PCB技術 - PCB外層のエッチングプロセスの解明

現在, の典型的なプロセス プリント回路基板 (PCB) processing adopts the "pattern plating method". それで, 基板の外層に保持される必要がある銅箔の部分に鉛錫の耐食性層の層を事前にメッキした, それで, 回路のパターン部分, そして、残りの銅箔を化学的に腐食させる, エッチングというもの. この時点で基板上には2層の銅があることに留意すべきである. 外層エッチング工程中, 銅の1層のみが完全にエッチングされなければならない, 残りは最終的に必要な回路を形成する. この種のパターン電気メッキは、銅めっき層がリードすずレジスト層の下に存在することに特徴がある. もう一つの方法は、板全体に銅をメッキする方法です, そして、感光性フィルム以外の部分は、錫またはリードすずレジストだけである. この工程を「フルボード銅めっき工程」と呼ぶ. パターン電気めっきと比較, ボード全体の銅めっきの最大の欠点は、基板の全ての部分で銅を2回めっきしなければならず、エッチング中に全てが腐食しなければならないということである. したがって, ワイヤー幅が非常に細いとき, 一連の問題が起こる. 同時に, 側の腐食は、線の均一性に深刻に影響します.

レジスト層として金属メッキの代わりに感光膜を用いるプリント配線板の外部回路の加工技術には別の方法がある。この方法は、内部層エッチングプロセスと非常に類似しており、内部層の製造プロセスにおけるエッチングを参照することができる。現在、錫または鉛錫は、アンモニアベースのエッチング液のエッチングプロセスで使用される最も一般的に使用される腐食防止層である。アンモニアベースのエッチング液は、一般的に使用される化学液であり、錫又は鉛錫との化学反応はない。アンモニアエッチング液は、主にアンモニア／塩化アンモニウムエッチング溶液を指す。また，アンモニア／硫酸アンモニウムエッチング剤も市販されている。

硫酸ベースのエッチング溶液は、使用後、その中の銅を電解によって分離することができ、再利用することができる。腐食速度が低いため，実際の製造では一般に稀であるが，塩素フリーエッチングに使用することが期待される。硫酸塩過酸化水素をエッチャントとして用いて外層パターンを腐食させようとした。経済と廃液処理を含む多くの理由のため、このプロセスは商業的な意味で広く使用されていません。また、硫酸錫過酸化物は、鉛スズレジストのエッチングに使用することができず、この製造方法は、主な製造方法ではないため、ほとんどの人がそれを心配することはない。

エッチングの品質と問題点

エッチング品質の基本的な要件は、レジスト層の下のすべての銅層を完全に除去することができ、それである。厳密に言えば、正確に定義される場合、エッチング品質はワイヤ幅とアンダーカットの程度の一貫性を含まなければならない。現在のエッチング液の固有の特性のため、下方へのエッチング効果を生じるだけでなく、左右方向にも、エッチングがほとんど避けられない。

サイドエッチングの問題は、議論のためにしばしば発生するエッチングパラメータの1つである。エッチングの深さに対するサイドエッチングの幅の比として定義される。プリント回路業界では、1 : 1から1 : 5まで幅広い変化がある。明らかに、小さなアンダーカット度又は低いエッチング因子が最も良好である。

理論的, プリント回路がエッチングステージに入ると, グラフィックの断面の状態. パターン電気めっきによるプリント回路の処理工程, 理想的な状態としては、電気メッキされた銅、錫、又は銅及び鉛錫の厚さが、電気めっき抵抗性の感光性フィルムの厚さを超えてはならない, 電気メッキされたパターンがフィルムの両側に完全に覆われるように. 「壁」ブロックは、それに埋め込まれます. しかし, 実際の生産で, 電気めっき後 回路基板 世界中ずっと, メッキパターンは感光パターンよりもはるかに厚い. 銅と鉛錫の電気めっきの過程で, メッキ高さが感光性フィルムを超えるので, 横方向蓄積の傾向, そして、問題はこれから起こります. ラインを覆っている錫またはリードすずレジスト・レイヤーは、「エッジ」を形成するために両側に延びる, 「エッジ」の下で感光性フィルムの小さな部分を覆う.

錫又は鉛スズによって形成された「エッジ」は、フィルムを除去する際に、感光フィルムを完全に除去することが不可能になる, 「エッジ」の下で「残留接着剤」の小さな部分を残す. レジストの「エッジ」の下に残った「残留接着剤」または「残留膜」は、不完全なエッチングを引き起こす. ラインは、エッチングの両側に「銅の根」を形成した. 銅の根は線間隔を狭くした, 印刷されたボードがパーティーAの要件を満たさないようにする, そして、拒絶されるかもしれません. 拒絶は、2010年の生産コストを大いに増加させます PCB. 加えて, 多くの場合, 反応による溶解の形成のために, 印刷回路業界で, 残留膜及び銅はまた、腐食性液体中に形成及び蓄積され、腐食機械及び耐酸性ポンプのノズル内でブロックされ得る, そして、それは処理と掃除のためにシャットダウンされなければなりません., 作業効率に影響する.

機器調整と腐食解との相互作用関係

プリント回路処理では、アンモニアエッチングは比較的微細で複雑な化学反応プロセスである。一方、それは簡単な仕事です。一旦プロセスがアップレギュレーションされると、生産は続くことができます。キーは、それがオンになって一度連続作業状態を維持することであり、それは乾燥して停止することはお勧めしません。エッチングプロセスは装置の良好な加工条件において大きく依存する。現在、エッチング液を使用しても、高圧スプレーを使用しなければならず、ニータライン側と高品質のエッチング効果を得るためには、ノズル構造とスプレー方法を厳密に選択する必要がある。

良い副作用を得るために，異なる設計方法と装置構造を形成する多くの異なる理論が出現した。これらの説はしばしば非常に異なっている。しかし、エッチングに関するすべての理論は、最も基本的な原理を認識します。そして、それは金属表面をできるだけ速く新しいエッチング溶液と接触させ続けることです。エッチングプロセスの化学機構解析も上記の観点を確認した。アンモニアエッチングでは，他の全てのパラメータが変化しないと仮定して，エッチング速度は主にエッチング液中のアンモニア（NH 3）によって決まる。したがって、表面をエッチングするために新鮮な溶液を使用すると、2つの主な目的があります：1つは、ちょうど生産された銅イオンをフラッシュすることですもう一つは反応に必要なアンモニア（NH 3）を連続的に供給することである。

上及び下の板面については、前縁及び後縁のエッチング状態は異なる

エッチング品質に関する多くの問題は、上板面のエッチング部分に集中している。これを理解することはとても重要です。これらの問題は、プリント回路基板の上面にエッチャントにより生じた接着剤のようなクランプの影響から生じる。銅表面へのコロイド状スラブの蓄積は、一方の噴霧力に影響を与え、一方、新たなエッチング液の補充を防止し、エッチング速度の低下をもたらす。これは、板の上下パターンのエッチング度が異なるコロイダルスラブの形成と蓄積のためである。これにより、エッチング装置内の基板の一部が完全にエッチングされ易くなりすぎたり、腐食が発生したりすることもない。反対に、ボードの後ろに入った部分は既に入ってきて、エッチング速度を遅くします。

エッチング装置のメンテナンス

エッチング装置のメンテナンスにおいて最も重要な要因は、ノズルがクリーンで自由に障害物がなく、ジェットを遮らないようにすることである. 封鎖またはスラッジングは、ジェット圧力の作用の下でレイアウトに影響します. ノズルがきれいでないならば, それは、均一なエッチングを引き起こして、全体をスクラップします PCB. 明らかに, 機器メンテナンスは損傷部品と部品の交換, ノズル交換を含む. ノズルにも摩耗の問題がある. 加えて, より重要な問題は、エッチング装置をスラッグ加工しないようにすることである. 多くの場合, スラッジングは蓄積される. 過度のスラギングはエッチング液の化学的バランスにも影響を及ぼす. 同様に, エッチング溶液に過度の化学アンバランスがある場合, スラッジングはもっと深刻になる. スラグ蓄積の問題は過大ではない. 一旦エッチング・ソリューションにおいて、大量のスラッジングが突然発生すると, それは通常、解決策のバランスに問題がある信号です. これは、適切な洗浄または溶液の補足のために、強い塩酸を用いなければならない.