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L'actualité PCB
Analyse du processus de gravure des circuits extérieurs des circuits multicouches
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Analyse du processus de gravure des circuits extérieurs des circuits multicouches

2021-08-23
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Author:Aure

Analyse du processus de gravure des circuits extérieurs des circuits multicouches

1. Généralités

Aujourd'hui, the typical process of printed circuit board(PCB multicouches) processing selects "graphic plating method". Oui., pre-plated a layer of lead-tin anti-corrosion layer on the part of the copper foil that needs to be preserved on the outer layer of the board, Oui., the pattern part of the circuit, Puis la corrosion chimique d'autres feuilles de cuivre, which is called etching.

Il est important de noter qu'il y a maintenant deux couches de cuivre sur la carte de circuit multicouche. Lors de la gravure externe, une seule couche de cuivre doit être complètement gravée, tandis que les autres couches finiront par former le circuit désiré. La caractéristique de ce type d'électrodéposition est que le revêtement en cuivre n'existe que sous la couche de résistance au plomb - étain. L'autre procédé consiste à recouvrir l'ensemble de la carte de circuit multicouche de cuivre, à l'exception du film photosensible qui n'est que de l'étain ou du plomb - étain résistant à la corrosion. Ce procédé est connu sous le nom de « procédé de placage complet du cuivre ». Le plus grand inconvénient du placage du cuivre sur l'ensemble de la carte de circuit par rapport au placage graphique est qu'il doit être plaqué deux fois sur la surface de la carte de circuit et doit être corrodé pendant la gravure. Par conséquent, une série de problèmes se posent lorsque la largeur du fil est très précise. Entre - temps, la corrosion latérale affectera gravement l'uniformité du pipeline.

Parmi les techniques d'usinage des circuits extérieurs des circuits imprimés (circuits multicouches), il existe une autre méthode, à savoir l'utilisation d'un film sensible à la lumière au lieu d'un revêtement métallique comme revêtement anticorrosif. Cette méthode est très similaire au processus de gravure interne et peut être référencée à la gravure dans le processus de fabrication interne.

Nowadays, tin or lead-tin is the most commonly used anti-corrosion layer, Procédé de gravure pour les etchants aminés. Ammonia-based etchant is a widely used chemical liquid, Il n'a pas de réaction chimique avec l'étain ou le plomb - étain. L'agent corrosif ammoniacal se réfère principalement à l'eau ammoniacale./ammonium chloride etching solution. En outre, ammonia/Les produits chimiques de gravure au sulfate d'ammonium sont également disponibles sur le marché.

Après utilisation d'une solution de corrosion au sulfate, the copper in it can be separated by electrolysis, Pour qu'il puisse être réutilisé. Because of its low corrosion rate, C'est souvent rare dans la pratique., but it is expected to be used in chlorine-free etching. Certaines personnes ont essayé d'utiliser l'acide sulfurique - peroxyde d'hydrogène comme agent corrosif pour corroder les motifs extérieurs. Pour de nombreuses raisons, y compris l'économie et l'élimination des déchets liquides, this process has not been widely used in the commercial sense. En outre, sulfuric acid-hydrogen peroxide cannot be used for the etching of lead-tin resist, Et ce processus n'est pas le principal moyen de produire des couches extérieures en plastique Carte de circuit multicouche, so most people rarely care about it.

(2). Regarding the upper and lower Carte de circuit multicouche Surface, the etching conditions of the leading edge and the trailing edge are different

De nombreux problèmes liés à la qualité de la gravure seront liés à la partie gravure de la carte de circuit multicouche supérieure. Il est important de comprendre cela. Ces problèmes sont dus à l'influence de l'agent de gravure sur la surface supérieure de la carte de circuit imprimé. D'une part, l'accumulation de plaques colloïdales sur la surface du cuivre affecte la force d'éjection et, d'autre part, empêche la compensation de la nouvelle solution de gravure, ce qui entraîne une réduction de la vitesse de gravure. C'est précisément en raison de la composition et de l'accumulation des plaques colloïdales que le degré de gravure des motifs supérieurs et inférieurs des cartes de circuit est différent. Il en résulte également que la partie de la machine à graver dans laquelle la carte de circuit entre en premier (carte de circuit multicouche) est complètement gravée ou constitue simplement une corrosion excessive, étant donné que l'accumulation n'a pas de structure et que la gravure est plus rapide. Au lieu de cela, la partie Entrée après l'entrée de la carte multicouche s'accumule à l'entrée et réduit sa vitesse de gravure.


Analyse du processus de gravure des circuits extérieurs des circuits multicouches

3. Equipment adjustment and interaction with corrosive solution

La gravure à l'ammoniac est un processus chimique plus complexe et plus chaotique dans le traitement des circuits imprimés (circuits multicouches). D'autre part, c'est un travail facile. Une fois que le processus a été ajusté à la hausse, il peut être produit en continu. La clé est d'insister sur le fonctionnement continu après le démarrage de l'unit é et de ne pas l'arrêter à sec. Le procédé de gravure dépend dans une large mesure des bonnes conditions de fonctionnement de l'équipement. À l'heure actuelle, quel que soit le type de solution de gravure utilisé, la pulvérisation à haute pression doit être utilisée. Pour obtenir un côté plus régulier de la ligne et un effet de gravure de haute qualité, la structure de la buse et la méthode de pulvérisation doivent être strictement choisies.

Afin d'obtenir des effets secondaires significatifs, de nombreuses théories différentes ont été proposées, qui constituent différentes méthodes de planification et structures d'équipement. Ces théories sont souvent très différentes. Cependant, toutes les théories de la gravure reconnaissent le principe le plus fondamental qui consiste à mettre la surface métallique en contact le plus rapidement possible avec la nouvelle solution de gravure. L'analyse du mécanisme chimique du processus de corrosion a également confirmé ce point de vue. Dans la gravure à l'ammoniac, en supposant que tous les autres paramètres restent inchangés, le taux de gravure est principalement déterminé par l'ammoniac (NH3) dans la solution de gravure. Par conséquent, l'utilisation de solutions fraîches et l'effet d'apparence de la gravure ont deux objectifs principaux: l'un est de rincer l'ion cuivre nouvellement apparu; L'autre est l'approvisionnement continu en ammoniac (NH3) nécessaire à la réponse.

Dans le bon sens traditionnel de l'industrie des circuits imprimés, en particulier chez les fournisseurs de matériaux de circuits imprimés, nous reconnaissons que plus la teneur en ions cuivre par Unit é de prix dans les solutions de gravure à l'ammoniac est faible, plus la vitesse de réponse est rapide. C'est ce que l'expérience a appris. En fait, de nombreux produits de solutions de gravure d'amines contiennent des Ligands spéciaux d'ions cuivre monovalents (certains solvants désordonnés) dont l'action est de réduire les ions cuivre monovalents (ce sont les connaissances techniques de leurs produits qui ont une grande réactivité) et on peut voir que l'effet des ions cuivre monovalents n'est pas négligeable. Si le prix unitaire du cuivre est réduit de 5.000ppm à 50ppm, le taux de gravure sera plus que doublé.

Étant donné qu'un grand nombre d'ions cuivre monovalents sont produits au cours de la réaction de gravure et que les ions cuivre monovalents sont toujours étroitement liés au Groupe complexe de l'ammoniac, il est difficile de maintenir leur teneur à un niveau proche de zéro. Le cuivre monovalent peut être éliminé en convertissant le cuivre monovalent en cuivre divalent par l'action de l'oxygène atmosphérique. L'objectif ci - dessus peut être atteint par pulvérisation.

C'est la raison fonctionnelle pour laquelle l'air entre dans la boîte de gravure. Cependant, en supposant qu'un excès d'air accélère la perte d'ammoniac dans la solution et diminue le pH, l'effet est toujours de réduire le taux de gravure. L'ammoniac en solution est également la quantité de modification à contrôler. Certains utilisateurs ont choisi d'injecter de l'ammoniac pur dans le bassin de gravure. Pour ce faire, il est nécessaire d'ajouter un système de contrôle du pH - mètre. Lorsque l'effet de pH mesuré activement est inférieur à une valeur donnée, la solution augmente activement.

Dans le domaine connexe de la gravure chimique (également appelée gravure photochimique ou PCH), les travaux de recherche ont été achevés à titre préliminaire et ont atteint l'étape de la planification de la structure de la machine à graver. Dans cette méthode, la solution utilisée est le cuivre divalent et non le cuivre ammoniacal. Il peut être utilisé dans l'industrie des circuits imprimés. Dans l'industrie de pch, l'épaisseur typique des feuilles de cuivre gravées est de 5 à 10 millimètres (millimètres), parfois assez épaisses. Les exigences relatives aux paramètres de gravure sont généralement plus strictes que celles de l'industrie des BPC.

Les effets de la recherche sur les systèmes industriels de PCM n'ont pas encore été officiellement annoncés, mais ils seront rafraîchissants. Grâce à un financement relativement important du programme, les chercheurs ont pu modifier la façon de planifier l'équipement de gravure à long terme et discuter ensemble des répercussions de ces changements. Par exemple, la meilleure solution pour une buse par rapport à une buse conique est d'utiliser un ventilateur, et le collecteur d'injection (c. - à - d. Le tuyau vissé par la buse) a également un point de vue de l'équipement qui peut être pulvérisé à un angle de 30 degrés sur la pièce entrant dans la Chambre de gravure. On suppose qu'en l'absence d'une telle modification, la méthode d'installation des buses sur le collecteur entraînerait des angles de pulvérisation différents pour chaque buse adjacente. La surface de pulvérisation du deuxième groupe de buses est légèrement différente de celle du premier groupe de buses (ce qui indique l'état de fonctionnement du pulvérisateur). De cette façon, la forme de la solution pulvérisée se chevauche ou se croise. Théoriquement, en supposant que la forme de la solution se croise, la force de pulvérisation de cette partie sera réduite, l'ancienne solution sur la surface gravée ne peut pas être efficacement emportée et la nouvelle solution peut être contactée. C'est particulièrement bien au bord de la surface de pulvérisation. Sa force d'éjection est beaucoup plus faible que celle de la direction droite.

L'étude a révélé que les paramètres de planification les plus récents étaient de 65 livres par pouce carré (c. - à - D. 4 + bar). Chaque procédé de gravure et chaque solution utile ont un problème avec une pression d'éjection optimale. Actuellement, une pression d'éjection de 30 psig (2bar) ou plus dans la Chambre de gravure est minimale. Un principe est que plus la densité de la solution de gravure (c. - à - D. la gravité spécifique ou le degré de Beaume) est élevée, plus la pression d'éjection optimale est élevée. Bien sûr, ce n'est pas un seul paramètre. Un autre paramètre important est la mobilité relative (ou mobilité) qui contrôle le taux de réponse en solution.

Quatrièmement, qualité de la gravure et problèmes antérieurs

L'exigence de base pour la qualité de la gravure est la capacité d'enlever et de nettoyer complètement toutes les couches de cuivre, à l'exception du dessous de la couche résistante à la corrosion, c'est tout. À proprement parler, en supposant qu'elle soit définie avec précision, la qualité de la gravure doit inclure la cohérence de la largeur de la ligne et le degré de sous - cotation. La gravure latérale est presque in évitable en raison des propriétés intrinsèques de la solution de gravure actuelle, où l'effet de gravure se produit non seulement vers le bas, mais aussi dans toutes les directions.

Le problème de la Coupe des racines est souvent mentionné dans les paramètres de gravure. Il est défini comme le rapport entre la largeur de la Coupe des racines et la profondeur de gravure, c'est - à - dire le coefficient de gravure. Dans l'industrie des circuits imprimés, les programmes de transformation sont très variés, allant de 1: 1 à 1: 5. De toute évidence, une sous - cotation plus faible ou un coefficient de gravure plus faible sont les plus satisfaisants.

La structure de l'équipement de gravure et la composition différente de la solution de gravure peuvent affecter le facteur de gravure ou le degré de gravure latérale. Peut - être qu'en termes généraux, il peut être manipulé. L'utilisation de certains adhésifs peut réduire le degré d'érosion latérale. La composition chimique de ces additifs est généralement un secret commercial que leurs développeurs respectifs ne divulguent pas au monde extérieur. La structure de l'équipement de gravure est examinée plus en détail dans les sections suivantes.

À bien des égards, la qualité de la gravure existe bien avant que la carte de circuit imprimé (carte de circuit multicouche) ne pénètre dans la machine à graver. Étant donné que les différents procédés ou procédés d'usinage des circuits imprimés (circuits multicouches) ont des connexions internes très étroites, il n'y a pas de procédés qui ne sont pas affectés par d'autres procédés et qui n'affectent pas d'autres procédés. Dans le processus d'enlèvement du film, il y a en fait de nombreux problèmes, et plus encore dans le passé, qui ont été identifiés comme la qualité de la gravure. En ce qui concerne le processus de gravure des graphiques extérieurs, de nombreux problèmes se sont finalement posés, car il présente un « contre - courant » supérieur à la plupart des processus de PCB. En même temps, c'est parce que la gravure est la dernière étape d'une série de processus d'auto - adhésion et de photosensibilité initiale, après quoi les patrons extérieurs sont transférés avec succès. Plus il y a de liens, plus il y a de chances que des problèmes surgissent. Cela peut être considéré comme un aspect très particulier du processus de fabrication des circuits imprimés.

En théorie, après que le circuit imprimé est entré dans la phase de gravure, pendant le traitement du circuit imprimé par galvanoplastie de modèle, Idéalement, l'épaisseur totale du cuivre et de l'étain ou du cuivre et du plomb et de l'étain après le placage ne doit pas dépasser la résistance au placage. L'épaisseur du film photosensible permet de bloquer complètement la figure du placage et de l'insérer dans la « paroi » aux deux extrémités du film. Cependant, dans la production réelle, les cartes de circuits imprimés (circuits multicouches) du monde entier ont des motifs de placage beaucoup plus épais que les motifs photosensibles. Au cours de l'électrodéposition du cuivre et du plomb et de l'étain, la tendance à l'accumulation latérale se produira parce que la hauteur de l'électrodéposition dépasse celle du film photosensible. Une couche d'étain ou de plomb - étain résistant à la corrosion recouvrant le Haut de la ligne s'étend aux deux extrémités pour former un « bord » recouvrant une petite partie du film photosensible sous le « bord ».

Les "bords" en étain ou en plomb - étain rendent impossible l'enlèvement complet de la pellicule photosensible lors de l'enlèvement de la pellicule photosensible, laissant une petite quantité de "colle résiduelle" sous les "bords". La « colle résiduelle» ou la « Membrane résiduelle» laissée sous le « bord» de l’inhibiteur de corrosion constituera une gravure incomplète. Après la gravure, les lignes forment des « racines de cuivre » aux deux extrémités. Les racines de cuivre rétrécissent l'espacement des lignes et les planches imprimées ne répondent pas aux exigences de la partie a et peuvent même être rejetées. Parce que le rejet augmentera considérablement le coût de production des PCB multicouches.

De plus, dans de nombreux cas, la dissolution est causée par des réactions. Dans l'industrie des circuits imprimés multicouches, le film résiduel et le cuivre peuvent également former des dépôts dans des liquides corrosifs qui sont bloqués dans les buses des machines corrosives et des pompes résistantes à l'acide et qui doivent être fermés. La manutention et le nettoyage peuvent affecter l'efficacité du travail.

5. Protection of etching equipment

The most critical factor for the protection of etching equipment is to ensure that the nozzles are clean and free from blockages to make the eruption unobstructed. Le blocage ou le Slagging peut affecter la disposition sous pression d'éjection. Assuming that the nozzle is not clean, La gravure sera inégale Carte de circuit multicouche will be scrapped.

Apparemment., the protection of equipment is the replacement of damaged and worn parts, Y compris le remplacement des buses, which also have the problem of wear. En outre, the more critical issue is to insist that there is no slagging in the etching machine. Dans de nombreux cas, there will be slag accumulation. Une accumulation excessive de laitier peut même affecter l'équilibre chimique de la solution de gravure. Similarly, En cas de déséquilibre chimique excessif de la solution de gravure, the slagging will be more severe. On ne saurait trop insister sur le problème de l'accumulation de scories.. Once the etching solution suddenly shows a lot of slagging, Il s'agit généralement d'un signal qu'il y a un problème avec l'équilibre de la solution. This should be done with strong hydrochloric acid for proper cleaning or supplementation of the solution.

La membrane résiduelle provoque également le Slagging, et une très petite quantité de la membrane résiduelle se dissout dans la solution de gravure, puis forme un dépôt de sel de cuivre. Le Slagging causé par la membrane résiduelle indique que le processus d'enlèvement précédent de la membrane était incomplet. Une mauvaise élimination du film est souvent le résultat d'un revêtement de bord et d'un placage excessif.