Teknik PCB - Kaedah dan teknik untuk mengawal proses cetakan PCB

Proses papan sirkuit dicetak dari papan cahaya ke corak sirkuit adalah proses relatif rumit reaksi fizikal dan kimia. Artikel ini akan menganalisis pencetakan langkah terakhirnya.

Pada masa ini, proses biasa papan sirkuit dicetak (PCB) memproses mengadopsi "kaedah peletakan corak". Iaitu, lapisan lapisan anti-korrosion lead-tin pada bahagian foil tembaga yang perlu disimpan pada lapisan luar papan, iaitu, bahagian corak sirkuit, dan kemudian secara kimia rosak foil tembaga yang tersisa, yang dipanggil etching.

Jenis pencetakan

Perlu dicatat bahawa ada dua lapisan tembaga di papan semasa menggambar. Dalam proses pencetakan lapisan luar, hanya satu lapisan tembaga mesti pencetak sepenuhnya, dan yang lain akan membentuk sirkuit terakhir yang diperlukan. Jenis elektroplating corak ini dikaraterisasikan oleh lapisan plating tembaga hanya wujud di bawah lapisan tahan lead-tin.

Kaedah proses lain ialah untuk melukis tembaga di seluruh papan, dan bahagian-bahagian lain selain filem fotosensitif hanya menentang tin atau lead-tin. Proses ini dipanggil "proses penapisan tembaga papan penuh". Berbanding dengan elektroplating corak, kelemahan terbesar dari plating tembaga di seluruh papan adalah bahawa tembaga mesti dilapis dua kali pada semua bahagian papan dan mereka semua mesti rosak semasa menggambar. Oleh itu, apabila lebar wayar sangat baik, akan berlaku beberapa masalah. Pada masa yang sama, kerosakan sisi akan mempengaruhi keseluruhan garis.

Dalam teknologi pemprosesan sirkuit luar papan sirkuit cetak, terdapat kaedah lain, yang ialah menggunakan filem fotosensitif selain dari penutup logam sebagai lapisan tahan. Kaedah ini sangat mirip dengan proses pencetakan lapisan dalaman, dan anda boleh rujuk kepada pencetakan dalam proses pencetakan lapisan dalaman.

Pada masa ini, tin atau lead-tin adalah lapisan anti-korrosion yang paling biasa digunakan, digunakan dalam proses etching dari etchant berasaskan ammonia. Etchant berasaskan ammonia adalah cairan kimia yang biasa digunakan, dan tidak mempunyai reaksi kimia dengan tin atau lead-tin. Ammonia etchant terutamanya merujuk kepada penyelesaian etching ammonia/klorid amonium.

Selain itu, bahan kimia pencetak amonia/sulfat amonium juga tersedia di pasar. Selepas menggunakan penyelesaian etching berasaskan sulfat, tembaga di dalamnya boleh dipisahkan dengan elektrolisis, jadi ia boleh digunakan semula. Kerana kadar korosinya rendah, ia biasanya jarang dalam produksi sebenar, tetapi ia dijangka untuk digunakan dalam etching bebas klor.

Seseorang cuba menggunakan asid sulfur-hidrogen peroksid sebagai etchant untuk merusak corak lapisan luar. Kerana banyak alasan termasuk ekonomi dan pembawaian cair sampah, proses ini belum digunakan secara luas dalam makna komersial. Selain itu, asid sulfurik-hidrogen peroksid tidak boleh digunakan untuk mengikat lawan lead-tin, dan proses ini bukan PCB Kaedah utama dalam produksi luar, jadi kebanyakan orang jarang peduli tentang hal itu.

Kualiti label dan masalah sebelumnya

Keperluan asas untuk kualiti cetakan adalah untuk dapat membuang semua lapisan tembaga sepenuhnya kecuali di bawah lapisan tahan, dan itulah ia. Secara ketat, jika ia hendak ditakrif dengan tepat, maka kualiti cetakan mesti termasuk konsistensi lebar wayar dan darjah potongan bawah. Kerana ciri-ciri penyelesaian cetakan semasa, yang tidak hanya menghasilkan kesan cetakan pada arah ke bawah tetapi juga pada arah kiri dan kanan, cetakan sisi hampir tidak dapat dihindari.

Masalah pemotongan bawah adalah salah satu parameter pencetakan yang sering dibesarkan untuk diskusi. Ia ditakrif sebagai nisbah lebar memotong bawah ke kedalaman cetakan, yang dipanggil faktor cetakan. Dalam industri sirkuit cetak, ia mempunyai julat yang luas perubahan, dari 1:1 hingga 1:5. Jelas, darjah rendah kecil atau faktor pencetakan rendah adalah yang paling memuaskan.

Struktur peralatan cetakan dan komponen berbeza penyelesaian cetakan akan akan mempengaruhi faktor cetakan atau darjah cetakan sisi, atau dalam terma optimistik, ia boleh dikawal. Penggunaan aditif tertentu boleh mengurangkan darjah erosi sisi. Komposisi kimia aditif-aditif ini adalah secara umum rahsia perdagangan, dan pembangun tersebut tidak menyatakannya kepada dunia luar.

Dalam banyak cara, kualiti pencetakan telah wujud lama sebelum papan cetak memasuki mesin pencetakan. Kerana terdapat sambungan dalaman yang sangat dekat diantara pelbagai proses atau proses pemprosesan sirkuit cetak, tiada proses yang tidak terpengaruh oleh proses lain dan tidak mempengaruhi proses lain. Banyak masalah yang dikenalpasti sebagai kualiti pencetakan sebenarnya wujud dalam proses membuang filem atau bahkan sebelum ini.

Selain itu, dalam banyak kes, disebabkan bentuk penyelesaian disebabkan reaksi, dalam industri sirkuit cetak, filem dan tembaga yang tersisa juga boleh bentuk dan berkumpul dalam cairan korosif dan diblokir dalam tekanan mesin korosif dan pompa resisten asid, dan ia perlu ditutup untuk pemprosesan dan pembersihan. Yang mempengaruhi efisiensi kerja.

Pelarasan peralatan dan interaksi dengan penyelesaian korosif

Dalam proses sirkuit cetak, pencetakan ammonia adalah proses reaksi kimia yang relatif halus dan kompleks. Di sisi lain, ia adalah kerja yang mudah. Setelah proses diatur-diatur, produksi boleh diteruskan. Kunci adalah untuk kekal status kerja terus-menerus apabila ia dinyalakan, dan ia tidak disarankan untuk kering dan berhenti. Proses pencetakan bergantung pada keadaan kerja yang baik peralatan. Pada masa ini, tidak kira apa penyelesaian cetakan digunakan, serpihan tekanan tinggi mesti digunakan, dan untuk mendapatkan sisi garis yang lebih bersih dan kesan cetakan kualiti tinggi, struktur tombak dan kaedah serpihan mesti dipilih secara ketat.

Untuk mendapatkan kesan sampingan yang baik, banyak teori yang berbeza telah muncul, membentuk kaedah desain dan struktur peralatan berbeza. Teori-teori ini sering sangat berbeza. Tetapi semua teori tentang pencetakan mengenali prinsip yang paling as as, iaitu untuk menjaga permukaan logam dalam kontak dengan penyelesaian pencetakan segar secepat mungkin. Analisis mekanisme kimia proses pencetakan juga mengesahkan titik pandangan di atas. Dalam cetakan ammonia, menganggap bahawa semua parameter lain tetap tidak berubah, kadar cetakan terutamanya ditentukan oleh ammonia (NH3) dalam penyelesaian cetakan. Oleh itu, menggunakan penyelesaian segar untuk mengetuk permukaan mempunyai dua tujuan utama: satu adalah untuk mengeluarkan ion tembaga yang baru saja dihasilkan; yang lain ialah menyediakan ammonia (NH3) terus-menerus yang diperlukan untuk reaksi.

Dalam pengetahuan tradisional industri sirkuit cetak, terutama penyedia bahan-bahan mentah sirkuit cetak, ia dikenali bahawa semakin rendah kandungan ion tembaga monovalen dalam penyelesaian cetakan amonia, semakin cepat kelajuan tindakan. Ini telah disahkan oleh pengalaman. . Sebenarnya, banyak produk penyelesaian cetakan berasaskan ammonia mengandungi ligan istimewa untuk ion tembaga monovalent (beberapa penyelesaian kompleks), yang peranan adalah untuk mengurangi ion tembaga monovalent (ini adalah rahsia teknikal produk mereka dengan reaktif tinggi), ia boleh dilihat bahawa pengaruh ion tembaga monovalent tidak kecil. Mengurangi tembaga monovalen dari 5000ppm ke 50ppm akan meningkatkan kadar pencetakan lebih daripada gandakan.

Kerana sejumlah besar ion tembaga monovalen dihasilkan semasa reaksi pencetakan, dan kerana ion tembaga monovalen sentiasa dikombinasikan dengan ketat dengan kumpulan amonia kompleks, ia sangat sukar untuk menjaga kandungannya dekat dengan sifar. Sampah monovalen boleh dibuang dengan mengubah tembaga monovalen menjadi tembaga divalen melalui tindakan oksigen dalam atmosfer. Tujuan di atas boleh dicapai dengan menyemprot.

Ini adalah sebab fungsi untuk melepaskan udara ke dalam kotak pencetakan. Namun, jika terdapat terlalu banyak udara, ia akan mempercepat kehilangan ammonia dalam penyelesaian dan mengurangi nilai pH, yang menyebabkan mengurangi kadar etching. Ammonia dalam penyelesaian juga jumlah perubahan yang perlu dikawal. Beberapa pengguna mengadopsi kaedah untuk melepaskan ammonia murni ke dalam reservoir pencetak. Untuk melakukannya, set sistem kawalan meter PH mesti ditambah. Apabila hasil PH diukur secara automatik lebih rendah dari nilai yang diberi, penyelesaian akan ditambah secara automatik.

Dalam bidang terkait pencetakan kimia (juga dikenali sebagai pencetakan fotokimia atau PCH), kerja kajian telah dimulakan dan telah mencapai tahap desain struktur mesin pencetak. Dalam kaedah ini, penyelesaian yang digunakan adalah tembaga divalent, bukan pencetakan tembaga amonia. Ia mungkin digunakan dalam industri sirkuit cetak. Dalam industri PCH, kelebihan biasa dari foil tembaga dicat adalah 5 hingga 10 mils, dan dalam beberapa kes kelebihan cukup besar. Keperluan untuk parameter pencetak sering lebih ketat daripada yang dalam industri PCB.