PCB 뉴스 - 회로 기판 공장: 식각 공정의 품질 분석을 향상시키는 방법

회로 기판 공장: 식각 공정의 품질 분석을 향상시키는 방법

1. 머리말

식각의 목적: 회로를 도금한 후, 도금 설비에서 분리한 PCB 회로판을 처리하여 회로판을 완성한다.구체적으로 다음 단계가 있습니다.

a. 박리막: 일정량의 약제로 건막을 박리하여 전기도금한다.경화된 건막 부분은 농축된 액체에 용해되고 일부는 얇게 벗겨진다.약액의 효과를 유지하고 물로 깨끗이 씻기 위해서는 여과 시스템의 효율이 중요하다.

b. 회로 식각: 비전도체 부분의 구리를 용해한다.

c. 납 박리: 마지막으로 부식 방지 납 도금층을 제거한다.순수한 주석이든 각종 구성비율의 주석연층이든 전기도금의 목적은 모두 식각에 저항하기 위한 것이기 때문에 식각이 완료되면 반드시 박리해야 하기 때문에 주석연을 박리하는 이 단계는 가공일 뿐 부가가치가 발생하지 않는다.그러나 다음 사항에 특히 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 비용 증가가 두 번째가 될 것입니다. 완성하기 어려운 외부 회로는 여기서 결함을 초래할 것입니다.

현재 인쇄회로기판(PCB) 가공의 전형적인 공정은'패턴 도금법'을 채택하고 있다.즉, 동박은 판 바깥쪽, 즉 회로의 도안 부분에 납과 주석의 방부층을 미리 도금한 후 나머지 동박을 화학적으로 부식해야 한다.

이때 PCB 회로 기판에는 구리 두 겹이 있습니다.외층 식각 과정 중, 단지 한 층의 구리만 반드시 완전히 식각되어야 하고, 나머지는 최종적으로 필요한 회로를 형성할 것이다.이런 유형의 도안 도금의 특징은 구리 도금층이 납과 주석의 부식 방지제 층 아래에만 존재한다는 것이다.또 다른 공정 방법은 판 전체에 구리를 도금하는 것인데, 감광막 이외의 부분은 주석이나 납 주석 부식 방지제뿐이다.이런 공예를'전판 구리 도금 공예'라고 부른다.도안 도금에 비해 전판 구리 도금의 가장 큰 단점은 판의 모든 부품에 구리를 두 번 도금해야 하고 식각 과정에서 반드시 식각해야 한다는 것이다.따라서 컨덕터의 폭이 매우 가늘면 일련의 문제가 발생합니다.동시에 측면 부식은 선로의 균일성에 심각한 영향을 줄 수 있다.

PCB 인쇄회로기판 외부 회로의 가공 공정에는 금속 코팅 대신 감광막을 방부층으로 사용하는 방법도 있다.이런 방법은 내층 식각 공예와 매우 비슷하므로 내층 제조 공예 중의 식각을 참고할 수 있다.

현재 주석이나 납석은 가장 흔히 사용하는 방부층으로서 암모니아식각제의 식각과정에 사용된다.암모니아 식각제는 주석이나 납 주석과 어떠한 화학 반응도 일으키지 않는 상용 화학 액체이다.암모니아 식각제는 주로 암모니아/염화암모늄 식각 용액을 가리킨다.이밖에 시장에도 암모니아/황산암모늄 식각화학품이 있다.

황산염기 식각 용액을 사용하면 전해를 통해 구리를 분리할 수 있어 재사용이 가능하다.부식 속도가 낮기 때문에 실제 생산에서는 일반적으로 거의 사용되지 않지만 무염소 식각에 사용될 것으로 예상됩니다.누군가가 황산 과산화수소를 식각제로 삼아 외층 도안을 부식하려고 시도했다.경제성과 폐액 처리 등 여러 가지 이유로 이 공예는 아직 상업적 의미에서 널리 사용되지 않았다.또한 황산 과산화수소는 납 주석 부식 방지제의 부식에 사용할 수 없으며, 이 공정은 PCB 외층 생산의 주요 방법이 아니기 때문에 대부분의 사람들이 그것에 거의 관심을 갖지 않는다.

2. 설비 조정 및 부식성 용액과의 상호작용

인쇄회로기판의 가공에서 암모니아식각은 상대적으로 정교하고 복잡한 화학반응과정이다.다른 한편으로 이것은 쉬운 일이다.일단 공예가 상향 조정되면 생산은 계속될 수 있다.관건은 일단 열면 련속적인 작업상태를 유지해야 하며 건조와 중지를 건의하지 말아야 한다.식각 과정은 대부분 설비의 양호한 작업 조건에 달려 있다.현재 어떤 식각 용액을 사용하든 고압 스프레이를 사용해야 하며, 더욱 깔끔한 선 측면과 고품질의 식각 효과를 얻기 위해 스프레이 구조와 스프레이 방법을 엄격히 선택해야 한다.

좋은 부작용을 얻기 위해 많은 다른 이론이 등장하여 서로 다른 설계 방법과 설비 구조를 형성했다.이런 이론들은 왕왕 현저한 차이가 있다.그러나 금속 표면이 신선한 식각 용액과 빨리 접촉하더라도 식각에 관한 모든 이론은 가장 기본적인 원리를 인식합니다.식각 과정에 대한 화학 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 사용하여 표면을 식각하는것은 두가지 주요목적이 있다. 첫째, 금방 산생된 구리이온을 씻어내는것이다.다른 하나는 반응에 필요한 암모니아 (NH3) 를 연속적으로 제공하는 것입니다.

인쇄회로기판 (PCB 회로기판) 업계의 전통적인 지식 중, 특히 인쇄회로 원자재의 공급업체는 암모니아 식각 용액의 단가 구리 이온 함량이 낮을수록 반응 속도가 빠르다고 공인한다.경험은 이미 이 점을 실증했다.사실, 많은 암모니아 식각 용액 제품은 모두 단가 구리 이온의 특수 배합체 (일부 복잡한 용제) 를 함유하고 있는데, 그 작용은 단가 구리 이온 (이것들은 그 고반응성 제품의 기술 비밀) 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 중의 산소 작용을 통해 단가동을 2가동으로 전환시켜 단가동을 제거할 수 있다.상술한 목적은 스프레이를 통해 실현할 수 있다.

이것은 공기를 식각함에 들어가게 하는 기능 원인이다.그러나 공기가 너무 많으면 용액의 암모니아 손실을 가속화하고 pH 값을 낮추어 식각 속도를 낮출 수 있습니다.용액 속의 암모니아도 통제해야 할 변화량이다.일부 사용자들은 순수한 암모니아를 식각조에 통하는 방법을 채택한다.이를 위해서는 PH계 제어 시스템을 추가해야 합니다.자동으로 측정된 PH 결과가 주어진 값보다 낮으면 용액이 자동으로 추가됩니다.

관련 화학 식각 (광화학 식각 또는 PCH라고도 함) 분야에서 연구 작업이 시작되었으며 식각기 구조 설계의 단계에 도달했습니다.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 시스템의 연구 성과는 아직 공식적으로 발표되지 않았지만, 그 결과는 신선할 것이다.상대적으로 강력한 프로젝트 자금 지원으로 인해 연구자들은 장기적인 의미에서 식각 장치의 설계를 변경하고 이러한 변화의 영향을 연구 할 수있는 능력을 가지고 있습니다.예를 들어, 최적의 노즐 설계는 원추형 노즐에 비해 부채꼴을 사용하며, 노즐이 비틀어 들어오는 파이프인 분사 트랜지스터도 30도의 가공소재를 식각실에 분사할 수 있는 설치 각도를 가지고 있다.이러한 변경을 수행하지 않으면 호스에 노즐을 설치하는 방법으로 인접한 각 노즐의 분사 각도가 완전히 같지 않게 됩니다.두 번째 노즐의 스프레이 표면은 첫 번째 노즐의 것과 약간 다릅니다 (그것은 스프레이의 작동 조건을 보여줍니다).이런 방식으로 분사 용액의 모양이 중첩되거나 교차된다.이론적으로 용액의 모양이 서로 교차하면 이 부분의 분사력이 낮아져 새로운 용액과 식각 표면의 접촉을 유지하면서 식각 표면의 오래된 용액이 효과적으로 떠내려갈 수 없다. 이런 경우는 분사 표면의 가장자리에서 특히 두드러진다.그것의 사출력은 수직 방향보다 훨씬 작다.

이 연구에 따르면 최신 설계 매개변수는 평방 인치당 65 파운드 (즉, 4 + Bar) 입니다.각 식각 공정과 각 실제 솔루션에는 최적의 분사 압력 문제가 있으며, 현재 식각실의 분사 압력은 제곱인치당 30파운드(2Bar) 이상에 달한다.식각 용액의 밀도(즉 비중이나 유리도)가 높을수록 최적의 주입 압력이 높아야 한다는 원리가 있다. 물론 단일 매개변수는 아니다.또 다른 중요한 매개 변수는 용액의 반응 속도의 상대 이동률 (또는 이동률) 을 제어하는 것입니다.

3. 식각 품질과 이전 문제

식각 품질의 기본 요구 사항은 부식 방지제 층 아래에 있는 모든 구리 층을 완전히 제거할 수 있다는 것입니다. 엄밀히 말하면 정확하게 정의하려면 식각 품질에는 선폭의 일치성과 밑 절단 정도가 포함되어야 합니다.전류 식각 용액의 고유한 특성 때문에 아래쪽에서 위로 올라가는 것은 물론 좌우 방향에서도 식각 효과가 발생한다. 따라서 측면 식각은 거의 불가피하다.

측면 식각 문제는 자주 제기되는 식각 매개 변수 중의 하나이다.이는 측면 식각의 폭과 식각 깊이의 비율로 정의되며 이를 식각 계수라고 합니다.인쇄 회로 산업에서는 1: 1에서 1: 5까지 광범위한 변화가 있습니다.분명히 작은 언더컷 정도나 낮은 식각 인자가 가장 만족스럽다.

식각 설비의 구조와 식각 용액의 다른 성분은 식각 인자나 측면 식각의 정도에 영향을 주거나 낙관적으로 말하면 통제할 수 있다.일부 첨가제를 사용하면 측면 침식의 정도를 낮출 수 있다.이런 첨가제의 화학성분은 일반적으로 상업비밀로서 각자의 개발상들은 외부에 공개하지 않는다.

많은 면에서 식각의 질은 인쇄판이 식각기에 들어가기 전에 이미 존재했다.인쇄회로 처리의 각종 공정이나 과정 사이에 매우 밀접한 내부 연결이 존재하기 때문에 다른 공정의 영향을 받지 않고 다른 공정에도 영향을 주지 않는 공정은 없다.식각 품질로 확인된 많은 문제는 실제로 필름을 제거하는 과정, 심지어 이전에 존재합니다.외층 도형의 식각 공예의 경우, 그것이 구현하는"역류"현상이 대부분의 인쇄판 공예보다 더 두드러지기 때문에, 많은 문제들이 최종적으로 그 속에 구현된다. 또한 식각은 자점성과 광민성에서 시작하는 일련의 공예 중의 마지막 단계이기 때문이다.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 도안 도금법을 통해 인쇄회로를 처리하는 과정에서이상적인 상태는 전기 도금된 구리와 주석 또는 구리와 납 주석의 총 두께는 전기 도금 저항을 초과해서는 안 된다. 감광막의 두께는 전기 도금 도안이 막 양쪽의"벽"에 의해 완전히 막혀 박혀 있다. 그러나 실제 생산에서는세계 각지에서 인쇄회로판을 도금한 후, 도금 도안은 광민 도안보다 훨씬 두껍다.구리와 납을 도금하는 과정에서 도금 높이가 감광막을 초과해 가로로 축적되는 추세여서 문제가 발생했다.선을 덮는 주석 또는 납 주석 부식 방지제 층은 양쪽으로 확장되어"가장자리"를 형성하고"가장자리"하의 감광막의 작은 부분을 덮습니다.

주석이나 납석으로 형성된"변두리"는 감광막을 제거할 때 감광막을 완전히 제거할수 없게 하고"변두리"아래에"잔류접착제"의 일부분을 남기게 한다.식각 방지제'가장자리'아래에 남은'잔류 접착제'나'잔류 필름'은 식각을 불완전하게 할 수 있다.식각 후, 이 선들은 양쪽에"동 뿌리"를 형성한다.구리 뿌리는 선로의 간격을 좁게 하여 인쇄판이 갑의 요구를 만족시키지 못하고 심지어 거절당할 수도 있다.거부는 PCB 보드의 생산 비용을 크게 증가시킬 것입니다.

또한 많은 경우 반응 형성 용해로 인해 인쇄회로 산업에서 남아 있는 박막과 구리도 부식성 액체에 형성되어 축적될 수 있으며 부식성 기계의 노즐과 내산 펌프에 막혀 처리 및 청소를 위해 닫혀야합니다.,이는 생산성에 영향을 미칩니다.

4. 식각 설비의 유지 보수

식각 설비를 유지하는 가장 중요한 요소는 노즐을 깨끗하게 하여 사류가 막힘없이 통하도록 하는 것이다.사류 압력의 작용으로 막히거나 찌꺼기가 생기면 배치에 영향을 줄 수 있다.노즐이 깨끗하지 않으면 식각이 고르지 않아 전체 PCB 회로 기판이 폐기됩니다.

분명히, 장비 유지 보수는 노즐 교체를 포함하여 손상되고 마모된 부품을 교체하는 것입니다.노즐도 마모 문제가 있다.이밖에 더욱 관건적인 문제는 식각기를 찌꺼기가 없도록 유지하는것이다.많은 경우에 찌꺼기가 쌓인다.과다한 찌꺼기 축적은 심지어 식각 용액의 화학 균형에도 영향을 줄 수 있다.마찬가지로 식각 용액에 과도한 화학 불균형이 있으면 찌꺼기가 더 심해진다.광재가 쌓이는 문제는 아무리 강조해도 지나치지 않다.일단 식각 용액에 갑자기 대량의 찌꺼기가 나타나면, 일반적으로 용액의 균형에 문제가 있다는 신호이다.농염산을 사용하여 세척하거나 용액을 보충해야 한다.

잔류막도 찌꺼기를 생성하여 극소량의 잔류막이 식각용액에 용해된후 동염침전을 형성한다.잔류 필름으로 형성된 찌꺼기는 이전 필름 제거 과정이 완료되지 않았음을 나타냅니다.박막 제거 불량은 일반적으로 가장자리 박막과 과도한 도금의 결과이다.

5.상하 PCB 회로기판 표면에 관하여, 전연과 후연의 식각 상태가 다르다

대량의 식각 품질과 관련된 문제는 상판 표면의 식각 부분에 집중되어 있다.이 점을 이해하는 것이 매우 중요하다.이런 문제들은 식각제가 인쇄회로판의 상표면에 산생된 교상덩어리의 영향에서 온다.콜로이드 블록이 구리 표면에 축적되는 것은 분사력에 영향을 주는 한편 새로운 식각 용액의 보충을 막아 식각 속도가 떨어진다.바로 콜로이드판의 형성과 축적으로 판의 상하 도안의 식각 정도가 다르다.이것은 또한 식각기의 판의 첫 번째 부분이 완전히 식각되거나 과도한 부식을 일으키기 쉽다. 왜냐하면 그때는 아직 축적되지 않았고 식각 속도가 더 빨랐기 때문이다.반대로 진입판 뒤의 부분은 진입할 때 이미 형성되였고 그 식각속도를 늦추었다.