Blog de PCB - Proceso de grabado del circuito externo de PCB

Panorama general

En la actualidad, Proceso típico Placa de circuito impreso El proceso adopta el "método de galvanoplastia de patrones". Eso es, Pre - recubrimiento de la capa de resistencia de plomo - estaño en la capa exterior de cobre de la placa de circuito que necesita ser retenida, Eso es, Parte gráfica del circuito, Luego químicamente corroe el resto de la lámina de cobre, Se llama grabado.. Tenga en cuenta que hay dos capas de cobre en el tablero. Durante el grabado de la capa exterior, Sólo una capa de cobre debe ser completamente grabada, El resto formará el circuito final necesario. La característica de este patrón de galvanoplastia es que sólo hay una capa de cobre bajo el agente anticorrosivo Pb - SN.. Otro método es el recubrimiento de cobre en todo el circuito, La parte distinta de la película fotosensible es sólo una capa resistente a la corrosión de estaño o plomo - estaño. Este proceso se llama "proceso de recubrimiento de cobre de placa completa".. En comparación con el patrón de galvanoplastia, La desventaja de la placa completa de cobre es que el cobre debe ser chapado dos veces en cualquier lugar de la placa y debe ser grabado durante el grabado.. Por consiguiente,, Una serie de problemas ocurren cuando el ancho del cable es muy delgado. Al mismo tiempo, side corrosion (see Figure 4) can seriously affect the uniformity of the lines.

En la tecnología de procesamiento de circuitos externos de placas de circuitos impresos, hay otro método que utiliza película fotosensible en lugar de recubrimiento metálico como capa anticorrosiva. Este método es muy similar al proceso de grabado interno y puede referirse al grabado en el proceso de fabricación interna. En la actualidad, el estaño o el plomo - estaño se utilizan comúnmente como capa anticorrosiva para el proceso de grabado del etchant de amoníaco. El grabado de amoníaco es un líquido químico común que no tiene ninguna reacción química con estaño o plomo - estaño. El grabado de amoníaco se refiere principalmente al grabado de amoníaco / cloruro de amonio. Además, la solución de grabado de amoníaco / sulfato de amonio también está disponible en el mercado. La solución de grabado de sulfato, después de su uso, puede separarse electrolíticamente del cobre en ella y, por lo tanto, puede reutilizarse. Debido a su baja tasa de corrosión, es raro en la producción real, pero se espera que se utilice en el grabado libre de cloro. Algunas personas tratan de usar peróxido de hidrógeno como etchant para corroer patrones externos. Debido a muchas razones, como la economía y el tratamiento de aguas residuales, el proceso no se ha utilizado ampliamente en el sentido comercial. Además, el ácido sulfúrico - peróxido de hidrógeno no se puede utilizar en el grabado de plomo - estaño, y el proceso no es un PCB, sino el principal método de producción de la capa exterior de la placa de Circuito, por lo que la mayoría de la gente rara vez se preocupa por él.

2. Calidad del grabado y problemas tempranos

El requisito básico de la calidad del grabado es la eliminación completa de todas las capas de cobre bajo la capa anticorrosiva. Estrictamente hablando, para definir la puesta a tierra, la calidad del grabado debe incluir la uniformidad del ancho de línea y el grado de grabado lateral. Debido a las características inherentes de los agentes de grabado actuales, el grabado lateral es casi inevitable, no sólo hacia abajo, sino también en todas las direcciones. El problem a de la subcotización es uno de los parámetros de grabado comúnmente discutidos, que se define como la relación entre la anchura de la subcotización y la profundidad de grabado, y se llama factor de grabado. En la industria de circuitos impresos, varía mucho de 1: 1 a 1: 5. Obviamente, los márgenes más pequeños o los factores de grabado más bajos son satisfactorios. La estructura del dispositivo de grabado y los diferentes componentes de la solución de grabado influirán en el factor de grabado o en el grado de grabado lateral, o pueden controlarse desde un punto de vista optimista. El uso de algunos aditivos puede reducir el grado de grabado lateral. La composición química de estos aditivos es a menudo un secreto comercial que sus desarrolladores no revelarán al mundo exterior. En cuanto a la estructura del equipo de grabado, las siguientes secciones se refieren específicamente a la estructura del equipo de grabado. En muchos aspectos, la calidad del grabado existe mucho antes de que la placa de circuito impreso entre en la máquina de grabado. Debido a los estrechos vínculos internos entre los diversos procesos o procesos de procesamiento de circuitos impresos, no hay ningún proceso que no se vea afectado por otros procesos y no afecte a otros procesos. Muchos de los problemas identificados como la calidad del grabado existen incluso antes en el proceso de pelado. Para el proceso de grabado de patrones externos, refleja muchos problemas, ya que refleja un fenómeno de "contracorriente" más prominente que la mayoría de los procesos de PCB. Al mismo tiempo, esto se debe a que el grabado es parte de una serie de procesos que comienzan con la membrana mucosa y la fotosensibilidad, y luego transfieren con éxito el patrón de la capa exterior. Cuanto más enlaces, mayor es la probabilidad de problemas. Esto puede considerarse un aspecto muy especial del proceso de producción de circuitos impresos. En teoría, después de que el circuito impreso entre en la fase de grabado, el Estado transversal del patrón debe ser como se muestra en la figura 2. Idealmente, la suma de los espesores de cobre y estaño o cobre y plomo y estaño después de la galvanoplastia no debe exceder el espesor de la película fotosensible galvanizada, de modo que el patrón de galvanoplastia esté completamente cubierto e incrustado en "ambos lados de la película. Pared". Sin embargo, en la producción real, los patrones de recubrimiento son mucho más gruesos que los patrones fotosensibles después de la galvanoplastia de PCB en todo el mundo. En el proceso de galvanoplastia de cobre y plomo - estaño, debido a que la altura de la capa de galvanoplastia es mayor que la película fotosensible, hay una tendencia de acumulación lateral, lo que resulta en problemas.

El "borde" formado por estaño o plomo - estaño hace imposible eliminar completamente la película fotográfica al retirar la película fotográfica, dejando una pequeña cantidad de "pegamento residual" debajo del "borde". El "pegamento residual" o la "película residual" permanecen por debajo del "borde" del inhibidor de la corrosión, lo que resulta en un grabado incompleto. Las líneas grabadas forman "raíces de cobre" en ambos lados. Las raíces de cobre hacen que el espaciamiento de las líneas sea estrecho, lo que hace que la placa de impresión no cumpla con los requisitos de la parte a, e incluso puede ser rechazada. El coste de producción de los PCB aumentará considerablemente debido al rechazo. Además, en muchos casos, debido a la disolución resultante de la reacción, las películas residuales y el cobre también pueden acumularse en soluciones de grabado en la industria de circuitos impresos, bloqueando las boquillas de las máquinas de grabado y las bombas resistentes al ácido, y deben cerrarse para su tratamiento y limpieza. Esto puede afectar la eficiencia del trabajo.

3. Ajuste del equipo e interacción con la solución corrosiva

En el interior PCB Board Tratamiento, El grabado de amoníaco es un proceso químico relativamente fino y complejo. Reversión, Es un trabajo fácil.. Una vez iniciado el proceso, La producción puede continuar. La clave es una vez abierto, Necesita mantener un Estado de funcionamiento continuo, No se recomienda detenerse. El proceso de grabado depende en gran medida de las buenas condiciones de funcionamiento del equipo.. En la actualidad, Cualquiera que sea la solución de grabado utilizada, La pulverización a alta presión debe utilizarse, Y para obtener un borde de línea limpio y un efecto de grabado de alta calidad, La estructura de la boquilla y el método de pulverización deben seleccionarse estrictamente.. Para obtener buenos efectos secundarios, Surgieron muchas teorías diferentes, Dar lugar a diferentes métodos de diseño y estructuras de equipo. Estas teorías son a menudo muy diferentes. Sin embargo, todas las teorías sobre el grabado reconocen el principio básico de mantener un contacto constante entre la superficie metálica y el grabado fresco lo antes posible.. El análisis del mecanismo químico del proceso de grabado también confirma el punto de vista anterior.. Grabado de amoníaco, Supongamos que todos los demás parámetros no cambian, the etching rate is mainly determined by the ammonia (NH3) in the etching solution. Por consiguiente,, using the fresh solution to etch the surface has two main purposes: one is to flush out the copper ions just produced; the other is to continuously provide the ammonia (NH3) required for the reaction.

Entre los conocimientos tradicionales de la industria de circuitos impresos, especialmente de los proveedores de materias primas de circuitos impresos, se cree generalmente que cuanto menor es el contenido de iones de cobre monovalentes en la solución de grabado amino, mayor es la velocidad de reacción. Esto ha sido confirmado por la experiencia. De hecho, muchos productos de grabado a base de amoníaco contienen ligandos especiales para iones de cobre monovalentes (algunos disolventes complejos) que Act úan para reducir los iones de cobre monovalentes (Estos son los secretos técnicos de la Alta reactividad de sus productos), y se puede ver que el efecto de los iones de cobre monovalentes no es pequeño. La reducción del cobre monovalente de 5.000 ppm a 50 ppm duplicará la tasa de grabado. Debido a que un gran número de iones de cobre monovalentes se producen durante la reacción de grabado, y debido a que los iones de cobre monovalentes siempre se combinan estrechamente con grupos complejos de amoníaco, es difícil mantener el contenido cerca de cero. El cobre monovalente puede eliminarse mediante la conversión del cobre monovalente en cobre bivalente mediante la acción del oxígeno en la atmósfera. El objetivo anterior puede lograrse mediante pulverización. Esta es una razón funcional por la que el aire entra en la Cámara de grabado. Sin embargo, si hay demasiado aire, la pérdida de amoníaco en la solución se acelerará y el pH se reducirá, lo que reducirá la tasa de grabado. El contenido de amoníaco también es variable en las soluciones que deben controlarse. Algunos usuarios han introducido amoníaco puro en la ranura de grabado. Para ello, debe a ñadirse un sistema de control del pH. Cuando el pH medido automáticamente es inferior al valor dado, la solución se añade automáticamente. En el campo del grabado químico (también conocido como grabado fotoquímico o PCH), el trabajo de investigación ha comenzado y ha llegado a la etapa de diseño de la estructura de la máquina de grabado. En este método, la solución utilizada es el cobre divalente, no el grabado de cobre amoniacal. Es probable que se utilice en la industria de circuitos impresos. En la industria del PCH, el cobre grabado suele ser de 5 a 10 mils de espesor y, en algunos casos, bastante grueso. Los requisitos de los parámetros de grabado son generalmente más estrictos que los de la industria de PCB.

Un estudio sobre el sistema industrial PCM aún no se ha publicado oficialmente, pero los resultados serán refrescantes. Debido a la fuerte financiación del proyecto, los investigadores tienen la capacidad de cambiar las ideas de diseño de los equipos de grabado y estudiar los efectos de estos cambios a largo plazo. Por ejemplo, en comparación con las boquillas cónicas, las boquillas están diseñadas en forma de abanico, y el colector de pulverización (es decir, el tubo en el que se atornilla la boquilla) también tiene un ángulo de montaje que permite rociar una pieza de trabajo en una cámara de grabado en un ángulo de 30 grados. Si no lo hace, la instalación de la boquilla en el colector hará que el ángulo de pulverización de cada boquilla adyacente sea diferente. La superficie de pulverización respectiva del segundo grupo de boquillas es ligeramente diferente de la del Grupo correspondiente (véase la figura 8, que muestra las condiciones de funcionamiento de la pulverización). De esta manera, la forma de la solución de pulverización se superpone o cruza. Teóricamente, si las formas de la solución se cruzan entre sí, la fuerza de eyección de la parte se reduce y la solución antigua no se lava eficazmente de la superficie grabada, manteniendo al mismo tiempo la nueva solución en contacto con ella. Esto es especialmente cierto en los bordes de las superficies de pulverización. La fuerza de eyección es mucho menor que la fuerza de eyección vertical. El parámetro de diseño fue de 65 PSI (es decir, 4 + bar). Hay un problem a de presión de inyección en cada proceso de grabado y en cada solución práctica. En la actualidad, es raro que la presión de inyección en la Cámara de grabado supere los 30 PSI (2 bar). Un principio es que cuanto mayor sea la densidad de la solución grabada (es decir, la densidad específica o el pome), mayor será la presión de inyección. Por supuesto, este no es un parámetro único. Otro parámetro importante es la movilidad relativa (o movilidad) que controla la velocidad de reacción en la solución.

4. Para las placas superior e inferior, el borde de entrada y el borde de entrada trasera tienen diferentes Estados de grabado

Una gran cantidad de problemas relacionados con la calidad del grabado se concentran en la parte grabada de la superficie superior de la placa. Es importante entender esto. Estos problemas se deben al efecto de acumulación coloidal del etchant en la superficie de la placa de circuito impreso. Los sólidos coloidales se acumulan en la superficie del cobre, lo que afecta a la fuerza de pulverización, por un lado, y obstaculiza el suplemento de la solución de grabado fresco, por otro lado, lo que conduce a la disminución de la tasa de grabado. Debido a la formación y acumulación de sólidos coloidales, el grado de grabado del patrón superior e inferior de la placa de circuito es diferente, por lo que es muy preciso. Esto también los hace parte de las placas de circuitos más avanzadas en la máquina de grabado, susceptibles a un grabado completo o a una corrosión excesiva, ya que no hay acumulación en ese momento y el grabado es más rápido. Por el contrario, cuando las Partes que entran en la parte posterior de la placa de circuito entran, se forma una lámina y se ralentiza su velocidad de grabado.

5. Mantenimiento del equipo de grabado

El factor clave para mantener el equipo de grabado es asegurar que la boquilla esté limpia y libre de obstáculos para que la pulverización se lleve a cabo sin problemas.. El bloqueo o la escoria pueden afectar la distribución de la presión del chorro. Si la boquilla no está limpia, El grabado no será uniforme, todo el PCB será desechado. Visiblemente, El mantenimiento del equipo consiste en reemplazar las piezas dañadas y desgastadas, Incluye la sustitución de la boquilla, También hay problemas de desgaste. Además, El problema más crítico es mantener la máquina de grabado libre de escoria, En muchos casos, la escoria se acumula. La acumulación excesiva de escoria puede afectar incluso el equilibrio químico de la solución de grabado. Del mismo modo, Si el etchant muestra un desequilibrio químico excesivo, La formación de escoria se intensificará. Nunca se insistirá lo suficiente en la acumulación de escoria. Una vez que una gran cantidad de escoria aparece repentinamente en la solución de grabado, Esto suele ser una señal de que hay un problem a con el equilibrio de la solución. Se debe utilizar ácido clorhídrico más fuerte para una limpieza adecuada o para una solución suplementaria.. Las películas residuales también producen escoria, Una pequeña cantidad de película residual se disuelve en la solución de grabado, Luego se forma la precipitación de sal de cobre. La escoria formada por la película residual mostró que el proceso de eliminación de la película anterior era incompleto.. La eliminación deficiente de la película de pintura suele ser el resultado de la película de pintura de borde y el recubrimiento excesivo de la superficie. PCB Board.