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Technologie de gravure des circuits extérieurs des PCB
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Technologie de gravure des circuits extérieurs des PCB

2022-06-02
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Author:pcb

I. APERÇU GÉNÉRAL

Actuellement, Processus typique Circuits imprimés L'usinage adopte la "méthode de placage graphique". C'est ça., Pré - placage de la couche de résistance plomb - étain sur la partie extérieure de la Feuille de cuivre qui doit être conservée, C'est ça., Partie graphique du circuit, Le reste de la Feuille de cuivre est ensuite chimiquement corrodé., Ça s'appelle la gravure.. Il est à noter qu'il y a maintenant deux couches de cuivre sur la carte de circuit. Pendant la gravure externe, Une seule couche de cuivre doit être complètement gravée, Le reste formera le circuit final requis. Ce type d'électrodéposition de motifs est caractérisé par la présence d'une couche de cuivre uniquement sous l'inhibiteur de corrosion plomb - étain.. Une autre méthode de traitement est le cuivre sur toute la carte de circuit, Les parties autres que les films photosensibles ne sont que des couches d'étain ou de plomb - étain résistantes à la corrosion.. Ce procédé est connu sous le nom de « procédé de placage complet du cuivre ».. Comparé au placage graphique, L'inconvénient d'un placage complet en cuivre est qu'il doit être plaqué deux fois n'importe où sur la plaque et doit être gravé pendant la gravure. Donc,, Lorsque la largeur du fil est très mince, une série de problèmes se produisent. En même temps, side corrosion (see Figure 4) can seriously affect the uniformity of the lines.

PCB board

Dans la technologie de traitement des circuits extérieurs des PCB, il existe une autre méthode, à savoir l'utilisation d'un film photosensible au lieu d'un revêtement métallique comme couche Anticorrosive. Cette méthode est très similaire au processus de gravure interne et peut être référencée à la gravure dans le processus de fabrication interne. À l'heure actuelle, l'étain ou le plomb - étain sont couramment utilisés comme couche résistante à la corrosion pour la gravure à l'ammoniac. L'etchant à l'ammoniac est un liquide chimique couramment utilisé qui ne réagit pas chimiquement avec l'étain ou le plomb - étain. L'agent de gravure à l'ammoniac se réfère principalement à l'eau ammoniacale / solution de gravure au chlorure d'ammonium. En outre, des solutions de gravure ammoniac - eau / sulfate d'ammoniac sont disponibles sur le marché. La solution de gravure au sulfate peut être utilisée pour séparer le cuivre par électrolyse et peut donc être réutilisée. 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 le sulfate de peroxyde d'hydrogène comme etchant pour corroder les motifs extérieurs. Pour de nombreuses raisons, telles que l'économie et le traitement des déchets liquides, le procédé n'a pas été largement utilisé dans le commerce. De plus, l'acide sulfurique et le peroxyde d'hydrogène ne peuvent pas être utilisés dans la gravure des inhibiteurs de corrosion plomb - étain, et le procédé n'est pas un PCB, mais la principale méthode de production de la couche externe de la carte de circuit, de sorte que la plupart des gens s'en soucient peu.


2. Qualité de la gravure et problèmes précoces

L'exigence de base pour la qualité de la gravure est la capacité d'éliminer complètement toutes les couches de cuivre sous la couche résistante à la corrosion. À proprement parler, pour définir la mise à la terre, la qualité de la gravure doit comprendre l'uniformité du poids de la ligne et le degré de gravure latérale. La gravure latérale est presque in évitable en raison des propriétés intrinsèques de l'etchant actuel, qui est non seulement gravé vers le bas, mais aussi dans toutes les directions. Le problème de sous - cotation est l'un des paramètres de gravure fréquemment discutés, qui est défini comme le rapport entre la largeur de sous - cotation et la profondeur de gravure, appelé facteur de gravure. Dans l'industrie des circuits imprimés, elle varie considérablement, allant de 1: 1 à 1: 5. Il est évident que des sous - cotations plus faibles ou des facteurs de gravure plus faibles sont satisfaisants. La structure de l'équipement de gravure et la composition différente de la solution de gravure influeront sur le facteur de gravure ou le degré de gravure latérale ou, d'un point de vue optimiste, pourraient être contrôlés. L'utilisation de certains additifs peut réduire le degré de gravure latérale. La composition chimique de ces additifs est généralement un secret commercial que les développeurs ne divulguent pas au monde extérieur. La structure de l'équipement de gravure est décrite dans les sections suivantes. À bien des égards, la qualité de la gravure existait bien avant que les planches imprimées n'entrent dans la machine à graver. Étant donné qu'il existe des liens internes très étroits entre les différents processus ou procédés d'usinage des circuits imprimés, il n'y a pas de processus qui ne sont pas affectés par d'autres processus et qui n'affectent pas d'autres processus. De nombreux problèmes identifiés comme étant de la qualité de la gravure existent en fait même plus tôt dans le processus de décapage. Pour le processus de gravure des motifs extérieurs, il reflète de nombreux problèmes, car il reflète un phénomène de "contre - courant" plus important que la plupart des processus de PCB. En même temps, c'est parce que la gravure fait partie d'une série de processus qui commencent à partir des muqueuses et de la photosensibilité, 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 production des circuits imprimés. En théorie, après que le circuit imprimé est entré dans la phase de gravure, l'état de la section transversale du modèle devrait être tel qu'illustré à la figure 2. Idéalement, l'épaisseur du cuivre et de l'étain après placage ou la somme de l'épaisseur du cuivre et du plomb et de l'étain ne doit pas dépasser l'épaisseur de la pellicule photosensible plaquée de telle sorte que le motif de placage soit complètement masqué et encastré « des deux côtés de la pellicule». Cependant, dans la production réelle, les motifs de revêtement sont beaucoup plus épais que les motifs photosensibles après le placage des circuits imprimés dans le monde entier. Au cours de l'électrodéposition du cuivre et du plomb et de l'étain, il y a une tendance à l'accumulation latérale en raison de la hauteur du revêtement plus élevée que le film photosensible, ce qui entraîne des problèmes.


Le "bord" formé par l'étain ou le plomb - étain rend impossible l'enlèvement complet de la pellicule photosensible lors de l'enlèvement, laissant une petite fraction de "colle résiduelle" sous le "bord". La présence de « colle résiduelle» ou de « film résiduel» sous le « bord» de l’inhibiteur de corrosion entraînera une gravure incomplète. Les lignes gravées forment des « racines de cuivre » des deux côtés, ce qui réduit l'espacement des lignes, ce qui fait que les planches imprimées ne répondent pas aux exigences de la partie a et peuvent même être rejetées. Le coût de production des BPC augmentera considérablement en raison du rejet. En outre, dans de nombreux cas, en raison de la dissolution de la réaction, le film résiduel et le cuivre peuvent également s'accumuler dans la solution de gravure dans l'industrie des circuits imprimés, bloquer les buses de la machine de gravure et de la pompe résistante à l'acide et doivent être fermés pour traitement et nettoyage. Cela affecte la productivité.


3. Réglage de l'équipement et interaction avec la solution de corrosion

À l'intérieur. PCB board Traitement, La gravure à l'ammoniac est un processus chimique relativement fin et complexe. À l'envers., C'est un travail facile.. Une fois le processus lancé, La production peut continuer. La clé est qu'une fois activé, Il doit rester en état de fonctionnement continu, Il n'est pas recommandé d'arrêter. Le processus de gravure dépend en grande partie des bonnes conditions de fonctionnement de l'équipement.. Actuellement, Quelle que soit la solution de gravure utilisée, La peinture à haute pression doit être utilisée, Et pour obtenir un bord de ligne propre et un effet de gravure de haute qualité, La structure de la buse et la méthode de pulvérisation doivent être strictement choisies.. Pour obtenir de bons effets secondaires, De nombreuses théories différentes sont apparues, Conduit à différentes méthodes de conception et structures d'équipement. Ces théories sont souvent très différentes. Cependant, toutes les théories sur la gravure reconnaissent le principe de base qui maintient la surface métallique en contact constant avec un agent de gravure frais aussi rapidement que possible.. L'analyse du mécanisme chimique du processus de gravure confirme également ce point de vue.. Gravure à l'ammoniac, Supposons que tous les autres paramètres restent inchangés, the etching rate is mainly determined by the ammonia (NH3) in the etching solution. Donc,, 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.


Dans le savoir traditionnel de l'industrie des circuits imprimés, en particulier chez les fournisseurs de matières premières pour circuits imprimés, il est généralement admis que plus la teneur en ions cuivre monovalents dans les solutions de gravure aminée 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, dont l'action est de réduire les ions cuivre monovalents (ce sont les secrets techniques de la haute réactivité de leurs produits), et on peut voir que l'effet des ions cuivre monovalents n'est pas négligeable. La réduction du cuivre monovalent de 5000ppm à 50ppm doublera plus que le taux de gravure. Il est difficile de maintenir une teneur proche de zéro en raison de la production d'un grand nombre d'ions cuivre monovalents durant la réaction de gravure et parce que les ions cuivre monovalents sont toujours étroitement liés à des groupes complexes d'ammoniac. 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 pour laquelle l'air entre dans la Chambre de gravure. Cependant, si l'air est excessif, la perte d'ammoniac dans la solution est accélérée et le pH est réduit, ce qui réduit encore le taux de gravure. La teneur en ammoniac est également variable dans les solutions à contrôler. Certains utilisateurs ont introduit de l'ammoniac pur dans des cuves de gravure. Pour ce faire, un système de contrôle du pH - mètre doit être ajouté. Lorsque le pH mesuré automatiquement est inférieur à une valeur donnée, la solution est ajoutée automatiquement. Dans le domaine de la gravure chimique (aussi appelée gravure photochimique ou PCH), des travaux de recherche ont commencé et ont atteint le stade de la conception structurale de la machine à graver. Dans cette méthode, la solution utilisée est le cuivre divalent et non le cuivre ammoniacal. Il est probablement utilisé dans l'industrie des circuits imprimés. Dans l'industrie de pch, les feuilles de cuivre gravées sont généralement de 5 à 10 millimètres d'épaisseur et, dans certains cas, assez épaisses. Les exigences relatives aux paramètres de gravure sont généralement plus strictes que celles de l'industrie des BPC.


Une étude sur les systèmes industriels de PCM n'a pas encore été officiellement publiée, mais les résultats seront rafraîchissants. Grâce à un solide soutien financier du programme, les chercheurs ont la capacité à long terme de modifier la conception de l'équipement de gravure et d'étudier l'impact de ces changements. Par exemple, la buse de la buse est conçue en forme de ventilateur par rapport à la buse conique, et le collecteur d'injection (c. - à - d. Le tuyau vissé par la buse) a également un angle d'installation pour pulvériser la pièce dans la Chambre de gravure à un angle de 30 degrés. Si ce n'est pas le cas, l'installation de buses sur le collecteur entraînera des angles de pulvérisation différents pour chaque buse adjacente. Les surfaces de pulvérisation respectives du deuxième groupe de buses sont légèrement différentes de celles du Groupe correspondant (voir figure 8, qui montre les conditions de fonctionnement du pulvérisateur). De cette façon, la forme de la solution pulvérisée est superposée ou croisée. En théorie, si la forme de la solution se croise, la force de pulvérisation de la pièce diminue et il n'est pas possible de rincer efficacement l'ancienne solution de la surface gravée tout en maintenant la nouvelle solution en contact avec elle. Ceci est particulièrement vrai sur les bords des surfaces pulvérisées. La force de pulvérisation est beaucoup plus faible que la force de pulvérisation verticale. Cette étude a révélé que le paramètre de conception était de 65 PSI (c. - à - D. 4 + bar). Il existe des problèmes de pression d'injection pour chaque procédé de gravure et pour chaque solution pratique, et il est très rare que la pression d'injection dans la Chambre de gravure dépasse 30 psi (2bar). Un principe est que plus la densité de la solution de gravure est élevée (c'est - à - dire la gravité spécifique ou la Baume), plus la pression d'injection doit être élevée. Bien sûr, ce n'est pas un seul paramètre. Un autre paramètre important est la mobilité relative (ou mobilité) qui contrôle son taux de réaction en solution.


4. Pour les panneaux supérieurs et inférieurs, les bords d'entrée et les bords d'entrée arrière ont des états de gravure différents.

Un grand nombre de problèmes liés à la qualité de la gravure se sont concentrés sur la partie gravée de la surface supérieure de la plaque. Il est important de comprendre cela. Ces problèmes sont dus à l'effet d'accumulation colloïdale de l'etchant sur la surface supérieure de la carte de circuit imprimé. L'accumulation de solides colloïdaux à la surface du cuivre, d'une part, affecte la force de pulvérisation et, d'autre part, empêche la reconstitution des solutions fraîches de gravure, ce qui entraîne une réduction du taux de gravure. En raison de la formation et de l'accumulation de solides colloïdaux, le degré de gravure des motifs supérieurs et inférieurs de la carte de circuit est très précis. Ils font également partie de la carte de circuit la plus avancée dans la machine à graver et sont sujets à une gravure complète ou à une corrosion excessive parce qu'il n'y a pas d'accumulation à ce moment - là et que la gravure est plus rapide. Au lieu de cela, lorsque les parties qui entrent à l'arrière de la carte de circuit entrent, les couches se forment et ralentissent leur vitesse de gravure.


5. Entretien du matériel de gravure

L'élément clé de l'entretien de l'équipement de gravure est de s'assurer que les buses sont propres et exemptes d'obstacles afin que la peinture puisse se dérouler sans heurt.. Le colmatage ou le Slagging peuvent affecter la disposition sous pression du jet. Si la buse n'est pas propre, La gravure sera inégale et l'ensemble du PCB sera éliminé.. De toute évidence,, L'entretien de l'équipement consiste à remplacer les pièces endommagées et usées., Y compris le remplacement des buses, Il y a aussi des problèmes d'usure. En outre, Le plus important est de garder la machine à graver exempte de scories, L'accumulation de laitier se produit dans de nombreux cas. Une accumulation excessive de laitier peut même affecter l'équilibre chimique de la solution de gravure. De même,, Si l'etchant présente un déséquilibre chimique excessif, La formation de laitier s'aggravera. On ne saurait trop insister sur le problème de l'accumulation de scories. Une fois qu'une grande quantité de laitier apparaît soudainement dans la solution de gravure, Il s'agit généralement d'un signal qu'il y a un problème avec l'équilibre de la solution. Nettoyer correctement avec de l'acide chlorhydrique plus fort ou compléter la solution. Le film résiduel produit également du laitier, Une très petite quantité de film résiduel a été dissoute dans la solution de gravure., Puis le sel de cuivre précipite. Le laitier formé par le film résiduel indique que le processus d'enlèvement précédent du film était incomplet.. Un mauvais enlèvement du film de peinture est généralement le résultat d'un revêtement excessif du film de peinture de bord et de la surface. PCB board.