Dati PCB - Processo di incisione e controllo di processo del circuito stampato

Il processo del circuito stampato dalla scheda ottica alla visualizzazione del modello del circuito è un processo complesso di reazione fisica e chimica. Allo stato attuale, il processo tipico di elaborazione del circuito stampato (PCB) adotta "metodo di galvanizzazione grafico". Cioè, uno strato di strato anticorrosivo di stagno di piombo è pre-placcato sul foglio di rame da mantenere sullo strato esterno del circuito stampato, cioè la parte grafica del circuito, e quindi il resto del foglio di rame è chimicamente corroso, che è chiamato incisione.

Tipi di incisione del circuito stampato

Va notato che ci sono due strati di rame sul circuito stampato durante l'incisione. Nel processo di incisione dello strato esterno, solo uno strato di rame deve essere completamente inciso e il resto formerà il circuito finale richiesto. Questo tipo di placcatura del modello è caratterizzato in quanto lo strato di placcatura del rame esiste solo sotto lo strato di resistenza dello stagno di piombo.

Un altro processo è che l'intero circuito stampato è placcato con rame e la parte diversa dal film fotosensibile è solo stagno o stagno resistente strato. Questo processo è chiamato "processo di placcatura in rame a bordo completo". Rispetto alla placcatura del modello, il più grande svantaggio della placcatura del rame a bordo completo è che il rame deve essere placcato due volte ovunque sulla superficie del bordo e deve essere corroso 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, un altro metodo è quello di utilizzare film fotosensibile invece del rivestimento metallico come strato resistente alla corrosione. Questo metodo è molto simile al processo di incisione dello strato interno. Puoi fare riferimento all'incisione nel processo di produzione dello strato interno.

Allo stato attuale, stagno o stagno di piombo è lo strato di resistenza più comunemente usato, che viene utilizzato nel processo di incisione dell'ammoniaca L'incisione dell'ammoniaca è una soluzione chimica ampiamente usata, che non ha alcuna reazione chimica con stagno o stagno di piombo. L'incisione di ammoniaca si riferisce principalmente alla soluzione di incisione di cloruro di ammoniaca / ammoniaca.

Inoltre, la soluzione di incisione ammoniaca / solfato di ammoniaca può anche essere acquistata sul mercato. Il rame nella soluzione di incisione a base di solfato può essere separato dall'elettrolisi dopo l'uso, in modo da poter 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 incidere il modello esterno con acido solforico perossido di idrogeno come incisione. A causa di molte ragioni, tra cui l'economia e il trattamento dei liquidi di scarto, questo processo non è stato ampiamente utilizzato in senso commerciale Inoltre, il perossido di idrogeno acido solforico non può essere utilizzato per l'incisione dello strato resistente 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 presta attenzione ad esso.

Qualità di incisione del circuito stampato e problemi esistenti

Il requisito di base per la qualità dell'incisione è quello di rimuovere completamente tutti gli strati di rame tranne sotto lo strato resist, tutto qui. Rigorosamente parlando, se deve essere definita con precisione, la qualità di incisione deve includere la consistenza della larghezza di linea del conduttore e il grado di corrosione laterale. A causa delle caratteristiche intrinseche della soluzione corrosiva corrente, può incidere non solo verso il basso, ma anche verso sinistra e destra, quindi la corrosione laterale è quasi inevitabile.

Il problema dell'incisione laterale è spesso discusso nei parametri di incisione. È definito come il rapporto tra larghezza di incisione laterale e profondità di incisione, che è chiamato fattore di incisione. Nell'industria dei circuiti stampati, varia ampiamente da 1:1 a 1:5. Ovviamente, un piccolo grado di incisione laterale o un basso fattore di incisione è il più soddisfacente.

La struttura dell'attrezzatura di incisione e la soluzione di incisione con componenti diversi influenzeranno il fattore di incisione o il grado di incisione laterale, o in una parola ottimistica, può essere controllata. Alcuni additivi possono ridurre il grado di corrosione laterale. La composizione chimica di questi additivi è generalmente un segreto commerciale e i loro sviluppatori non lo rivelano al mondo esterno.

Per molti versi, la qualità dell'incisione esisteva molto prima che il circuito stampato entrasse nella macchina di incisione. Poiché esiste una relazione interna molto stretta 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 problemi identificati come qualità di incisione sono effettivamente esistiti nel processo precedente di rimozione della pellicola o anche di più.

Per il processo di incisione della grafica esterna, molti problemi si riflettono finalmente in esso perché la sua immagine "flusso invertito" è più prominente della maggior parte dei processi dei circuiti stampati. Allo stesso tempo, questo è anche perché l'incisione è l'ultimo passo di una lunga serie di processi a partire dall'incollaggio del film e dalla fotosensibilità. Dopo di che, il modello esterno viene trasferito con successo. Più collegamenti, maggiore è la possibilità di problemi. Questo può essere considerato come un aspetto molto speciale nel processo di produzione di circuiti stampati.

Teoricamente, dopo che il circuito stampato entra nella fase di incisione, nel processo di elaborazione del circuito stampato mediante galvanizzazione grafica, lo stato ideale dovrebbe essere: lo spessore totale di rame e stagno o rame e stagno di piombo dopo galvanizzazione non dovrebbe superare lo spessore del film fotosensibile resistente alla galvanizzazione, Tuttavia, nella produzione reale, il modello placcato dei circuiti stampati in tutto il mondo è molto più spesso del modello fotosensibile dopo la placcatura. Nel processo di galvanizzazione del rame e dello stagno di piombo, perché l'altezza del rivestimento supera il film fotosensibile, c'è una tendenza di accumulo trasversale e sorge il problema. Lo strato di stagno o stagno di piombo coperto sopra la linea 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 della "colla residua" sotto il "bordo". "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, il che restringe la spaziatura tra le linee, causando che il circuito stampato non soddisfa i requisiti della parte A e può persino essere respinto. A causa del rifiuto, il costo di produzione del circuito PCB sarà notevolmente aumentato.

Inoltre, in molti casi, la dissoluzione si forma a causa della reazione. Nell'industria dei circuiti stampati, il film residuo e il rame possono anche accumularsi nella soluzione corrosiva e nel blocco nell'ugello della macchina corrosiva e della pompa resistente agli acidi, quindi devono essere chiusi per il trattamento e la pulizia, che influisce sull'efficienza del lavoro.

Regolazione dell'attrezzatura e interazione con la soluzione corrosiva

L'incisione dell'ammoniaca è un processo di reazione chimica fine e complesso nella lavorazione dei circuiti stampati. Al contrario, è un lavoro facile. Una volta regolato il processo, la produzione continua può essere effettuata. La chiave è che una volta avviata la macchina deve mantenere uno stato di lavoro continuo e non deve essere fermata. Il processo di incisione dipende in larga misura dalle buone condizioni di funzionamento dell'apparecchiatura. Attualmente, non importa quale tipo di soluzione di incisione viene utilizzata, deve essere utilizzata una spruzzatura ad alta pressione e per ottenere lati lineari puliti e un effetto di incisione di alta qualità, la struttura dell'ugello e la modalità di spruzzatura devono essere rigorosamente selezionati.

Al fine di ottenere buoni effetti collaterali, molte teorie diverse sono emerse, formando diversi metodi di progettazione e strutture di attrezzature. Queste teorie sono spesso molto diverse. Tuttavia, tutte le teorie sull'incisione riconoscono il principio più fondamentale, cioè mantenere la superficie metallica a contatto con una nuova soluzione di incisione il prima possibile. L'analisi del meccanismo chimico del processo di incisione conferma anche la visione di cui 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, ci sono due scopi principali per l'interazione tra la soluzione fresca e la superficie incisa: uno è quello di eliminare gli ioni di rame appena generati; Il secondo è quello di fornire continuamente ammoniaca (NH3) necessaria per la reazione.

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

Poiché un gran numero di ioni di rame monovalenti sono generati nel processo di reazione di incisione e poiché gli ioni di rame monovalenti sono sempre strettamente combinati con il complesso gruppo di ammoniaca, è molto difficile mantenere il loro 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 ridurrà il valore del pH, che ridurrà ancora il tasso di incisione. Anche l'ammoniaca in soluzione deve essere controllata. Alcuni utenti utilizzano il metodo di passare ammoniaca pura nel serbatoio di stoccaggio dell'incisione. Per fare ciò, è necessario aggiungere un set di sistema di controllo del pH meter. Quando il risultato del pH misurato automaticamente è inferiore al valore indicato, la soluzione verrà aggiunta automaticamente.

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

Sulla superficie superiore e inferiore della piastra, gli stati di incisione del bordo anteriore e del bordo posteriore sono diversi

Un gran numero di problemi legati alla qualità dell'incisione si concentrano sulla parte incisa della superficie superiore della piastra. E' importante capirlo. Questi problemi derivano dall'influenza delle strutture colloidali prodotte dall'incisione sulla superficie superiore del circuito stampato. I depositi colloidali sulla superficie del rame, da un lato, influenzano la forza del getto, dall'altro, bloccano il rifornimento della soluzione di incisione fresca, con conseguente riduzione della velocità di incisione. È dovuto alla formazione e all'accumulo di strutture colloidali che il grado di incisione della grafica superiore e inferiore del circuito stampato è diverso. Questo rende anche la prima parte del circuito stampato nella macchina da incisione facile da incidere accuratamente o facile da causare sopra corrosione, perché l'accumulo non è stato formato in quel momento e la velocità di incisione è veloce. Al contrario, quando entra la parte che entra dietro il circuito stampato, l'accumulo si è formato e la sua velocità di incisione è rallentata.

Manutenzione degli impianti di incisione

Il fattore chiave per la manutenzione delle apparecchiature di incisione è garantire che l'ugello sia pulito e privo di ostacoli. Blocco o scorie influiranno sul layout sotto l'azione della pressione del getto. Se l'ugello non è pulito, causerà un'incisione irregolare e sprechi l'intero circuito stampato.

Ovviamente, la manutenzione dell'attrezzatura è quella di sostituire le parti danneggiate e usurate, compreso l'ugello. L'ugello ha anche il problema di usura. Inoltre, il problema più critico è quello di mantenere l'incisore libero da scorie, che si verificherà in molti casi Un eccessivo accumulo di scorie influenzerà anche l'equilibrio chimico della soluzione di incisione. Allo stesso modo, se c'è eccessivo squilibrio chimico nella soluzione di incisione, le scorie diventeranno sempre più gravi. Il problema delle scorie e dell'accumulo 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 l'equilibrio della soluzione è sbagliato. Questo deve essere pulito correttamente con acido cloridrico forte o aggiunto alla soluzione.

Il film residuo può anche produrre scorie. Una quantità molto piccola di film residuo viene sciolta nella soluzione di incisione e quindi si 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 del film è spesso il risultato di film di bordo e sovraplaccatura.