PCB Tecnico - Metodi e tecniche per controllare il processo di incisione PCB

Il processo del circuito stampato dalla scheda luminosa al modello del circuito è un processo relativamente complicato di reazioni fisiche e chimiche. Questo articolo analizzerà la sua fase finale di incisione.

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, che è chiamato incisione.

Tipi di incisione

Va notato che ci sono due strati di rame sulla scheda durante l'incisione. 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 galvanizzazione 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 del rame su tutta la scheda è che il rame deve essere placcato due volte su tutte le parti della scheda e tutti devono essere corrosi 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, c'è un altro metodo, che consiste nell'utilizzare il film fotosensibile invece del rivestimento metallico come strato di resistenza. 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 e 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 utilizzato 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 PCB Il metodo principale nella produzione esterna, quindi la maggior parte delle persone raramente si preoccupa di esso.

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 della sottoquotazione è uno dei parametri di incisione che viene spesso sollevato per discussione. È definito come il rapporto tra la larghezza di sottoquotazione e la profondità di 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.

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 deve essere spento per la lavorazione e la pulizia., Che influisce sull'efficienza del lavoro.

Regolazione dell'attrezzatura e interazione con la soluzione corrosiva

Nella lavorazione dei circuiti stampati, l'incisione dell'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, molte teorie diverse sono apparse, 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, in particolare dei fornitori di materie prime per circuiti stampati, è riconosciuto 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. Ridurre il rame monovalente da 5000ppm a 50ppm aumenterà il tasso di incisione 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 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 ammoniaca-rame. Può essere utilizzato nell'industria dei circuiti stampati. Nell'industria PCH, lo spessore tipico della lamina di rame incisa è di 5 a 10 mil, e in alcuni casi lo spessore è abbastanza grande. I suoi requisiti per i parametri di incisione sono spesso più rigorosi di quelli dell'industria PCB.