Leiterplatte Blog - Sprechen über den Ätzprozess der äußeren Schaltung der Leiterplatte

Derzeit nimmt der typische Prozess der Verarbeitung von Leiterplatten das "Muster-Galvanisierungsverfahren" an. Das heißt, eine Blei-Zinn-Widerstandsschicht wird auf dem auf der Außenschicht der Platte, d.h. dem grafischen Teil der Schaltung, zu haltenden Kupferfolienteil vorbeschichtet und anschließend chemisch die verbleibende Kupferfolie in einer sogenannten Ätzung weggeätzt. In Bezug auf den Ätzprozess ist zu beachten, dass sich zu diesem Zeitpunkt zwei Kupferschichten auf der Platte befinden. Im Ätzprozess der äußeren Schicht muss nur eine Kupferschicht vollständig entfernt werden, und der Rest bildet den endgültigen erforderlichen Kreislauf. Diese Art der Musterbeschichtung zeichnet sich durch das Vorhandensein einer Kupferschicht nur unter dem Blei-Zinn-Resist aus. Eine andere Verfahrensverfahren besteht darin, die gesamte Platte mit Kupfer zu beschichten, und der andere Teil als der lichtempfindliche Film ist nur eine Zinn- oder Blei-Zinn-Widerstandsschicht. Dieser Prozess wird als "Vollblatt Kupferbeschichtungsprozess" bezeichnet. Im Vergleich zur Musterbeschichtung besteht der Nachteil der Vollplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenplattenp Daher entstehen eine Reihe von Problemen, wenn die Drahtbreite sehr fein ist. Gleichzeitig kann die Seitenkorrosion die Gleichmäßigkeit der Linien ernsthaft beeinflussen. Zinn oder Blei-Zinn ist eine gemeinsame Resistschicht, die in Ätzprozessen mit Ätzmitteln auf Ammoniakbasis verwendet wird. Ammoniak Ätzmittel ist eine häufig verwendete chemische Flüssigkeit, die keine chemische Reaktion mit Zinn oder Blei-Zinn hat. Ammoniak Ätzmittel bezieht sich hauptsächlich auf Ammoniakwasser / Ammoniumchlorid Ätzlösung. Darüber hinaus ist auf dem Markt auch die Ätzlösung Ammoniakwasser/Ammoniaksulfat erhältlich. Sulfatbasierte Ätzlösung, nach dem Gebrauch, kann das Kupfer darin durch Elektrolyse getrennt werden, so dass es wiederverwendet werden kann. Aufgrund seiner niedrigen Korrosionsrate ist es in der Regel selten in der tatsächlichen Produktion, aber es wird erwartet, dass es im chlorfreien Ätzen verwendet wird. Einige Leute versuchten, Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid als Ätzer zu verwenden, um das äußere Schichtmuster zu korrodieren. Aus vielen Gründen, einschließlich wirtschaftlicher Aspekte und Abfallbeseitigungsaspekte, ist dieses Verfahren noch nicht im kommerziellen Sinne angenommen worden. Darüber hinaus kann Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid nicht zum Ätzen von Blei-Zinn-Resisten verwendet werden, und dieser Prozess ist nicht die Hauptmethode bei der Herstellung der Außenschicht der PCB-Platte, so dass sich die meisten Menschen selten darum kümmern.

1. Ätzqualität und frühe ProblemeDie Grundvoraussetzung für Ätzqualität ist, alle Kupferschichten außer unter der Widerstandsschicht vollständig entfernen zu können, und das ist es. Streng gesagt, wenn der Boden definiert werden soll, muss die Ätzqualität die Gleichmäßigkeit der Drahtbreite und den Grad des SeitenÄtzens umfassen. Aufgrund der inhärenten Eigenschaften des aktuellen Ätzers Ätzt es nicht nur nach unten, sondern hat auch eine Ätzwirkung in der linken und rechten Richtung, so dass das SeitenÄtzen fast unvermeidlich ist. Das Problem des Unterschnitts ist einer der oft diskutierten Ätzparameter. Es wird als das Verhältnis der Breite des Unterschnitts zur Tiefe des Ätzes definiert, der Ätzfaktor genannt wird. In der Leiterplattenindustrie variiert es stark, von 1:1 bis 1:5. Selbstverständlich ist ein geringer Unterschnittsgrad oder ein niedriger Ätzfaktor befriedigend. Die Struktur der Ätzgeräte und die verschiedenen Zusammensetzungen der Ätzlösung wirken sich auf den Ätzfaktor oder den SeitenÄtzgrad aus oder können optimistisch gesteuert werden. Der Einsatz bestimmter Additive kann den Grad des Seitenätzes reduzieren. Die chemischen Zusammensetzungen dieser Zusatzstoffe sind in der Regel Geschäftsgeheimnisse und ihre Entwickler geben sie der Außenwelt nicht offen. Was die Struktur der Ätzgeräte betrifft, werden die folgenden Kapitel ihm gewidmet sein.In vielerlei Hinsicht besteht die Qualität des Ätzes lange bevor die Leiterplatten in den Ätzer gelangen. Da es eine sehr enge interne Verbindung zwischen den verschiedenen Prozessen oder Prozessen der Druckkreisverarbeitung gibt, gibt es keinen Prozess, der nicht von anderen Prozessen beeinflusst wird und andere Prozesse nicht beeinflusst. Viele der Probleme, die als Ätzqualität identifiziert wurden, bestanden tatsächlich noch früher im Abtrennprozess. Für den Ätzprozess des äußeren Schichtmusters spiegeln sich viele Probleme darin wider, da das Phänomen des "Reverse Streams", das es reflektiert, prominenter ist als die meisten Leiterplattenprozesse. Gleichzeitig liegt dies auch daran, dass das Ätzen Teil einer langen Reihe von Prozessen ist, beginnend mit selbstklebender Folie und Lichtempfindlichkeit, nach denen das Außenschichtmuster erfolgreich übertragen wird. Je mehr Links es gibt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit von Problemen. Dies kann als sehr besonderer Aspekt des Druckkreisprozesses angesehen werden. Theoretisch sollte der ideale Zustand, nachdem die gedruckte Schaltung in die Ätzstufe eintritt, bei der Verarbeitung der gedruckten Schaltung durch das Musterbeschichtungsverfahren sein: Die Summe der Dicken von Kupfer und Zinn oder Kupfer und Blei-Zinn nach der Galvanisierung sollte den Galvanisierungswiderstand nicht überschreiten. Die Dicke des lichtempfindlichen Films, so dass das Galvanisierungsmuster von den "Wänden" auf beiden Seiten des Films vollständig blockiert und in es eingebettet ist. In der tatsächlichen Produktion ist jedoch nach der Galvanisierung von Leiterplatten auf der ganzen Welt das Beschichtungsmuster viel dicker als das lichtempfindliche Muster. Bei der Galvanisierung von Kupfer und Blei-Zinn, da die Höhe der Beschichtungsschicht den lichtempfindlichen Film übersteigt, besteht eine Tendenz, sich seitlich anzuhäufen, und das Problem entsteht. Die oberhalb der Linien bedeckte Zinn- oder Blei-Zinn-Resistschicht erstreckt sich auf beiden Seiten zu "Kanten" und ein kleiner Teil des lichtempfindlichen Films ist unter den "Kanten" bedeckt. Der aus Zinn oder Blei-Zinn gebildete "Rand" macht es unmöglich, den lichtempfindlichen Film beim Entfernen vollständig zu entfernen, wobei ein kleiner Teil des "Restklebers" unter dem "Rand" zurückbleibt. "Restkleber" oder "Restfilm" wird unter der Resist-Kante gelassen und verursacht unvollständiges Ätzen. Die Leitungen bilden nach dem Ätzen auf beiden Seiten "Kupferwurzeln", und die Kupferwurzeln verengen den Leitungsabstand, was dazu führt, dass die Leiterplatte den Anforderungen von Partei A nicht entspricht und sogar abgelehnt werden kann. Die Produktionskosten der Leiterplatte werden aufgrund der Ablehnung stark erhöht. Darüber hinaus können in der Leiterplattenindustrie in vielen Fällen aufgrund der durch die Reaktion entstehenden Auflösung auch Restfilm und Kupfer Ablagerungen in der Ätzlösung bilden und die Düse der Ätzmaschine und der säurebeständigen Pumpe blockieren und zur Verarbeitung und Reinigung abgeschaltet werden müssen. die die Arbeitseffizienz beeinflusst.2. Ausrüstungseinstellung und Wechselwirkung mit korrosiver LösungBei der Druckkreisverarbeitung ist das Ätzen von Ammoniak ein relativ feiner und komplexer chemischer Reaktionsprozess. Das wiederum ist eine einfache Aufgabe. Sobald der Prozess abgeschlossen ist, kann die Produktion fortgesetzt werden. Der Schlüssel ist, dass es, sobald es eingeschaltet ist, einen kontinuierlichen Arbeitszustand aufrechterhalten muss, und es ist nicht ratsam, zu stoppen und zu stoppen. Der Ätzprozess hängt weitgehend vom guten Arbeitszustand der Ausrüstung ab. Derzeit muss unabhängig davon, welche Art von Ätzlösung verwendet wird, ein Hochdrucksprühen verwendet werden, und um saubere Linienseiten und einen hochwertigen Ätzeffekt zu erhalten, müssen die Struktur der Düse und das Sprühverfahren streng ausgewählt werden. Um eine gute Nebenwirkung zu erzielen, sind viele verschiedene Theorien entstanden, die zu unterschiedlichen Konstruktionsmethoden und Ausrüstungsstrukturen führen. Diese Theorien sind oft sehr unterschiedlich. Doch alle Ätztheorien erkennen das Grundprinzip an, die Metalloberfläche so schnell wie möglich in ständigen Kontakt mit frischem Ätzstoff zu bringen. Auch die chemische Mechanismenalyse des Ätzprozesses bestätigte den obigen Punkt. Bei der Ätzung von Ammoniak wird unter der Annahme, dass alle anderen Parameter konstant sind, die Ätzgeschwindigkeit in erster Linie durch das Ammoniak in der Ätzlösung bestimmt. Daher hat die Verwendung frischer Lösung zur Ätzung der Oberfläche zwei Hauptzwecke: Einer ist, die gerade produzierten Kupferionen auszuspülen; die andere besteht darin, kontinuierlich das für die Reaktion erforderliche Ammoniak zu versorgen. Im traditionellen Wissen der Leiterplattenindustrie, insbesondere der Lieferanten von Leiterplattenrohstoffen, ist allgemein anerkannt, dass je niedriger der Gehalt an einwertigen Kupferionen in der Ätzlösung auf Ammoniakbasis, desto schneller die Reaktionsgeschwindigkeit ist. Dies wurde durch Erfahrung bestätigt. Tatsächlich enthalten viele Ätzprodukte auf Ammoniakbasis spezielle Liganden (einige komplexe Lösungsmittel) für einwertige Kupferionen, die einwertige Kupferionen reduzieren (dies sind die technischen Geheimnisse der hohen Reaktivität ihrer Produkte), kann man sehen, dass der Einfluss von einwertigen Kupferionen nicht klein ist. Die Ätzrate wird mehr als verdoppelt, indem das einwertige Kupfer von 5000 ppm auf 50 ppm reduziert wird. Da während der Ätzreaktion eine große Menge an einwertigen Kupferionen erzeugt wird und da einwertige Kupferionen immer eng mit der komplexen Gruppe Ammoniak kombiniert werden, ist es sehr schwierig, den Gehalt nahe an Null zu halten. Einwertiges Kupfer kann durch Umwandlung von einwertigem Kupfer in zweiwertiges Kupfer durch die Wirkung von Sauerstoff in der Atmosphäre entfernt werden. Der obige Zweck kann durch Sprühen erreicht werden. Dies ist ein funktioneller Grund, Luft in die Ätzkammer zu leiten. Wenn jedoch zu viel Luft vorhanden ist, beschleunigt es den Verlust von Ammoniak in der Lösung und reduziert den pH-Wert, was die Ätzrate immer noch reduziert. Ammoniak in Lösung ist auch eine variable Menge, die kontrolliert werden muss. Einige Anwender haben die Praxis angenommen, reines Ammoniak in den Ätzbehälter zu geben. Dazu muss ein pH-Messungssystem hinzugefügt werden. Wenn der automatisch gemessene pH-Wert niedriger als ein gegebener Wert ist, wird die Lösung automatisch zugegeben. Im verwandten Bereich des chemischen Ätzens (auch als photochemisches Ätzen oder PCH bekannt) hat die Forschungsarbeit begonnen und hat das Stadium der strukturellen Gestaltung des Ätzers erreicht. Bei diesem Verfahren ist die verwendete Lösung Kupferzweiwertig, nicht ein Ammoniak-Kupferätz. Es wird wahrscheinlich in der gedruckten Schaltungsindustrie verwendet werden. In der PCH-Industrie sind geätzte Kupferfolien typischerweise 5 bis 10 Mil dick und in einigen Fällen erheblich dicker. Seine Anforderungen an Ätzparameter sind oft strenger als in der PCB-Industrie.3. In Bezug auf die oberen und unteren Plattenflächen das Problem unterschiedlicher Ätzzustände zwischen der Einleitungskante und der hinteren Eintrittskante Auf den Ätzteil der oberen Plattenfläche konzentrieren sich eine große Anzahl von Ätzqualitätsproblemen. Das ist wichtig zu wissen. Diese Probleme entstehen durch die Auswirkungen des kolloidalen Aufbaus von Ätzstoffen auf die Oberfläche der Leiterplatte. Die kolloidalen Feststoffe ansammeln sich auf der Kupferoberfläche an, was einerseits die Auswurfkraft beeinflusst und andererseits die Nachfüllung frischer Ätzlösung blockiert, was zu einer Abnahme der Ätzgeschwindigkeit führt. Gerade aufgrund der Bildung und Ansammlung kolloidaler Feststoffe sind die Ätzgraden der oberen und unteren Muster der Platte unterschiedlich. Dies macht auch den Teil der Platte, der zuerst in die Ätzmaschine eintritt, leicht vollständig zu Ätzen oder leicht zu Überkorrosion zu verursachen, da sich die Ansammlung zu diesem Zeitpunkt nicht gebildet hat und die Ätzgeschwindigkeit schneller ist. Umgekehrt, wenn das in die Rückseite der Platte eintretende Teil eintritt, ist der Aufbau bereits gebildet und verlangsamt seine Ätzgeschwindigkeit.4. Wartung von ÄtzgerätenDer Schlüsselfaktor bei der Wartung von Ätzgeräten besteht darin, sicherzustellen, dass die Düsen sauber und frei von Hindernissen sind, um das Sprühen glatt zu machen. Blockaden oder Schlacken können das Layout unter dem Strahldruck beeinflussen. Wenn die Düse nicht sauber ist, wird das Ätzen ungleichmäßig sein und die gesamte Leiterplatte verschrottet werden. Offensichtlich ist die Wartung der Ausrüstung, um die beschädigten und verschleißten Teile zu ersetzen, einschließlich des Austausches der Düse, die auch das Problem des Verschleißes hat. Darüber hinaus besteht die kritischere Frage darin, den Ätzer frei von Schlackenanbau zu halten, der in vielen Fällen auftritt. Zu viel Schlackenansammlung beeinflusst sogar das chemische Gleichgewicht der Ätzlösung. Ebenso wird die Schlackenbildung verschärft, wenn der Ätzstoff ein übermäßiges chemisches Ungleichgewicht aufweist. Das Problem des Schlackenanbaus kann nicht überbetont werden. Sobald plötzlich in der Ätzlösung eine große Menge an Schlacke auftritt, ist es in der Regel ein Signal, dass ein Problem mit dem Gleichgewicht der Lösung besteht. Diese sollte ordnungsgemäß mit stärkerer Salzsäure gereinigt werden oder die Lösung sollte aufgefüllt werden. Restfilm kann auch Schlacke erzeugen, in der Ätzlösung wird eine sehr geringe Menge an Restfilm gelöst und dann entsteht der Kupfersalzfäll. Die durch den Restfilm gebildete Schlacke weist darauf hin, dass der vorherige Filmentfernungsvorgang nicht abgeschlossen ist. Eine schlechte Filmentfernung ist oft das Ergebnis einer Kombination aus Kantenfilm und PCB-Board-Overplating.