PCB Tecnico - Analisi della tecnologia di incisione a vuoto del circuito stampato PCB

Il processo di incisione è uno dei passaggi fondamentali del processo di produzione del PCB. In poche parole, il rame di base è coperto dallo strato di resistenza e il rame che non è protetto dallo strato di resistenza reagisce con l'incisione, che viene morsa e infine forma il modello del circuito di progettazione e il processo di incollaggio pad. Naturalmente, il principio dell'incisione può essere facilmente descritto in poche frasi, ma in realtà, la realizzazione della tecnologia di incisione è ancora abbastanza impegnativa, soprattutto nella produzione di linee sottili, che richiede tolleranze molto piccole di larghezza della linea e non consente errori nel processo di incisione., Quindi il risultato dell'incisione dovrebbe essere giusto, non può essere allargato, e non può essere troppo inciso.

Per spiegare ulteriormente il processo di incisione, i produttori di PCB sono più disposti a utilizzare linee orizzontali di incisione per la produzione per ottenere la massima automazione della produzione e ridurre i costi di produzione. Tuttavia, l'incisione orizzontale non è perfetta, e l'"effetto pool" che non può essere eliminato rende la tavola difficile. La superficie superiore e la superficie inferiore producono diversi effetti di incisione. La velocità di incisione al bordo della scheda è più veloce della velocità di incisione al centro della scheda. A volte, questo fenomeno può rendere i risultati dell'incisione sulla superficie del pannello abbastanza diversi.

In altre parole, l'"effetto pool" renderà l'eccessiva corrosione del circuito sul bordo della scheda più grande di quello al centro della scheda, e anche un'attenta correzione del circuito (allargando opportunamente la larghezza del circuito sul bordo della scheda) per compensare diverse incisioni Il tasso fallirà anche, perché le tolleranze di incisione devono essere controllate molto finemente per ottenere linee ultrafini.

Questa situazione porta a cambiamenti significativi nel tasso di incisione. Situata sul circuito stampato, vicino al bordo della scheda, la soluzione di incisione è più probabile che fuoriesca dalla scheda e le soluzioni di incisione vecchie e nuove sono più facili da scambiare, quindi viene mantenuta una buona velocità di incisione. Al centro della tavola, è più facile formare una situazione di "piscina", e il flusso dell'incisione è quindi limitato. È relativamente difficile per la soluzione ricca di ioni di rame fluire fuori dalla superficie della scheda. Di conseguenza, l'efficienza di incisione è ridotta rispetto al bordo o alla parte inferiore della scheda. L'effetto di incisione peggiora. Infatti, è impossibile evitare l'"effetto piscina" in pratica, perché i rulli di trasmissione orizzontali a catena impediranno lo scarico del liquido di incisione, con conseguente accumulo del liquido di incisione tra i rulli.

Questo fenomeno si verifica nella produzione di lastre più grandi. O le linee ultra-sottili sono più evidenti, anche se vengono utilizzati metodi di controllo e compensazione del processo di produzione più speciali, come un sistema di spruzzo che può essere regolato indipendentemente dalla direzione di trasmissione, un tubo di spruzzo oscillante e una sezione di ri-incisione correttiva Attendere, se non c'è un enorme investimento tecnico, questo problema non può essere risolto bene, così l'obiettivo di evitare l'"effetto pool" si raggiunge senza dover tornare al punto di partenza e ricominciare.

Alla fine dello scorso anno, PILL e.K. ha rilasciato una nuova tecnologia di processo, che può migliorare la fluidità della soluzione di incisione sulla parte superiore della scheda semplicemente succhiando la soluzione di incisione utilizzata attraverso una pompa d'acqua, impedendo così l'effetto pozzanghera. Questo metodo è chiamato incisione a vuoto.

La prima linea di incisione sottovuoto è stata presentata al pubblico a Productronica nel novembre 2001. Allo stesso tempo, il test condotto dal produttore di circuiti stampati ha anche confermato che il processo di incisione a vuoto può ottenere risultati eccellenti solo con meno sforzo per controllare le condizioni ingegneristiche.

Dopo l'incisione sottovuoto, l'effetto di incisione è molto uniforme su tutta la superficie di entrambi i lati della scheda.

Il principio della tecnologia di incisione a vuoto è molto semplice. Non solo gli ugelli sono installati nella sezione di incisione, ma anche un'unità di aspirazione dell'aria è installata tra gli ugelli ad una distanza relativamente vicina dalla superficie del circuito stampato. Dopo che queste unità di pompaggio aspirano via la soluzione di incisione utilizzata, ritornano al serbatoio liquido del modulo attraverso un ciclo chiuso.

Qui, il vuoto si riferisce alla pressione negativa nell'area operativa del sistema e alla bassa aspirazione appena sufficiente per evitare che l'incisione produca un effetto pozzanghera. Anche lo strato interno più sottile non può essere aspirato dall'unità di aspirazione e la precisione di produzione deve essere garantita. Collegando la pista dell'aspiratore alla bobina fissa superiore del sistema di trasporto, il progettista assicura che la distanza tra il processo di pompaggio e la superficie del bordo sia il miglior valore, indipendentemente dal fatto che la produzione sia sottile o spessa. Ciò significa che, indipendentemente dal tipo di scheda PCB, è possibile ottenere un tasso uniforme di estrazione della soluzione di incisione. Su tutta la superficie della grande scheda 24"X24", sul lato superiore del circuito, sono state trovate solo fluttuazioni di spessore di rame di 1 micron. In confronto, l'effetto di incisione della parte verso l'alto e la parte verso il basso della piastra è fondamentalmente lo stesso.

Anche la qualità del circuito della scheda di produzione che utilizza la tecnologia di incisione sottovuoto è molto buona. Test dettagliati condotti con diversi produttori di PCB hanno dimostrato che la nuova tecnologia di incisione a vuoto può produrre profili conduttori più dritti in modo che le schede prodotte possano avvicinarsi più accuratamente ai requisiti di cablaggio.

Nel processo di incisione a vuoto, il tasso di restringimento del mezzo di incisione sotto il film resist sull'attacco laterale del filo e il fattore di incisione utilizzato per descrivere la profondità di incisione del filo e la quantità di incisione laterale sono molto alti.

Naturalmente, ci sono anche una serie di altri fattori che fondamentalmente non sono influenzati dal produttore che influenzeranno l'effetto di incisione reale. Ad esempio, lo spessore del resist, la qualità del processo di esposizione e sviluppo e lo spessore del rame del substrato inciso hanno ciascuno un grande impatto. In generale, si stima che il processo di incisione o la frequenza di rinnovo della soluzione di incisione rappresenti solo la metà dell'effetto di incisione. Ma Oliver Briel, il project manager PILL, ha sottolineato che "i fatti hanno dimostrato che abbiamo completamente controllato questo 50%".

La tecnologia di incisione a vuoto mostra anche una serie di vantaggi in altri aspetti:

può sfruttare appieno la capacità del processo di incisione. Man mano che la velocità di incisione aumenta e il tempo di produzione viene accorciato, l'output del processo di incisione aumenta.

Poiché la prima incisione può ottenere risultati soddisfacenti, non è necessario rielaborare e ri-incidere.

può ridurre la relativa ingegneria di controllo della fabbrica e ridurre il costo corrispondente.

Il sistema di incisione a vuoto utilizza una tecnologia relativamente semplice per produrre fili ultrafini e non ha più bisogno di installare un collettore a getto oscillabile.

La struttura dell'ugello con pressione di spruzzo regolabile intermittentemente non può più essere utilizzata. Questo design viene utilizzato principalmente per garantire che l'effetto pozzanghera sia ridotto, che ora può essere ottenuto semplicemente utilizzando un sistema di aspirazione dell'aria.

La tecnologia di incisione a vuoto PCB consente al modulo di processo di essere più corto e stretto e le funzioni di aspirazione e incisione possono essere completate simultaneamente nello stesso modulo.

Il vantaggio aggiuntivo del sistema di incisione a vuoto è che il collettore di iniezione può essere disposto lateralmente lungo la direzione di marcia. I collettori di spruzzo convenzionali utilizzati per la produzione di schede metalliche sottili di solito devono essere disposti longitudinalmente lungo la direzione di marcia in modo che diverse pressioni di spruzzo possano esistere sul bordo della scheda e nella scheda. L'angolo tra l'ugello e la direzione di marcia è appropriato per facilitare la manutenzione e richiede meno tempo per la sostituzione, e questo metodo di disposizione può anche eseguire un semplice monitoraggio elettrico del flusso per ogni collettore di iniezione individualmente. Se c'è una situazione irregolare, l'utente può immediatamente identificare quale collettore di iniezione ha il problema e quindi può regolarlo direttamente senza indugio.

La tecnologia di incisione a vuoto PCB ha un grande potenziale in futuro, perché il processo è particolarmente adatto per la produzione di fili sottili e schede di struttura a filo ultra-fine. Test preliminari su modelli conduttivi inferiori a 50 micron possono ottenere risultati promessi. La capacità di utilizzare la tecnologia di incisione a vuoto per produrre circuiti di rame spessi è ulteriormente valutata e tutti i dati attuali mostrano che i risultati sono buoni. È particolarmente interessante notare che non solo il cloruro di rame tradizionale è stato utilizzato come mezzo di incisione durante il test, ma anche il cloruro di ferro (3), attualmente comunemente utilizzato in Asia, è stato utilizzato come mezzo di incisione. Anche se ci vuole molto tempo per utilizzare questo mezzo di incisione, l'effetto è migliore quando il profilo del conduttore è più ripido, e fornisce senza dubbio un'alternativa al processo che è stato accettato come standard, soprattutto per le caratteristiche speciali. Produzione di linee sottili.