déplacement. Les collecteurs de pulvérisation classiques pour la réalisation de plaques à fils fins doivent généralement être disposés longitudinalement selon la direction de défilement, de sorte que des pressions de pulvérisation différentes peuvent exister sur les bords des plaques et dans les plaques. L'angle entre la tuyère et le sens de déplacement est adapté pour faciliter la maintenance et nécessite moins de temps de remplacement, et ce mode d'agencement permet également de réaliser une simple surveillance galvanique de chaque collecteur d'injection individuellement. Si quelque chose d'anormal se produit, l'utilisateur peut immédiatement identifier le collecteur d'injection qui pose problème et peut ensuite l'ajuster immédiatement et directement.

La technologie de gravure sous vide de PCB a un potentiel énorme à l'avenir, car ce processus est particulièrement adapté à la production de plaques structurelles à fils fins et ultra - fins. Des tests préliminaires sur des motifs conducteurs de moins de 50 microns permettent d'obtenir les résultats attendus. La capacité de produire des circuits en cuivre épais à l'aide de la technologie de gravure sous vide est en cours d'évaluation et toutes les données actuelles indiquent de bons résultats. Il est particulièrement intéressant de noter que, lors des essais, on a utilisé non seulement le chlorure de cuivre traditionnel comme milieu de gravure, mais également le chlorure de fer (3), couramment utilisé actuellement en Asie, comme milieu de gravure. Bien que l'utilisation d'un tel support de gravure prenne beaucoup de temps, l'effet est meilleur lorsque le profil du conducteur est plus raide, et il offre sans aucun doute une alternative aux procédés déjà acceptés comme standard, en particulier pour les caractéristiques particulières. Production de lignes fines.