Technologie PCB - Méthodes et techniques pour contrôler le processus de gravure de PCB

Le processus d'une carte de circuit imprimé d'une plaque optique à un motif de circuit est un processus relativement complexe de réactions physiques et chimiques. Son étape finale de gravure sera analysée dans cet article.

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.

Type de gravure

Il est à noter que lors de la gravure, il y a deux couches de cuivre sur la plaque. 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.

Dans la technique d'usinage de circuits externes de circuits imprimés, il existe une autre méthode qui consiste à utiliser un film photosensible au lieu d'un revêtement 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. Après gravure de la solution à l'aide de sulfate, le cuivre qui s'y trouve 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.

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.

La question de la contre - dépouille est l'un des paramètres de gravure souvent proposés pour discussion. Il est défini comme le rapport de la largeur de la contre - dépouille 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.

La structure de l'équipement de gravure et les différents composants de la solution de gravure influenceront le facteur de gravure ou le degré de gravure latérale, ou, de manière optimiste, peuvent être contrôlés. L'utilisation de certains additifs peut réduire le degré d'érosion latérale. La composition chimique de ces additifs est souvent un secret commercial que les développeurs respectifs ne révèlent pas au monde extérieur.

À bien des égards, la qualité de la gravure existait bien avant l'entrée de la plaque d'impression dans la machine de gravure. Étant donné qu'il existe des connexions internes très étroites entre les différents procédés ou procédés de traitement de circuits imprimés, aucun procédé n'est influencé par, ou n'affecte les autres procédés. De nombreux problèmes identifiés comme qualité de gravure existent en fait pendant ou même avant le processus de retrait du film.

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.

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.

Dans les connaissances traditionnelles de l'industrie des circuits imprimés, en particulier des fournisseurs de matières premières pour circuits imprimés, il est reconnu que plus la teneur en ions cuivre monovalents dans une solution d'attaque à l'ammoniac est faible, plus la réaction est rapide. Cela a été confirmé par l'expérience. En effet, de nombreux produits de solutions de gravure aminées contiennent des Ligands spéciaux (certains solvants complexes) d'ions cuivre monovalents dont le rôle est de réduire les ions cuivre monovalents (ce sont les secrets techniques de leurs produits hautement réactifs), les ions cuivre monovalents visibles n'ayant que peu d'influence. Réduire le cuivre monovalent de 5000 PPM à 50 ppm ferait plus que doubler le taux de gravure.

Du fait qu'un grand nombre d'ions cuivre monovalents sont générés au cours de la réaction de gravure et que les ions cuivre monovalents sont toujours étroitement liés aux groupes complexants de l'ammoniac, il est difficile de maintenir leur teneur à un niveau proche de zéro. Le cuivre monovalent peut être éliminé en le transformant en cuivre bivalent par l'action de l'oxygène dans l'atmosphère. Les objectifs ci - dessus peuvent être atteints par pulvérisation.

C'est la raison fonctionnelle de faire entrer de l'air dans la cassette de gravure. Cependant, s'il y a trop d'air, cela accélère la perte d'ammoniac dans la solution, abaisse le pH et entraîne une baisse de la vitesse de gravure. L'ammoniac en solution est également la quantité de variation à contrôler. Certains utilisateurs adoptent la méthode de passage de l'ammoniac pur dans le bain de gravure. Pour ce faire, un système de contrôle du phmètre doit être ajouté. Lorsque le résultat du pH mesuré automatiquement est inférieur à une valeur donnée, la solution est ajoutée automatiquement.

Dans le domaine connexe de la gravure chimique (également appelée gravure photochimique ou PCH), les travaux de recherche ont commencé et ont atteint le stade de la conception de la structure de la machine de gravure. Dans ce procédé, la solution utilisée est du cuivre divalent et non une gravure au cuivre ammoniacal. Il peut être utilisé dans l'industrie des circuits imprimés. Dans l'industrie pch, l'épaisseur typique d'une feuille de cuivre gravée est de 5 à 10 mils et, dans certains cas, assez importante. Ses exigences pour les paramètres de gravure sont généralement plus strictes que celles de l'industrie des PCB.