Notizie PCB - Fabbrica di circuiti stampati: come migliorare la qualità dell'analisi del processo di incisione

Fabbrica di circuiti stampati: come migliorare la qualità dell'analisi del processo di incisione

1. Prefazione

Lo scopo dell'incisione: Dopo che il circuito è galvanizzato, il circuito stampato PCB rimosso dall'apparecchiatura di galvanizzazione sarà elaborato per completare il circuito stampato. Nello specifico, ci sono i seguenti passaggi:

a. Pellicola di stripping: staccare la pellicola secca per scopi galvanici con una pozione. Il film secco indurito viene parzialmente sciolto nel liquido concentrato e parzialmente pelato in fiocchi. Per mantenere l'effetto della medicina liquida e lavarla accuratamente con acqua, l'efficienza del sistema di filtrazione è molto importante.

b. Incisione del circuito: sciogliere il rame nella parte non conduttrice.

c. Strip stagno-piombo: infine rimuovere la placcatura di stagno-piombo anti-incisione. Indipendentemente dallo stagno puro o dallo strato stagno-piombo di vari rapporti di composizione, lo scopo della placcatura è solo quello di resistere all'incisione, quindi dopo che l'incisione è completata, deve essere spogliata, quindi questa fase di stripping stagno e piombo è solo lavorazione e non produce valore aggiunto. Tuttavia, particolare attenzione deve essere prestata ai seguenti punti, altrimenti l'aumento dei costi sarà il secondo e il circuito esterno difficile da finire causerà difetti qui.

Attualmente, il processo tipico di elaborazione del circuito stampato (PCB) adotta il "metodo di placcatura del modello". Cioè, pre-placcato uno strato di strato anticorrosivo piombo-stagno sulla parte del foglio di rame che deve essere mantenuto sullo strato esterno della scheda, cioè la parte del modello del circuito, e quindi corrode chimicamente il foglio di rame rimanente.

Va notato che ci sono due strati di rame sul circuito stampato in questo momento. Nel processo di incisione dello strato esterno, solo uno strato di rame deve essere completamente inciso via e il resto formerà il circuito finale richiesto. Questo tipo di placcatura del modello è caratterizzato dallo strato di placcatura di rame esiste solo sotto lo strato di resistenza piombo-stagno. Un altro metodo di processo è quello di placcare rame sull'intera scheda e le parti diverse dal film fotosensibile sono solo stagno o piombo-stagno resistono. Questo processo è chiamato "processo di placcatura in rame a bordo completo". Rispetto alla galvanizzazione del modello, il più grande svantaggio della placcatura in rame a bordo completo è che il rame deve essere placcato due volte su tutte le parti della scheda e deve essere inciso via durante l'incisione. Pertanto, quando la larghezza del filo è molto fine, si verificheranno una serie di problemi. Allo stesso tempo, la corrosione laterale influenzerà seriamente l'uniformità della linea.

Nella tecnologia di elaborazione del circuito esterno del circuito stampato PCB, c'è un altro metodo, che consiste nell'utilizzare il film fotosensibile invece del rivestimento metallico come strato anticorrosivo. Questo metodo è molto simile al processo di incisione dello strato interno e si può fare riferimento all'incisione nel processo di produzione dello strato interno.

Allo stato attuale, stagno o piombo-stagno è lo strato anticorrosivo più comunemente usato, utilizzato nel processo di incisione dell'incisione a base di ammoniaca. L'incisione a base di ammoniaca è un liquido chimico comunemente usato, che non ha alcuna reazione chimica con stagno o piombo-stagno. L'incisione ammoniaca si riferisce principalmente alla soluzione di incisione ammoniaca/cloruro di ammonio. Inoltre, sul mercato sono disponibili anche prodotti chimici per l'incisione di ammoniaca/solfato di ammonio.

Dopo aver utilizzato la soluzione di incisione a base di solfato, il rame in esso può essere separato dall'elettrolisi, in modo che possa essere riutilizzato. A causa del suo basso tasso di corrosione, è generalmente raro nella produzione effettiva, ma ci si aspetta che venga utilizzato in incisione senza cloro. Qualcuno ha cercato di usare acido solforico e perossido di idrogeno come incisione per corrodere il modello dello strato esterno. A causa di molte ragioni, tra cui l'economia e il trattamento dei liquidi di scarto, questo processo non è stato ampiamente adottato in senso commerciale. Inoltre, il perossido di acido solforico-idrogeno non può essere utilizzato per l'incisione della resistenza allo stagno di piombo e questo processo non è il metodo principale nella produzione dello strato esterno del PCB, quindi la maggior parte delle persone raramente si preoccupa di esso.

2. Regolazione dell'attrezzatura e interazione con la soluzione corrosiva

Nella lavorazione dei circuiti stampati, l'incisione ammoniaca è un processo di reazione chimica relativamente delicato e complesso. D'altra parte, è un lavoro facile. Una volta che il processo è regolato, la produzione può essere continuata. La chiave è mantenere lo stato di lavoro continuo una volta acceso, e non è consigliabile asciugare e fermarsi. Il processo di incisione dipende in larga misura dalle buone condizioni di funzionamento dell'apparecchiatura. Attualmente, indipendentemente dalla soluzione di incisione utilizzata, deve essere utilizzato spruzzo ad alta pressione e per ottenere un lato della linea più pulito e un effetto di incisione di alta qualità, la struttura dell'ugello e il metodo di spruzzatura devono essere rigorosamente selezionati.

Al fine di ottenere buoni effetti collaterali, sono emerse molte teorie diverse, formando diversi metodi di progettazione e strutture di attrezzature. Queste teorie sono spesso molto diverse. Ma tutte le teorie sull'incisione riconoscono il principio più fondamentale, che è quello di mantenere la superficie metallica a contatto con la soluzione di incisione fresca il più rapidamente possibile. Anche l'analisi del meccanismo chimico del processo di incisione ha confermato il punto di vista sopra. Nell'incisione ammoniaca, supponendo che tutti gli altri parametri rimangano invariati, la velocità di incisione è determinata principalmente dall'ammoniaca (NH3) nella soluzione di incisione. Pertanto, l'utilizzo di una soluzione fresca per incidere la superficie ha due scopi principali: uno è quello di eliminare gli ioni di rame appena prodotti; l'altro è quello di fornire continuamente ammoniaca (NH3) necessaria per la reazione.

Nella conoscenza tradizionale dell'industria dei circuiti stampati (circuiti stampati), in particolare dei fornitori di materie prime per circuiti stampati, si riconosce che più basso è il contenuto monovalente di ioni di rame nella soluzione di incisione ammoniaca, più veloce è la velocità di reazione. Ciò è stato confermato dall'esperienza. Infatti, molti prodotti in soluzione di incisione a base ammoniaca contengono leganti speciali per ioni di rame monovalenti (alcuni solventi complessi), il cui ruolo è quello di ridurre gli ioni di rame monovalenti (questi sono i segreti tecnici dei loro prodotti ad alta reattività), si può vedere che l'influenza degli ioni di rame monovalenti non è piccola. Se il rame monovalente viene ridotto da 5000ppm a 50ppm, il tasso di incisione sarà più che raddoppiato.

Poiché una grande quantità di ioni di rame monovalenti viene generata durante la reazione di incisione e poiché gli ioni di rame monovalenti sono sempre strettamente combinati con il gruppo complesso di ammoniaca, è molto difficile mantenere il suo contenuto vicino a zero. Il rame monovalente può essere rimosso convertendo il rame monovalente in rame divalente attraverso l'azione dell'ossigeno nell'atmosfera. Lo scopo di cui sopra può essere raggiunto spruzzando.

Questo è un motivo funzionale per passare aria nella scatola di incisione. Tuttavia, se c'è troppa aria, accelererà la perdita di ammoniaca nella soluzione e diminuirà il valore del pH, con conseguente diminuzione della velocità di incisione. L'ammoniaca nella soluzione è anche la quantità di cambiamento che deve essere controllata. Alcuni utenti adottano il metodo di passare ammoniaca pura nel serbatoio di incisione. Per farlo, è necessario aggiungere un set di sistema di controllo del misuratore PH. Quando il risultato PH misurato automaticamente è inferiore al valore indicato, la soluzione verrà aggiunta automaticamente.

Nel campo relativo dell'incisione chimica (noto anche come incisione fotochimica o PCH), il lavoro di ricerca è iniziato e ha raggiunto la fase di progettazione della struttura della macchina dell'incisione. In questo metodo, la soluzione utilizzata è il rame divalente, non l'incisione ammoniaca-rame. Può essere utilizzato nell'industria dei circuiti stampati. Nell'industria PCH, lo spessore tipico del foglio di rame inciso è di 5 a 10 mil (mil), e in alcuni casi lo spessore è piuttosto grande. I suoi requisiti per i parametri di incisione sono spesso più rigorosi di quelli dell'industria PCB.

C'è un risultato della ricerca del sistema industriale PCM, che non è ancora stato pubblicato ufficialmente, ma il risultato sarà rinfrescante. A causa del sostegno relativamente forte del fondo di progetto, i ricercatori hanno la capacità di cambiare il design del dispositivo di incisione nel senso a lungo termine e allo stesso tempo studiare gli effetti di questi cambiamenti. Ad esempio, rispetto all'ugello conico, il miglior design dell'ugello utilizza una forma di ventilatore e il collettore di spruzzo (cioè il tubo in cui l'ugello è avvitato) ha anche un angolo di installazione, che può spruzzare 30 gradi del pezzo in lavorazione nella camera di incisione. Se tale modifica non viene effettuata, il metodo di installazione degli ugelli sul collettore farà sì che l'angolo di spruzzo di ogni ugello adiacente non sia completamente lo stesso. Le superfici di spruzzo del secondo gruppo di ugelli sono leggermente diverse da quelle del primo gruppo (mostra le condizioni di lavoro dello spruzzo). In questo modo, le forme delle soluzioni spruzzate si sovrappongono o si intersecano. Teoricamente, se le forme delle soluzioni si incrociano, la forza di getto di questa parte sarà ridotta e la vecchia soluzione sulla superficie incisa non può essere lavata efficacemente mantenendo la nuova soluzione a contatto con essa. Questa situazione è particolarmente evidente sul bordo della superficie di spruzzo. La sua forza di espulsione è molto più piccola della direzione verticale.

Questo studio ha scoperto che l'ultimo parametro di progettazione è 65 libbre per pollice quadrato (cioè 4+Bar). Ogni processo di incisione e ogni soluzione pratica ha un problema della migliore pressione di spruzzo, e attualmente, la pressione di spruzzo nella camera di incisione raggiunge 30 libbre per pollice quadrato (2Bar) o più. C'è un principio che maggiore è la densità di una soluzione di incisione (cioè, gravità specifica o grado di vetro), maggiore dovrebbe essere la pressione di iniezione ottimale. Un altro parametro importante è la mobilità relativa (o mobilità) che controlla la velocità di reazione nella soluzione.

3. Qualità dell'incisione e problemi precedenti

Il requisito fondamentale per la qualità dell'incisione è quello di poter rimuovere completamente tutti gli strati di rame tranne sotto lo strato resist, e questo è tutto. Rigorosamente parlando, se deve essere definito con precisione, allora la qualità dell'incisione deve includere la consistenza della larghezza del filo e il grado di sottoquotazione. A causa delle caratteristiche intrinseche dell'attuale soluzione di incisione, che produce non solo un effetto di incisione sulla direzione verso il basso ma anche sulla direzione destra e sinistra, l'incisione laterale è quasi inevitabile.

Il problema dell'incisione laterale è uno dei parametri di incisione che viene spesso sollevato per discussione. È definito come il rapporto tra la larghezza dell'incisione laterale e la profondità dell'incisione, che è chiamato fattore di incisione. Nell'industria dei circuiti stampati, ha una vasta gamma di cambiamenti, da 1:1 a 1:5. Ovviamente, un piccolo grado di sottotaglio o un basso fattore di incisione è il più soddisfacente.

La struttura dell'attrezzatura di incisione e i diversi componenti della soluzione di incisione influenzeranno il fattore di incisione o il grado di incisione laterale, o in termini ottimistici, può essere controllata. L'uso di alcuni additivi può ridurre il grado di erosione laterale. La composizione chimica di questi additivi è generalmente un segreto commerciale e i rispettivi sviluppatori non lo rivelano al mondo esterno.

Per molti versi, la qualità dell'incisione esisteva molto prima che la scheda stampata entrasse nella macchina per incisione. Poiché ci sono connessioni interne molto strette tra i vari processi o processi di elaborazione del circuito stampato, non esiste processo che non sia influenzato da altri processi e non influisca su altri processi. Molti dei problemi identificati come qualità di incisione esistevano effettivamente nel processo di rimozione della pellicola o anche prima. Per il processo di incisione della grafica a strati esterni, poiché il fenomeno del "flusso invertito" che incarna è più prominente della maggior parte dei processi di cartoncino stampato, molti problemi si riflettono finalmente in esso. dopo di che il modello del livello esterno viene trasferito con successo. Più collegamenti, maggiore è la possibilità di problemi. Questo può essere visto come un aspetto molto speciale del processo di produzione del circuito stampato.

Teoricamente parlando, dopo che il circuito stampato entra nella fase di incisione, nel processo di elaborazione del circuito stampato con il metodo di placcatura del modello, lo stato ideale dovrebbe essere: lo spessore totale del rame placcato e stagno o rame e stagno di piombo non deve superare la resistenza alla galvanizzazione Lo spessore del film fotosensibile rende il modello di galvanizzazione completamente bloccato dalle "pareti" su entrambi i lati del film e incorporato in esso. Dopo aver galvanizzato i circuiti stampati in tutto il mondo, il modello di placcatura è molto più spesso del modello fotosensibile. Nel processo di galvanizzazione del rame e del piombo-stagno, perché l'altezza della placcatura supera il film fotosensibile, si verifica una tendenza di accumulo laterale e il problema sorge da questo. Lo strato resistente di stagno o piombo-stagno che copre le linee si estende su entrambi i lati per formare un "bordo", coprendo una piccola parte del film fotosensibile sotto il "bordo".

Il "bordo" formato da stagno o stagno di piombo rende impossibile rimuovere completamente il film fotosensibile quando si rimuove il film, lasciando una piccola parte di "colla residua" sotto il "bordo". La "colla residua" o "pellicola residua" lasciata sotto il "bordo" del resist causerà un'incisione incompleta. Le linee formano "radici di rame" su entrambi i lati dopo l'incisione. Le radici di rame restringono la distanza tra le linee, facendo sì che la scheda stampata non soddisfi i requisiti della parte A e possa persino essere respinta. Il rifiuto aumenterà notevolmente il costo di produzione del circuito stampato PCB.

Inoltre, in molti casi, a causa della formazione di dissoluzione dovuta alla reazione, nell'industria dei circuiti stampati, il film residuo e il rame possono anche formarsi e accumularsi nel liquido corrosivo e essere bloccati nell'ugello della macchina corrosiva e della pompa resistente agli acidi, e devono essere chiusi per la lavorazione e la pulizia., Che influisce sull'efficienza del lavoro.

Quarto, la manutenzione delle attrezzature di incisione

Il fattore più critico nella manutenzione delle apparecchiature di incisione è garantire che l'ugello sia pulito e privo di ostacoli per rendere il getto libero. Blocchi o scorie influiranno sul layout sotto l'azione della pressione del getto. Se l'ugello non è pulito, l'incisione sarà irregolare e l'intero circuito stampato verrà rottamato.

Ovviamente, la manutenzione delle attrezzature è la sostituzione di parti danneggiate e usurate, compresa la sostituzione degli ugelli. Gli ugelli hanno anche il problema di usura. Inoltre, il problema più critico è quello di mantenere la macchina da incisione libera da scorie. In molti casi, ci sarà accumulo di scorie. Troppo accumulo di scorie può anche influenzare l'equilibrio chimico della soluzione di incisione. Allo stesso modo, se c'è uno squilibrio chimico eccessivo nella soluzione di incisione, la scoria diventerà più grave. Il problema dell'accumulo di scorie non può essere enfatizzato troppo. Una volta che una grande quantità di scorie si verifica improvvisamente nella soluzione di incisione, di solito è un segnale che c'è un problema con l'equilibrio della soluzione. Questo deve essere fatto con acido cloridrico forte per una corretta pulizia o integrazione della soluzione.

Il film residuo può anche produrre scorie, una quantità molto piccola di film residuo si dissolve nella soluzione di incisione e quindi forma precipitazione di sale di rame. La scoria formata dal film residuo indica che il processo di rimozione precedente del film non è completo. La scarsa rimozione della pellicola è spesso il risultato di film di bordo e sovraplaccatura.

5. per quanto riguarda la superficie superiore e inferiore del circuito stampato PCB, lo stato di incisione del bordo anteriore e del bordo posteriore sono diversi

Un gran numero di problemi legati alla qualità dell'incisione sono concentrati sulla parte incisa della superficie superiore della piastra. E' molto importante capirlo. Questi problemi derivano dall'influenza dei grumi simili a colla prodotti dall'incisione sulla superficie superiore del circuito stampato. L'accumulo di lastre colloidali sulla superficie del rame influisce sulla forza di spruzzatura da un lato e dall'altro impedisce il rifornimento della soluzione di incisione fresca, con conseguente diminuzione della velocità di incisione. È proprio a causa della formazione e dell'accumulo di lastre colloidali che il grado di incisione dei modelli superiori e inferiori della scheda è diverso. Questo rende anche la prima parte della scheda nella macchina per incisione facile da essere incisa completamente o causare sovracorrosione, perché l'accumulo non si è ancora formato in quel momento e la velocità di incisione è più veloce. Al contrario, la parte che entra dietro la tavola si è già formata quando entra, e rallenta la sua velocità di incisione.