PCB 뉴스 - 다층 회로판 외부 회로 부식 공정 분석

다층 회로판 외부 회로 부식 공정 분석

1. 개요

현재 인쇄회로기판(PCB 다층회로기판) 가공의 전형적인 공정은'도금법'을 선택한다.즉, 회로기판 바깥쪽에 보존해야 할 동박 부분, 즉 회로의 도안 부분에 납과 주석의 방부층을 미리 도금한 후 다른 동박을 화학적으로 부식하는 것이 식각이다.

이때 다중 레이어 회로 기판에 구리 두 레이어가 있다는 점에 유의해야 합니다.외층 식각 과정 중, 단지 한 층의 구리만 반드시 완전히 식각되어야 하며, 다른 구리는 결국 필요한 회로를 형성할 것이다.이런 유형의 도안 도금의 특징은 구리 도금층이 납과 주석의 부식 방지제 층 아래에만 존재한다는 것이다.또 다른 공정 방법은 전체 다층 회로판에 구리를 도금하는 것인데, 감광막 이외의 부분은 주석이나 납 주석 부식 방지제뿐이다.이런 공예를'전판 구리 도금 공예'라고 부른다.도안 도금에 비해 전체 판에 구리를 도금하는 가장 큰 단점은 판 표면에 두 번 구리를 도금해야 하고 식각 과정에서 부식해야 한다는 것이다.따라서 컨덕터의 폭이 매우 정확할 때 일련의 문제가 발생합니다.동시에 측면 부식은 선로의 균일성에 심각한 영향을 줄 수 있다.

PCB 회로 기판 (다중 계층 회로 기판) 외부 회로의 가공 기술에는 금속 코팅 대신 광 민감 필름을 내식층으로 사용하는 방법도 있습니다.이런 방법은 내층 식각 공예와 매우 비슷하므로 내층 제조 공예 중의 식각을 참고할 수 있다.

현재 주석이나 납석은 암모니아 식각제의 식각 과정에 가장 많이 사용되는 방부층이다.암모니아 식각제는 주석이나 납 주석과 어떠한 화학 반응도 일으키지 않는 광범위하게 사용되는 화학 액체이다.암모니아 식각제는 주로 암모니아/염화암모늄 식각 용액을 가리킨다.또한 시장에는 암모니아/황산암모늄 식각 화학품도 있다. 황산염 식각 용액을 사용하면 그 속의 구리를 전해로 분리할 수 있기 때문에 재사용이 가능하다.부식 속도가 낮기 때문에 실제로 거의 사용되지 않지만 무염소 식각에 사용될 것으로 예상됩니다.일부 사람들은 황산 과산화수소를 식각제로 삼아 외층 도안을 부식시킨다.경제성과 폐액 처리 등 여러 가지 원인으로 인해 이 공예는 아직 상업적 의미에서 광범위하게 응용되지 않았다.또한 황산 과산화수소는 납 주석 부식 방지제의 부식에 사용할 수 없으며, 이 공정은 다층 회로기판 외층 생산의 주요 방법이 아니기 때문에 대부분의 사람들이 그것에 관심을 갖지 않는다.

2.상하 다층 회로기판 표면에 관하여, 전연과 후연의 식각 조건이 다르다

식각 품질과 관련된 많은 문제는 상부 다층 회로 기판의 식각 부분과 결합됩니다.이 점을 이해하는 것이 매우 중요하다.이런 문제들은 식각제가 인쇄회로판의 상표면에 산생된 교상덩어리의 영향에서 온다.콜로이드판이 구리 표면에 축적되는 것은 분출력에 영향을 주는 한편 새로운 식각 용액의 보상을 방해하기 때문에 식각 속도의 저하를 구성한다.바로 콜로이드판의 구성과 축적으로 판의 상하 도안의 식각 수준이 다르다.이것은 또한 식각기 (다중 회로 기판) 의 중판이 먼저 들어가는 부분을 간단하게 완전히 식각하거나 간단하게 부식적으로 구성하게 한다. 왜냐하면 이때 축적물은 구조가 없고 식각 속도가 더 빠르기 때문이다.반면 다층 회로기판은 판 뒤에 들어가는 부분이 들어갈 때 축적돼 식각 속도를 늦춘다.

3. 설비 조정 및 부식성 용액과의 상호작용

인쇄회로 (다층회로판) 의 가공에서 암모니아식각은 더욱 복잡하고 더욱 혼란스러운 화학반응과정이다.다른 한편으로 이것은 쉬운 일이다.일단 이 과정이 상향 조정되면, 그것은 연속적으로 생산할 수 있다.관건은 일단 열면 련속적인 조작을 견지해야 하며 건조와 정지를 건의하지 말아야 한다.식각 공예는 대부분 설비의 뛰어난 조작 조건에 달려 있다.현재 어떤 식각액을 사용하든 반드시 고압 스프레이를 사용해야 하며, 더욱 규칙적인 선 측면과 고품질의 식각 효과를 얻기 위해서는 스프레이 구조와 스프레이 방법을 엄격히 선택해야 한다.

두드러진 부작용을 얻기 위해 사람들은 서로 다른 계획 방법과 설비 구조를 구성하는 다양한 이론을 제기했다.이런 이론들은 왕왕 현저한 차이가 있다.그러나 식각에 관한 모든 이론은 가능한 한 빨리 금속 표면이 신선한 식각 용액에 접촉하도록 유지하는 가장 기본적인 원리를 인식합니다.각식 과정에 대한 화학적 기리 분석도 이 같은 견해를 입증했다.암모니아 식각에서 다른 모든 매개변수가 그대로 유지된다고 가정하면 식각 속도는 주로 식각 용액의 암모니아 (NH3) 에 의해 결정됩니다.그러므로 신선한 용액을 사용하는 것과 식각 외관 효과는 두 가지 주요 목적이 있다: 첫째, 방금 발생한 구리 이온을 씻어내는 것이다;다른 하나는 응답에 필요한 암모니아 (NH3) 를 연속적으로 공급하는 것입니다.

인쇄회로 업계의 전통적인 상식에서, 특히 인쇄회로 재료의 공급업체에서, 우리는 암모니아 식각 용액 중의 단가 구리 이온 함량이 낮을수록 응답 속도가 빠르다는 것을 인식한다.이것은 경험에서 얻은 증명이다.사실, 많은 암모니아 식각 용액 제품은 모두 단가 구리 이온의 특수 배합체 (일부 난잡한 용제) 를 함유하고 있는데, 그 작용은 단가 구리 이온 (이것들은 모두 그 제품이 높은 응답 능력을 가진 기술 노하우) 을 환원하는 것으로, 단가 구리 이온의 영향이 적지 않다는 것을 알 수 있다.단가 구리가 5000ppm에서 50ppm으로 줄어들면 식각속도가 배 이상 증가한다.

식각 반응 과정에서 대량의 단가 구리 이온이 생성되었고, 단가 구리 이온은 항상 암모니아의 배위 기단과 밀접하게 결합되어 있기 때문에 그 함량을 0에 가까운 수준으로 유지하기 어렵다.대기 산소의 작용을 통해 1가동을 2가동으로 바꾸면 1가동을 제거할 수 있다.상술한 목적은 스프레이를 통해 실현할 수 있다.

이것은 공기를 식각함에 들어가게 하는 기능 원인이다.그러나 공기가 너무 많다고 가정하면 용액 중 암모니아의 손실을 가속화하고 pH 값을 낮출 수 있으며 그 역할은 여전히 식각 속도를 낮출 수 있습니다.용액 속의 암모니아도 조종해야 할 변성량이다.일부 사용자들은 순수한 암모니아를 식각 메모리에 넣는 것을 선택한다.이를 위해 PH계 제어 시스템을 추가할 필요가 있습니다.주동적으로 측정된 pH 효과가 주어진 값보다 낮으면 용액이 주동적으로 증가합니다.

관련 화학식각 (광화학식각 또는 PCH라고도 함) 분야에서 연구사업은 이미 초보적인 단계에 처해있으며 이미 식각기구조계획단계에 도달했다.이런 방법에서 사용하는 용액은 암모니아 구리 식각이 아니라 2가 구리이다.인쇄회로 산업에서 사용할 수 있습니다.PCH 산업에서 식각 동박의 일반적인 두께는 5 ~ 10 밀이 (밀이) 이며 어떤 경우에는 두께가 상당히 큽니다.일반적으로 식각 매개변수에 대한 요구 사항은 PCB 업계의 요구 사항보다 더 엄격합니다.

PCM 산업 체계의 연구 효과는 아직 공식적으로 발표되지 않았지만, 그 효과는 신선할 것이다.상대적으로 강력한 프로젝트 자금 지원으로 인해 연구자들은 장기적인 의미에서 식각 장비의 계획 사고를 변경하고 이러한 변화의 영향에 대해 함께 논의 할 수있는 능력을 가지고 있습니다.예를 들어, 원추형 노즐에 비해 가장 좋은 노즐 시나리오는 부채 모양을 사용하는 것이며, 분사 트랜지스터 (즉, 노즐이 비틀어 들어오는 파이프) 도 장치 시야각을 가지고 있으며, 이 장치 시야각은 식각실에 들어가는 부품과 30도로 분출할 수 있다.만약 이러한 수정을 하지 않는다면, 트랜지스터의 노즐을 설치하는 방법은 각 인접한 노즐의 분사점이 완전히 일치하지 않을 것이다.두 번째 노즐의 분사 표면은 첫 번째 노즐의 분사 작동 상태를 나타내는 두 번째 노즐의 분사 표면과 약간 다릅니다.이런 방식으로 분사 용액의 모양이 중첩되거나 교차된다.이론적으로 말하자면, 용액의 모양이 서로 교차한다고 가정하면, 이 부분의 분사력은 낮아지고, 식각 표면의 오래된 용액은 효과적으로 떠내려갈 수 없으며, 새로운 용액은 만질 수 있다.스프레이 표면의 가장자리에서는 이런 상황이 특히 좋다.그것의 분출력은 직선 방향의 분출력보다 훨씬 작다.

이 연구에 따르면 최신 계획 매개변수는 평방 인치당 65 파운드 (즉, 4 + Bar) 입니다.각 식각 프로세스와 각 유용한 솔루션에는 최적의 분출 압력 문제가 있으며 현재 식각실에서 30psig(2Bar) 이상의 분출 압력이 가장 작습니다.식각 용액의 밀도(즉 비중이나 박미도)가 높을수록 최적 분출 압력이 높아야 한다는 원리가 있다. 물론 단일 매개변수는 아니다.또 다른 중요한 매개 변수는 솔루션에서 응답률을 조작하는 상대 이동성 (또는 이동성) 입니다.

4. 식각 품질 및 이전에 존재했던 문제

식각 품질의 기본 요구 사항은 부식 방지제 층 아래의 모든 구리 층을 완전히 제거하고 청소하는 것입니다. 엄밀히 말해서, 그것이 정확하게 정의되었다고 가정하면, 식각 품질은 도선 선폭의 일치성과 밑 절단 정도를 포함해야 합니다.현재 식각 용액의 고유한 특성 때문에 아래쪽뿐만 아니라 모든 방향에서 식각 효과가 발생하기 때문에 측면 식각은 거의 불가피하다.

식각 매개변수에는 항상 언더컷 문제가 언급되어 있는데, 이는 언더컷 폭과 식각 깊이의 비율로 정의되어 식각 인자라고 부른다.인쇄 회로 산업에서 수정 계획은 1: 1에서 1: 5로 매우 광범위합니다.분명히 작은 언더컷 정도나 낮은 식각 인자가 가장 만족스럽다.

식각 설비의 구조와 식각 용액의 다른 성분은 식각 인자나 측면 식각의 정도에 영향을 줄 것이다.아마도 대관적으로 말하면 그것은 조종될 수 있을 것이다.일부 점착제를 사용하면 측면 침식의 정도를 낮출 수 있다.이러한 첨가물의 화학 성분은 일반적으로 상업적 비밀이며 각각의 개발자는 외부에 유출하지 않습니다.식각 설비의 구조에 관하여 다음 장에서 이에 대해 구체적으로 토론할 것이다.

많은 면에서 식각의 질은 인쇄회로기판 (다층회로기판) 이 식각기에 진입하기전에 이미 존재하였다.인쇄회로 (다중 레이어 회로 기판) 가공의 다양한 공정이나 공정은 매우 긴밀한 내부 연결을 가지고 있기 때문에 다른 공정의 영향을 받지 않고 다른 공정에도 영향을 주지 않는 공정은 없다.필름을 제거하는 과정에서 실제로 많은 식각 품질로 결정되는 문제가 있으며, 과거에는 심지어 더 많았다.외층 도형의 식각 공예의 경우 대부분의 인쇄판 공예보다"역방향 흐름"을 더 잘 나타내기 때문에 많은 문제가 결국 반영됩니다. 또한 식각은 일련의 자착 공예 중 마지막 단계이자 최초의 광민성이기 때문입니다.그런 다음 외부 패턴을 성공적으로 이동합니다.링크가 많을수록 문제가 발생할 가능성이 커집니다.이것은 인쇄회로 생산 과정에서 매우 특수한 방면으로 간주될 수 있다.

이론적으로 인쇄회로가 식각 단계에 들어간 후에 도안을 통해 인쇄회로를 도금하는 과정에서이상적인 상황은 도금된 구리와 주석 또는 구리와 납 주석의 총 두께는 도금에 대한 저항력을 초과해서는 안 된다. 감광막의 두께는 도금된 도형을 막 양쪽 끝의"벽"에 의해 완전히 막혀 내장시킨다. 그러나 실제 생산에서는세계 각지의 인쇄회로기판 (다층회로기판) 은 도금후 광민도안보다 훨씬 두꺼운 도금도안을 갖고있다.구리와 납을 도금하는 과정에서 도금 높이가 감광막을 초과해 가로로 축적되는 추세가 나타나 문제가 발생한다.커버 라인 상단의 주석 또는 납 주석 부식 방지제 층은 양 끝으로 확장되어"가장 가장자리"를 형성하고"가장 가장자리"하의 감광 필름의 작은 부분을 커버합니다.

주석이나 납석으로 만든"변두리"는 감광막을 제거할 때 감광막을 완전히 제거할수 없게 하고"변두리"아래에"잔류접착제"의 일부분을 남기게 한다.부식 방지제'가장자리'아래에 남아 있는'잔류 접착제'또는'잔류막'은 불완전한 부식을 구성한다.식각 후, 이 선들은 양 끝에'구리 뿌리'를 형성한다.구리 뿌리는 선의 간격을 좁게 하고, 인쇄판은 갑의 요구에 부합하지 않으며, 심지어 거절당할 수도 있다.폐품은 PCB 다층 회로기판의 생산 원가를 크게 증가시킬 수 있기 때문이다.

또한 많은 경우 용해는 반응에 의해 발생합니다.인쇄 다층 회로기판 업계에서도 남아 있는 박막과 구리가 부식성 액체에 퇴적물을 형성하고 부식기의 노즐과 내산펌프에 막힐 수 있기 때문에 반드시 닫아야 한다.처리 및 청소는 생산성에 영향을 미칩니다.

5. 식각 장비의 보호

식각 설비를 보호하는 가장 관건적인 요소는 분출구가 막힘없이 청결하여 분출이 막힘없이 진행되도록 확보하는 것이다.분출 압력의 작용으로 막히거나 찌꺼기가 생기면 배치에 영향을 줄 수 있다.노즐이 깨끗하지 않다고 가정하면 식각이 고르지 않고 전체 다층 회로판이 폐기될 것이다.

분명히, 장치의 보호는 노즐을 교체하는 등 손상되고 마모된 부품을 교체하는 것이며, 이러한 부품도 마모 문제가 있습니다.이밖에 더욱 관건적인 문제는 식각기에 찌꺼기가 없도록 견지하는것이다.많은 경우 찌꺼기가 쌓인다.너무 많은 용재 축적은 심지어 식각 용액의 화학 균형에도 영향을 줄 수 있다.마찬가지로 식각 용액이 과도한 화학 불균형을 나타내면 찌꺼기가 더 심해진다.찌꺼기가 쌓이는 문제는 아무리 강조해도 지나치지 않다.일단 식각 용액에 갑자기 대량의 찌꺼기가 생기면, 이것은 보통 용액의 균형에 문제가 있다는 신호이다.농염산을 사용하여 세척하거나 용액을 보충해야 한다.

잔류막도 찌꺼기를 초래하여 극소량의 잔류막이 식각용액에 용해된후 동염침적을 형성한다.잔류 박막으로 인한 찌꺼기는 이전의 박막 제거 과정이 완전하지 않다는 것을 나타낸다.박막 제거 불량은 일반적으로 가장자리 박막과 과도한 도금의 결과이다.