Thông tin PCB - Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của chất than trên bảng mạch PCB

1. Lựa chọn giải pháp khắc
Việc lựa chọn giải pháp khắc là rất quan trọng và nó quan trọng như vậy vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và chất lượng của hình ảnh dây mỏng mật độ cao trong quá trình sản xuất bảng mạch PCB. Tất nhiên, các đặc tính ăn mòn của dung dịch ăn mòn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm các khía cạnh vật lý, hóa học và cơ học. Nó được mô tả ngắn gọn như sau:

1.1 Các khía cạnh vật lý và hóa học
1) Nồng độ của dung dịch ăn mòn: Nồng độ của dung dịch ăn mòn cần được xác định bằng phương pháp thử theo nguyên tắc ăn mòn kim loại và kiểu cấu trúc của lá đồng.
2) Thành phần hóa học của dung dịch ăn mòn: thành phần hóa học của dung dịch ăn mòn là khác nhau, tốc độ ăn mòn khác nhau, và hệ số ăn mòn cũng khác nhau. Ví dụ, hệ số ăn mòn của dung dịch ăn mòn axit cupric clorua thường được sử dụng thường là &; hệ số của dung dịch ăn mòn clorua cupric kiềm có thể đạt 3,5-4. Giải pháp khắc dựa trên axit nitric trong giai đoạn phát triển có thể đạt được hầu như không có vấn đề khắc bên và thành bên của dây được khắc gần với phương thẳng đứng.
3) Nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến các đặc tính của dung dịch ăn mòn. Thông thường, trong quá trình phản ứng hóa học, nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng trong việc đẩy nhanh tính lưu động của dung dịch, làm giảm độ nhớt của dung dịch ăn mòn và tăng tốc độ ăn mòn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá cao cũng dễ làm cho một số thành phần hóa học trong dung dịch khắc bị bay hơi, dẫn đến mất cân bằng các thành phần hóa học trong dung dịch khắc. Đồng thời, nếu nhiệt độ quá cao có thể làm điện trở polyme, làm hỏng lớp khắc và ảnh hưởng đến việc sử dụng thiết bị khắc. đời sống. Do đó, nhiệt độ của dung dịch ăn mòn thường được kiểm soát trong một phạm vi quy trình nhất định.
4) Độ dày của lá đồng được sử dụng: Độ dày của lá đồng có ảnh hưởng quan trọng đến mật độ dây của mẫu mạch. Lá đồng mỏng, thời gian khắc ngắn, khắc bên nhỏ; nếu không, phần khắc bên lớn. Vì vậy, độ dày lá đồng phải được lựa chọn theo yêu cầu kỹ thuật thiết kế và yêu cầu về mật độ dây và độ chính xác dây của mẫu mạch. Đồng thời, độ giãn dài của đồng, cấu trúc tinh thể bề mặt,… sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính của dung dịch khắc.
5) Dạng hình học của mạch: Nếu vị trí phân bố của các dây dạng mạch theo hướng X và hướng Y không cân bằng, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ dòng chảy của dung dịch ăn mòn trên bề mặt bảng. Tương tự, nếu các bộ phận dẫn điện có khoảng cách hẹp và các bộ phận dẫn điện có khoảng cách rộng nằm trên cùng một bề mặt bảng, thì việc khắc sẽ quá mức tại các bộ phận mà các đường dẫn điện có khoảng cách rộng được phân bố. Do đó, điều này đòi hỏi người thiết kế trước tiên phải hiểu được tính khả thi của quy trình khi thiết kế mạch, cố gắng làm sao cho mẫu mạch phân bố đều trên toàn bộ bảng, và độ dày của dây dẫn phải nhất quán nhất có thể. Đặc biệt trong sản xuất bảng mạch in nhiều lớp, lá đồng có diện tích lớn được sử dụng làm lớp nền, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của bản khắc, vì vậy nên thiết kế dạng lưới.

2.2 Các khía cạnh cơ học
2.2.1 Loại thiết bị: Kết cấu của thiết bị cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính của dung dịch ăn mòn. Trong giai đoạn đầu, phương pháp ngâm trong bể ngâm được sử dụng để khắc bảng mạch in bằng dây bản rộng. Yêu cầu về độ chính xác không cao và đây là kết cấu thiết bị có thể chấp nhận được. Đối với các bảng mạch in có dây mỏng, khoảng cách hẹp, độ chính xác cao và mật độ cao thì cấu trúc của thiết bị khắc chìm không còn phù hợp. Thiết bị ăn mòn ở dạng cơ cấu truyền động cơ học nằm ngang được sử dụng và thiết bị vòi phun xoay được sử dụng để làm đồng của đế. Bề mặt mạch in được khắc đồng đều hơn, tuy nhiên cấu trúc thiết bị nằm ngang sẽ làm bề mặt ván bị ăn mòn quá mức nên công nghệ phun dọc ra đời và phát triển. Đồng thời, thiết bị khắc cũng phải có thiết bị để tránh cho lớp mạ đồng mỏng dễ quấn vào con lăn và bánh xe chuyển tải trong quá trình khắc và gây lãng phí, đồng thời đảm bảo kim loại trên bề mặt của mẫu dây không bị trầy xước, trầy xước. Vì vậy, khi lựa chọn thiết bị ăn mòn, cần đặc biệt chú ý đến hình thức kết cấu, liệu nó có thể đáp ứng các yêu cầu về tốc độ ăn mòn nhanh, độ ăn mòn đồng đều và chất lượng khắc cao hay không. Hình bên dưới là bản vẽ phác thảo của máy ăn mòn axit và máy ăn mòn kiềm.

2.2.2 Công nghệ phun:
1) Hình dạng phun: Các điều kiện và cấu trúc mà hệ thống phun nói chung cần có hiện nay là áp dụng cấu trúc xích và hình nón trong hệ thống phun. Tất cả các bảng mạch in được truyền tải đều được bao phủ hoàn toàn bằng dung dịch khắc và có thể chảy đều. Kết quả kiểm tra quá trình cho thấy:
2) Phun cố định: độ sâu khắc trung bình là 0,20mm và độ lệch chuẩn là 0,01mm.
Vòi hoa sen dao động: Độ sâu khắc trung bình là 0,21mm và độ lệch chuẩn là 0,004.
3) Chế độ xoay: Đã được chứng minh bằng kinh nghiệm sản xuất thực tế hiện tại rằng xoay vòng cung là lý tưởng, có thể làm cho dung dịch khắc chạm đến toàn bộ bề mặt bảng, cải thiện tính nhất quán của tỷ lệ khắc và cung cấp một đảm bảo đáng tin cậy cho việc sản xuất cao - mật độ dây mỏng.

2.2.3 Khoảng cách: Khoảng cách được gọi là khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt của bảng, tức là khoảng cách từ etchant phun đến bề mặt của chất nền, rất quan trọng. Khi xem xét khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt đế còn phải kết hợp với áp lực của vòi phun để tiến hành nghiên cứu và thiết kế, nghĩa là để đạt được chất lượng khắc cao thì còn phải đáp ứng yêu cầu về tính kinh tế, tính thích ứng. , khả năng sản xuất và tính khả dụng. Khả năng bảo trì và khả năng thay thế.

2.2.4 Áp suất: Trong thiết kế, cần xem xét ảnh hưởng của áp lực đến việc phun dung dịch ăn mòn, liệu nó có thể tạo thành dòng chảy đều của dung dịch ăn mòn trên bề mặt đế hay không và sự cân bằng của dòng chảy của giải pháp khắc. Do đó, nếu áp lực phun quá lớn hoặc quá nhỏ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng khắc.

2.3 Cơ học chất lỏng
1) Sức căng bề mặt của dung dịch ăn mòn: Vì bất kỳ vật nào cũng có diện tích bề mặt nhất định, bề mặt của chất lỏng giống như một màng mỏng, có lực hút hướng vào trong cấp độ phân tử, làm cho nó co lại. Để duy trì điều này Trong trạng thái cân bằng bề mặt căng thẳng, một lực tiếp tuyến thích hợp phải được thêm vào chu vi bề mặt để bề mặt có thể duy trì một diện tích nhất định và không còn bị co lại. Lực này tiếp tuyến với bề mặt được gọi là lực căng bề mặt. Lực căng trên một đơn vị chiều dài trên bề mặt được biểu thị bằng ký hiệu σ. Đơn vị là dynes / cm. Ảnh hưởng của sức căng bề mặt của dung dịch ăn mòn đến tốc độ ăn mòn và chất lượng ăn mòn có liên quan đến mức độ thấm ướt của bề mặt rắn (đề cập đến bề mặt của lá đồng). Cái gọi là sự thấm ướt là hiện tượng chất lỏng kết dính trên bề mặt chất rắn. Nghĩa là, hình dạng của chất lỏng trên bề mặt rắn liên quan đến kích thước của góc tiếp xúc (θ). Góc tiếp xúc càng lớn thì tính thấm ướt của bề mặt rắn càng kém, tức là tính ưa nước càng kém. Để duy trì góc tiếp xúc (θ) là một góc nhọn, các đặc tính bề mặt của vật rắn phải được thay đổi. Có nghĩa là, sức căng bề mặt của chất lỏng càng thấp thì hiệu suất thấm ướt của bề mặt rắn càng tốt, nhưng nếu bề mặt rắn bị ố vàng, ngay cả khi sức căng bề mặt của chất lỏng nhỏ, thì sự thấm ướt của bề mặt rắn sẽ không được cải thiện. Vì vậy, để có được chất lượng khắc bọ cạp, cần tăng cường xử lý làm sạch bề mặt lá đồng của đế, đồng thời cải thiện tính chất bề mặt để có thể thấm ướt tốt hơn với dung dịch ăn mòn. Để cải thiện sức căng bề mặt của chất lỏng, cũng cần tăng nhiệt độ vận hành. Nhiệt độ càng cao, sức căng bề mặt của chất lỏng càng nhỏ, độ bám dính với chất rắn càng lý tưởng, hiệu quả xử lý càng tốt. Đó là do vật liệu nở ra do nhiệt độ tăng làm tăng khoảng cách giữa các phân tử và giảm lực hút giữa các phân tử, do đó khi nhiệt độ của dung dịch tăng lên thì sức căng bề mặt giảm dần. Do đó, bằng cách kiểm soát chặt chẽ các điều kiện của quá trình, trạng thái tiếp xúc giữa dung dịch và bề mặt đồng của chất nền có thể được cải thiện tốt hơn.

2) Độ nhớt: Trong quá trình ăn mòn, với sự hòa tan liên tục của đồng, độ nhớt của dung dịch ăn mòn sẽ tăng lên, do đó tính lưu động của dung dịch ăn mòn trên bề mặt lá đồng của chất nền kém, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu ứng khắc. Để đạt được trạng thái lý tưởng của dung dịch khắc, cần phải sử dụng đầy đủ chức năng của máy khắc để đảm bảo tính lưu động của dung dịch trên bảng mạch PCB.