Blogue PCB - En parlant du processus de gravure du circuit extérieur de la carte PCB

Actuellement, le processus typique de traitement des cartes de circuits imprimés adopte la "méthode d'électroplastage à motif". C'est-à-dire qu'une couche de résistance plomb-étain est préplaquée sur la partie de feuille de cuivre à retenir sur la couche extérieure de la carte, c'est-à-dire la partie graphique du circuit, puis chimiquement La feuille de cuivre restante est gravée d'une manière appelée gravure. En ce qui concerne le procédé de gravure, il convient de noter qu'il y a deux couches de cuivre sur la planche à ce moment. Dans le processus de gravure de couche externe, seule une couche de cuivre doit être complètement gravée, et le reste formera le circuit final requis. Ce type de placage à motif se caractérise par la présence d'une couche de cuivre seulement sous la résistance plomb-étain. Une autre méthode de procédé consiste à revêter toute la carte de cuivre, et la partie autre que le film photosensible n'est qu'une couche résistante à l'étain ou au plomb-étain. Ce processus est appelé "processus de plaquage de cuivre à plaque complète". Par rapport au placage à motif, l'inconvénient du placage en cuivre en plaque complète est que le cuivre est plaqué deux fois partout sur la plaque et doit être gravé lors de la gravure. Par conséquent, une série de problèmes surviendront lorsque la largeur du fil est très fine. En même temps, la corrosion latérale peut gravement affecter l'uniformité des lignes. L'étain ou plomb-étain est une couche de résistance commune utilisée dans les processus de gravure avec des graveurs à base d'ammoniac. Le graveur d'ammoniac est un liquide chimique couramment utilisé, qui n'a aucune réaction chimique avec l'étain ou le plomb-étain. L'ammoniac gravure se réfère principalement à l'eau d'ammoniac / solution de gravure de chlorure d'ammonium. En outre, l'eau d'ammoniac / solution de gravure de sulfate d'ammoniac est également disponible sur le marché. Solution de gravure à base de sulfate, après utilisation, le cuivre en elle peut être séparé par électrolyse, de sorte qu'il peut être réutilisé. En raison de son faible taux de corrosion, il est généralement rare dans la production réelle, mais il devrait être utilisé dans la gravure sans chlore. Certaines personnes ont essayé d'utiliser l'acide sulfurique-peroxyde d'hydrogène comme gravure pour corroder le motif de la couche extérieure. Pour de nombreuses raisons, y compris les aspects économiques et de l'élimination des déchets, ce processus n'a pas encore été adopté au sens commercial. En outre, l'acide sulfurique-peroxyde d'hydrogène ne peut pas être utilisé pour la gravure de résistes plomb-étain, et ce processus n'est pas la méthode principale dans la production de la couche extérieure de la carte PCB, de sorte que la plupart des gens se soucient rarement de cela.

1. qualité de gravure et problèmes précocesL'exigence de base pour la qualité de gravure est de pouvoir éliminer complètement toutes les couches de cuivre sauf sous la couche de résistance, et c'est tout. Strictement dit, si le sol doit être défini, la qualité de gravure doit inclure l'uniformité de la largeur du fil et le degré de gravure latérale. En raison des caractéristiques inhérentes à la gravure courante, elle ne gravure pas seulement vers le bas, mais a également un effet de gravure dans les directions gauche et droite, de sorte que la gravure latérale est presque inévitable. Le problème de la sous-coupe est l'un des paramètres de gravure qui est souvent discuté. Il est défini comme le rapport de la largeur de la sous-coupe à la profondeur de la gravure, appelé facteur de gravure. Dans l'industrie des circuits imprimés, il varie considérablement, de 1:1 à 1:5. Évidemment, un faible degré de sous-coupe ou un faible facteur de gravure est satisfaisant. La structure de l'équipement de gravure et les différentes compositions de la solution de gravure auront un impact sur le facteur de gravure ou le degré de gravure latérale, ou en termes optimistes, il peut être contrôlé. L'utilisation de certains additifs peut réduire le degré de gravure latérale. Les compositions chimiques de ces additifs sont généralement des secrets commerciaux, et leurs développeurs ne les divulguent pas au monde extérieur. En ce qui concerne la structure de l'équipement de gravure, les chapitres suivants y seront consacrés.À bien des égards, la qualité de la gravure existe bien avant que les cartes de circuit imprimé ne pénètrent dans la graveuse. Étant donné qu'il existe une connexion interne très étroite entre les différents processus ou processus de traitement de circuits imprimés, il n'y a pas de processus qui ne soit pas affecté par d'autres processus et n'affecte pas d'autres processus. Beaucoup des problèmes identifiés comme la qualité de la gravure existaient même plus tôt dans le processus d'enlèvement. Pour le processus de gravure du motif de couche extérieure, de nombreux problèmes se reflètent dans lui parce que le phénomène de "flux inverse" qu'il reflète est plus important que la plupart des processus de cartes imprimées. En même temps, c'est aussi parce que la gravure fait partie d'une longue série de processus commençant par le film autocollant et photosensible, après quoi le motif de couche extérieure est transféré avec succès. Plus il y a de liens, plus il y a de risques de problèmes. Cela peut être considéré comme un aspect très spécial du processus de production de circuits imprimés. Théoriquement, après que le circuit imprimé entre dans l'étape de gravure, dans le processus de traitement du circuit imprimé par la méthode de placage à motif, l'état idéal devrait être: la somme des épaisseurs de cuivre et d'étain ou de cuivre et de plomb-étain après galvanoplating ne devrait pas dépasser la résistance à l'galvanoplating L'épaisseur du film photosensible, de sorte que le motif d'galvanoplating soit complètement bloqué par les "parois" des deux côtés du film et intégré dans lui. Dans le processus d'électroplastage du cuivre et du plomb-étain, puisque la hauteur de la couche de plating dépasse le film photosensible, il y a une tendance à s'accumuler latéralement, et le problème se pose. La couche de résistance étain ou plomb-étain recouverte au-dessus des lignes s'étend des deux côtés pour former des "bords", et une petite partie du film photosensible est recouverte sous les "bords". Le "bord" formé d'étain ou de plomb-étain rend impossible l'enlèvement complet du film photosensible lors de l'enlèvement du film, laissant une petite partie de "colle résiduelle" sous le "bord". La "colle résiduelle" ou "film résiduel" est laissée sous le "bord" de résiste et provoquera une gravure incomplète. Les lignes forment des "racines en cuivre" des deux côtés après la gravure, et les racines en cuivre rétrécissent l'espacement des lignes, ce qui fait que la carte de circuit imprimé ne répond pas aux exigences de la Partie A et peut même être rejetée. Le coût de production de la carte PCB augmentera considérablement en raison du rejet. En outre, dans de nombreux cas, en raison de la formation de dissolution due à la réaction, dans l'industrie des circuits imprimés, le film résiduel et le cuivre peuvent également former des dépôts dans la solution de gravure et bloquer la buse de la machine de gravure et de la pompe résistante à l'acide, et doivent être fermés pour le traitement et le nettoyage. qui affecte l'efficacité du travail.2. Ajustement de l'équipement et interaction avec la solution corrosiveDans le traitement des circuits imprimés, la gravure à l'ammoniac est un processus de réaction chimique relativement fin et complexe. C’est à son tour un travail facile. Une fois le processus terminé, la production peut se poursuivre. La clé est qu'une fois qu'il est allumé, il doit maintenir un état de travail continu, et il n'est pas conseillé d'arrêter et d'arrêter. Le processus de gravure dépend dans une large mesure du bon état de travail de l'équipement. Actuellement, quel que soit le type de solution de gravure utilisée, la pulvérisation à haute pression doit être utilisée, et pour obtenir des côtés de ligne soignés et un effet de gravure de haute qualité, la structure de la buse et la méthode de pulvérisation doivent être strictement sélectionnées. Afin d'obtenir un bon effet secondaire, de nombreuses théories différentes ont émergé, ce qui a entraîné des méthodes de conception et des structures d'équipement différentes. Ces théories sont souvent très différentes. Mais toutes les théories sur la gravure reconnaissent le principe de base d'obtenir la surface métallique en contact constant avec la gravure fraîche le plus rapidement possible. L'analyse du mécanisme chimique du processus de gravure a également confirmé le point ci-dessus. Dans la gravure à l'ammoniac, en supposant que tous les autres paramètres soient constants, le taux de gravure est déterminé principalement par l'ammoniac dans la solution de gravure. Par conséquent, l'utilisation de solution fraîche pour graver la surface a deux objectifs principaux: l'un est de rincer les ions de cuivre qui viennent de se produire; l'autre est d'apporter en continu l'ammoniac nécessaire à la réaction. Dans les connaissances traditionnelles de l'industrie des circuits imprimés, en particulier les fournisseurs de matières premières de circuits imprimés, il est généralement reconnu que plus la teneur en ions de cuivre monovalents dans la solution de gravure à base d'ammoniac est faible, plus la vitesse de réaction est rapide. Cela a été confirmé par l'expérience. En fait, de nombreux produits de gravure à base d'ammoniac contiennent des ligands spéciaux (certains solvants complexes) pour les ions cuivre monovalents, qui agissent pour réduire les ions cuivre monovalents (ce sont les secrets techniques de la haute réactivité de leurs produits), on peut voir que l'influence des ions cuivre monovalents n'est pas faible. Le taux de gravure sera plus que doublé en réduisant le cuivre monovalent de 5000ppm à 50ppm. Comme une grande quantité d'ions cuivriques monovalents est générée lors de la réaction de gravure, et parce que les ions cuivriques monovalents sont toujours étroitement combinés avec le groupe complexe d'ammoniac, il est très difficile de garder la teneur proche de zéro. Le cuivre monovalent peut être éliminé en convertissant le cuivre monovalent en cuivre divalent par l'action de l'oxygène dans l'atmosphère. L'objectif ci-dessus peut être atteint par pulvérisation. C'est une raison fonctionnelle de faire passer de l'air dans la chambre de gravure. Cependant, s'il y a trop d'air, cela accélérera la perte d'ammoniac dans la solution et réduira la valeur du pH, ce qui réduira encore le taux de gravure. L'ammoniac en solution est également une quantité variable qui doit être contrôlée. Certains utilisateurs ont adopté la pratique de passer de l'ammoniac pur dans le réservoir de gravure. Pour ce faire, il faut ajouter un système de contrôle du PH-mètre. Lorsque le pH mesuré automatiquement est inférieur à une valeur donnée, la solution est automatiquement ajoutée. Dans le domaine connexe de la gravure chimique (également connue sous le nom de gravure photochimique ou PCH), les travaux de recherche ont commencé et ont atteint le stade de la conception structurelle de la graveuse. Dans cette méthode, la solution utilisée est du cuivre divalent, pas une gravure ammoniac-cuivre. Il sera probablement utilisé dans l'industrie des circuits imprimés. Dans l'industrie PCH, les feuilles de cuivre gravées sont généralement de 5 à 10 millimètres d'épaisseur, et dans certains cas considérablement plus épaisses. Ses exigences en matière de paramètres de gravure sont souvent plus strictes que celles de l'industrie des PCB3. En ce qui concerne les surfaces supérieure et inférieure de la planche, le problème des différents états de gravure entre le bord d'entrée et le bord d'entrée arrière Un grand nombre de problèmes liés à la qualité de gravure sont concentrés sur la partie gravée de la surface supérieure de la planche. Il est important de le savoir. Ces problèmes découlent des effets de l'accumulation colloïdale des gravures sur la surface supérieure de la carte de circuit imprimé. Les solides colloïdales s'accumulent sur la surface du cuivre, ce qui affecte la force d'éjection d'une part, et bloque la reconstitution de la solution de gravure fraîche d'autre part, entraînant une diminution du taux de gravure. C'est précisément en raison de la formation et de l'accumulation de solides colloïdales que les degrés de gravure des motifs supérieurs et inférieurs de la planche sont différents. Cela rend également la partie de la carte qui entre en premier dans la machine de gravure facile à graver complètement ou facile à provoquer une surcorrosion, car l'accumulation n'a pas été formée à ce moment-là, et la vitesse de gravure est plus rapide. Inversement, lorsque la partie entrant à l'arrière de la planche entre, l'accumulation est déjà formée et ralentit son taux de gravure.4. L'entretien de l'équipement de gravure Le facteur clé dans l'entretien de l'équipement de gravure est de s'assurer que les buses sont propres et exemptes d'obstacles pour rendre la pulvérisation lisse. Les blocages ou les scories peuvent avoir un impact sur la disposition sous la pression du jet. Si la buse n'est pas propre, la gravure sera inégale et l'ensemble du PCB sera éliminé. Évidemment, l'entretien de l'équipement est de remplacer les pièces endommagées et usées, y compris le remplacement de la buse, qui a également le problème de l'usure. En outre, la question la plus critique est de garder la graveuse libre de l'accumulation de scorie, qui se produit dans de nombreux cas. Trop d'accumulation de scorie affectera même l'équilibre chimique de la solution de gravure. De même, si la gravure présente un déséquilibre chimique excessif, la formation de scories sera exacerbée. Le problème de l'accumulation de scories ne peut pas être trop souligné. Une fois qu'une grande quantité de scorie se produit soudainement dans la solution de gravure, c'est généralement un signal qu'il y a un problème avec l'équilibre de la solution. Cela doit être correctement nettoyé avec de l'acide chlorhydrique plus fort ou la solution doit être reconstituée. Le film résiduel peut également produire de la scorie, une très petite quantité de film résiduel est dissoute dans la solution de gravure, puis le précipité de sel de cuivre est formé. La scorie formée par le film résiduel indique que le processus d'élimination du film précédent n'est pas complet. Une mauvaise élimination du film est souvent le résultat d'une combinaison de film de bord et de revêtement de carte PCB.