PCB 블로그 - 인쇄회로기판의 식각 공정 및 공정 제어

인쇄회로기판이 광학판에서 회로도안을 표시하는 과정은 복잡한 물리화학반응과정이다.현재 인쇄회로기판(PCB) 가공의 전형적인 공정은'도금법'을 채택하고 있다.즉, 동박에 납과 주석 방부층을 미리 도금하여 인쇄회로기판의 외층, 즉 회로의 도형 부분에 보존한 다음 동박의 나머지 부분을 화학적으로 부식하는 것이 식각이다.

보드 식각 유형

식각 과정에서 인쇄회로기판에 구리 두 겹이 있다는 점에 유의해야 한다.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 공법은 인쇄회로기판 전체에 구리를 도금하는 것으로 감광막 이외의 부분은 주석이나 납 주석 부식 방지제 층만 있다.이런 공예를'전판 구리 도금 공예'라고 부른다.도안 전기 도금에 비해 전체 판의 구리 도금의 가장 큰 단점은 판 표면의 어느 곳에나 구리를 두 번 도금해야 하고 식각 과정에서 부식되어야 한다는 것이다.따라서 컨덕터의 폭이 매우 가늘면 일련의 문제가 발생합니다.동시에 측면 부식은 선로의 균일성에 심각한 영향을 줄 수 있다.

인쇄회로기판 외부회로의 가공기술에서 또 다른 방법은 금속코팅 대신 광민막을 내부식층으로 사용하는 것이다.이런 방법은 내부 식각 공예와 매우 비슷하다.내부 제조 프로세스의 식각을 참조할 수 있습니다.

현재 주석이나 납석은 가장 상용하는 부식방지제층으로서 암모니아식각제에 사용되는 부식과정 암모니아식각제는 널리 사용되는 화학용액으로서 주석이나 납과 화학반응이 없다.암모니아 식각제는 주로 암모니아/염화 암모니아 식각 용액을 가리킨다.

또한 암모니아/황산 암모니아 식각 용액도 시장에서 구매할 수 있다.황산염 식각액의 구리는 사용 후 전해를 통해 분리할 수 있기 때문에 재사용이 가능하다.부식 속도가 낮기 때문에 실제 생산에서는 일반적으로 거의 사용되지 않지만 무염소 식각에 사용될 것으로 예상됩니다.

어떤 사람은 황산과산화수소를 식각제로 사용하여 외부도안을 식각하려고 시도하였다.경제성과 폐액 처리 등 다양한 이유로 아직 상업적인 의미에서 널리 활용되지 않고 있다. 또한 황산과산화수소는 PCB 외층 생산의 주요 방법이 아닌 납주석 부식제층의 식각에 사용할 수 없어 대다수가 관심을 기울이지 않는다.

인쇄회로기판 식각 품질 및 존재하는 문제

식각 품질의 기본 요구는 부식 방지제 층 아래의 모든 구리 층을 완전히 제거하는 것이다. 단지 이것뿐이다.엄밀히 말하면 정확하게 정의하려면 식각질량에는 도체선폭의 일치성과 측면부식의 정도가 포함되여야 한다.전류 부식 용액의 고유한 특성 때문에 아래로 부식할 수 있을 뿐만 아니라 좌우 방향으로도 부식할 수 있기 때문에 측면 부식은 거의 피할 수 없다.

측면 식각 문제는 식각 매개변수에서 자주 논의됩니다.이는 측면 식각 폭과 식각 깊이의 비율로 정의되며 이를 식각 계수라고 합니다.인쇄 회로 산업에서는 1: 1에서 1: 5로 크게 변화합니다.작은 측면 식각 정도나 낮은 식각 인자가 가장 만족스러운 것은 분명하다.

식각 설비의 구조와 서로 다른 성분의 식각 용액은 식각 인자나 측면 식각 정도에 영향을 주거나 낙관적으로 말하면 통제할 수 있다.일부 첨가제는 측면의 부식 정도를 낮출 수 있다.이러한 첨가물의 화학 성분은 일반적으로 상업적 비밀이며 개발자는 외부에 공개하지 않습니다.

많은 방면에서, 식각의 질은 인쇄회로판이 식각기에 들어가기 전에 이미 존재했다.인쇄회로 처리의 각종 공예나 과정 사이에는 매우 밀접한 내부 관계가 있기 때문에 다른 공예의 영향을 받지 않고 다른 공예에도 영향을 주지 않는 공예는 없다.식각 품질로 식별되는 많은 문제는 실제로 이전 필름 제거 과정 또는 그 이상에 존재합니다.

외부 도형의 식각 공정의 경우, 대부분의 인쇄 회로 기판 공정보다 역류 이미지가 더 두드러지기 때문에 많은 문제가 최종적으로 그것에 반영된다.이와 동시에 이는 식각이 박막의 접착과 광민성에서 시작된 일련의 공예중의 마지막 단계이기때문이다.그러면 외부 패턴이 성공적으로 이동됩니다.링크가 많을수록 문제가 발생할 가능성이 커집니다.이것은 인쇄회로 생산 과정에서 매우 특수한 방면으로 간주될 수 있다.

이론적으로 인쇄회로판이 식각 단계에 들어간 후 도형 도금으로 인쇄회로를 처리하는 과정에서 이상적인 상태는 도금된 구리와 주석 또는 구리와 납 주석의 총 두께는 항전도 광민막의 두께를 초과해서는 안 된다.도금 패턴을 필름 양쪽의'벽'에 완전히 가려 끼워 넣는다. 그러나 실제 생산에서 세계 각지의 인쇄회로기판의 도금 패턴은 도금 후의 포토메트릭 패턴보다 훨씬 두껍다.구리와 납을 도금하는 과정에서 코팅 높이가 감광막을 초과해 가로로 쌓이는 추세가 나타나 문제가 발생했다.선 위를 덮은 주석 또는 납 주석 부식 방지제 층은 양쪽으로 확장되어"가장자리"를 형성하고"가장자리"아래에 있는 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 남아 있는 잔류 접착제나 잔류 필름은 식각을 불완전하게 만들 수 있다.선로를 식각한 후 양쪽에"동뿌리"를 형성하여 선로의 간격을 좁게 하여 인쇄회로판이 갑의 요구에 부합하지 않고 심지어 거절당할 수도 있다.수신 거부로 인해 PCB 회로의 생산 비용이 크게 증가할 것입니다.

또한 많은 경우 반응으로 인해 용해가 형성됩니다.인쇄회로기판 업계에서도 남아 있는 박막과 구리가 부식성 용액에 쌓여 부식성 기계의 노즐과 내산펌프에 막힐 수 있기 때문에 어쩔 수 없이 닫아 처리하고 청소해야 하는데, 이는 작업 효율에 영향을 미친다.

설비 조정과 부식성 용액과의 상호작용

암모니아 식각은 인쇄 회로 기판 가공에서 정교하고 복잡한 화학 반응 과정이다.반대로 이것은 쉬운 일이다.일단 공예를 조정하면 연속 생산을 진행할 수 있다.관건은 기계가 일단 가동되면 련속적인 작업상태를 유지해야 하며 중지해서는 안된다는것이다.식각 공예는 대부분 설비의 양호한 작업 조건에 달려 있다.현재 어떤 식각액을 사용하든 반드시 고압 스프레이를 사용해야 하며, 정연한 선 측면과 고품질의 식각 효과를 얻기 위해서는 스프레이 구조와 스프레이 방식을 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 식각에 관한 모든 이론은 가능한 한 빨리 금속 표면을 신선한 식각 용액과 접촉시키는 가장 기본적인 원리를 인식하고 있습니다.식각 과정의 화학 기리 분석도 상술한 관점을 실증하였다.암모니아 식각에서 다른 모든 매개변수가 그대로 유지된다고 가정하면 식각 속도는 주로 식각 용액의 암모니아 (NH3) 에 의해 결정됩니다.그러므로 새로운 용액과 식각 표면 사이의 상호작용은 주로 두 가지 목적이 있다: 첫째, 새로 생성된 구리 이온을 씻어내는 것이다.두 번째는 연속적인 반응에 필요한 암모니아(NH3)다.

인쇄회로 산업의 전통적인 지식 중 특히 인쇄회로 원자재의 공급업체는 암모니아 식각 용액에서 단가 구리 이온의 함량이 낮을수록 반응 속도가 빠르다는 것을 인식하고 있다. 이 점은 이미 경험적으로 입증되었다.사실, 많은 암모니아 식각제 제품은 단가 구리 이온의 특수 배위 기단 (일부 복잡한 용제) 을 함유하고 있으며, 단가 구리 이온을 환원하는데 사용된다 (이것들은 높은 반응 능력을 가진 제품의 기술 비밀이다).단가 구리 이온의 영향이 작지 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 복잡한 기단과 밀접하게 결합되어 있기 때문에 그 함량을 0에 가까운 수준으로 유지하기 어렵다.1가동은 대기 중의 산소의 작용을 통해 1가동을 2가동으로 전환시켜 제거할 수 있다.상술한 목적은 스프레이를 통해 실현할 수 있다.

이것은 공기를 식각함에 들어가게 하는 기능 원인이다.그러나 공기가 너무 많으면 용액 중 암모니아의 손실을 가속화하고 pH 값을 낮출 수 있으며 이는 여전히 식각 속도를 낮출 수 있습니다.용액 중의 암모니아도 통제해야 한다.일부 사용자들은 순수한 암모니아를 식각 저장탱크에 넣는 방법을 사용한다.이렇게 하려면 pH 미터 제어 시스템 세트를 추가해야 합니다.자동으로 측정된 pH 값의 결과가 주어진 값보다 낮으면 용액이 자동으로 추가됩니다.

화학식각 (광화학식각 또는 PCH라고도 함) 의 관련 분야에서 연구사업은 이미 시작되였고 식각기구조설계의 단계에 이르렀다.이런 방법에서 사용하는 용액은 암모니아 구리 식각이 아니라 2가 구리이다.인쇄회로 산업에서 사용될 수 있습니다.PCH 업계에서 식각 동박의 전형적인 두께는 5~10밀귀로 어떤 경우에는 상당히 크다.일반적으로 식각 매개변수에 대한 요구 사항은 PCB 산업보다 더 엄격합니다.

상하판 표면 에서 전연 과 후연 의 식각 상태 가 다르다

식각의 질과 관련된 대량의 문제는 상판 표면의 식각 부분에 집중되어 있다.이 점을 이해하는 것이 중요하다.이러한 문제는 인쇄회로기판의 표면에 식각제가 발생하는 콜로이드 구조의 영향에서 비롯됩니다.구리 표면의 콜로이드 퇴적물은 한편으로는 사류력에 영향을 미치고, 다른 한편으로는 새로운 식각액의 보충을 방해하여 식각 속도가 낮아진다.바로 콜로이드 구조의 형성과 축적으로 인해 인쇄회로기판의 상도형과 하도형의 식각 정도가 다르다.이것은 또한 식각기의 인쇄회로기판의 첫 번째 부분이 완전히 식각되거나 과도한 부식을 일으키기 쉽다. 왜냐하면 당시에는 아직 누적이 형성되지 않았고 식각 속도가 빠르기 때문이다.반면 인쇄회로기판 뒤쪽 부분에 들어가면 축적이 이루어지고 식각 속도가 느려진다.

식각 설비의 유지 보수

식각 설비 유지보수의 관건적인 요소는 노즐의 청결에 장애가 없도록 확보하는 것이다.사류 압력의 작용으로 막히거나 찌꺼기가 생기면 배치에 영향을 줄 수 있다.노즐이 깨끗하지 않으면 식각이 고르지 않아 인쇄회로기판 전체를 낭비할 수 있다.

분명히, 장치의 유지 보수는 노즐을 포함하여 손상되고 마모된 부품을 교체하는 것입니다.노즐도 마모 문제가 있다.이밖에 더욱 관건적인 문제는 식각제를 찌꺼기가 맺히지 않도록 유지하는것인데 많은 상황에서 찌꺼기가 너무 많아 심지어 식각용액의 화학균형에도 영향을 줄수 있다.마찬가지로 식각 용액에 과도한 화학 불균형이 존재하면 찌꺼기는 점점 더 심각해질 것이다.찌꺼기와 쌓인 문제는 아무리 강조해도 지나치지 않다.일단 식각 용액에 갑자기 대량의 찌꺼기가 생기면, 일반적으로 용액의 균형이 잘못된 신호이다.농염산을 사용하여 적당히 청결하거나 용액에 첨가해야 한다.

남아 있는 박막에도 용재가 생길 수 있다.극소량의 잔류막은 식각 용액에 용해된 후에 동염 침전을 형성한다.잔류 필름으로 형성된 찌꺼기는 이전 필름 제거 과정이 완료되지 않았음을 나타냅니다.박막 제거 불량은 일반적으로 가장자리 박막과 과도한 도금의 결과이다.