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Controllo del processo di incisione e del processo della scheda PCB
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Controllo del processo di incisione e del processo della scheda PCB

Controllo del processo di incisione e del processo della scheda PCB

2021-12-30
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Author:pcb

The process of PCB board from light board to showing circuit pattern is a relatively complicated process of physical and chemical reaction. This article analyzes its one-step etching. Attualmente, the typical process of PCB (PCB board) processing adopts the "graphic electroplating method". That is, pre-plated a lead-tin anti-corrosion layer on the part of the copper foil that needs to be retained on the outer layer of the board, che è, the pattern part of the circuit, e poi corrode chimicamente il foglio di rame rimanente, which is called etching.

PCB board

1. Types of etching
It should be noted that there are two layers of copper on the board during etching. Nel processo di incisione del livello esterno, only one layer of copper must be completely etched away, e il resto formerà il circuito finale richiesto. The characteristic of this type of pattern plating is that the copper plating layer only exists under the lead-tin resist layer. Un altro metodo di processo è quello di placcare rame su tutta la scheda, and the parts other than the photosensitive film are only tin or lead-tin resist. Questo processo è chiamato "processo di placcatura in rame a bordo completo". Compared with pattern electroplating, Lo svantaggio della placcatura in rame su tutta la scheda è che il rame deve essere placcato due volte su tutte le parti della scheda e deve essere corroso durante l'incisione. Pertanto, quando la larghezza del filo è molto fine, a series of problems will occur. Allo stesso tempo, side corrosion will seriously affect the uniformity of the line. Nella tecnologia di elaborazione del circuito esterno della scheda stampata, there is another method, che consiste nell'utilizzare una pellicola fotosensibile al posto del rivestimento metallico come strato resistente. This method is very similar to the inner layer etching process, e si può fare riferimento all'incisione nel processo di produzione dello strato interno. Attualmente, stagno o piombo-stagno è uno strato anticorrosivo comunemente usato, which is used in the etching process of ammonia-based etchant. L'acquavite a base di ammoniaca è un liquido chimico comunemente usato, which does not have any chemical reaction with tin or lead-tin. L'acquante di ammoniaca si riferisce principalmente all'ammoniaca/ammonium chloride etching solution. Inoltre, ammonia/Prodotti chimici per l'incisione del solfato di ammonio sono disponibili sul mercato. After using the sulfate-based etching solution, il rame in esso può essere separato da elettrolisi, so it can be reused. A causa del suo basso tasso di corrosione, it is generally rare nella produzione effettiva, ma si prevede che venga utilizzato in incisione senza cloro. Someone tried to use sulfuric acid-hydrogen peroxide as an etchant to corrode the outer layer pattern. Per molti motivi, tra cui economia e trattamento dei rifiuti liquidi, this process has not been widely used in a commercial sense. Inoltre, sulfuric acid-hydrogen peroxide cannot be used for etching of lead-
tin resist, E questo processo non è PCB Il metodo principale nella produzione dello strato esterno della scheda, so most people rarely care about it.

2. Etching quality and previous problems
The basic requirement for etching quality is to be able to completely remove all the copper layers except under the resist layer, e questo è tutto. Strictly speaking, se deve essere definito, la qualità di incisione deve comprendere la consistenza della larghezza della linea metallica e il grado di incisione laterale. Due to the inherent characteristics of the current etching solution, che produce non solo un effetto di incisione sulla direzione verso il basso ma anche sulla direzione sinistra e destra, side etching is almost inevitable. Il problema della sottoquotazione è uno dei parametri di incisione che viene spesso sollevato per discussione. È definito come il rapporto tra la larghezza di sottoquotazione e la profondità di incisione, which is called the etching factor. Nell'industria delle schede PCB, it has a wide range of changes, da 1:1 a 1:5. Obviously, un piccolo grado di sottotaglio o un basso fattore di incisione è soddisfacente. The structure of the etching equipment and the etching solutions of different compositions will affect the etching factor or the degree of side etching, o in termini ottimistici, it can be controlled. L'uso di alcuni additivi può ridurre il grado di erosione laterale. The chemical composition of these additives is generally a trade secret, e i rispettivi sviluppatori non lo divulgano al mondo esterno. In many ways, la qualità dell'incisione esisteva molto prima che la scheda stampata entrasse nella macchina per incisione. Because there are very close internal connections between the various processes or processes of PCB board processing, non esiste alcun processo che non sia influenzato da altri processi e che non influisca su altri processi. Many of the problems identified as etching quality actually existed in the process of removing the film or even before. Per quanto riguarda il processo di incisione della grafica del livello esterno, because the "inverted stream" phenomenon it embodies is more prominent than most printed board processes, molti problemi si riflettono in esso. Allo stesso tempo, this is also due to the fact that etching is a part of a long series of processes that starts with self-sticking and photosensitive, dopo il quale il modello del livello esterno viene trasferito correttamente. The more links, maggiore è la possibilità di problemi. Questo può essere visto come un aspetto molto speciale del processo di produzione di PCB. Theoretically speaking, dopo che la scheda PCB entra nella fase di incisione, in the process of processing the PCB board by the pattern electroplating method, Lo stato ideale dovrebbe essere: lo spessore totale del rame e dello stagno galvanizzato o del rame e dello stagno di piombo non dovrebbe superare il film fotosensibile resistente alla galvanizzazione Lo spessore del modello galvanico è completamente bloccato dalle "pareti" su entrambi i lati del film e incorporato in esso. Tuttavia, in actual production, Dopo la galvanizzazione di schede PCB in tutto il mondo, the plating pattern is much thicker than the photosensitive pattern. Nel processo di galvanizzazione del rame e del piombo-stagno, since the plating height exceeds the photosensitive film, si verifica una tendenza all'accumulo laterale, and the problem arises from this. Lo strato di stagno o piombo-stagno resistente che copre le linee si estende su entrambi i lati per formare un "bordo", covering a small part of the photosensitive film under the "edge". Il "bordo" formato da stagno o stagno di piombo rende impossibile rimuovere completamente la pellicola fotosensibile quando si rimuove la pellicola, leaving a small part of "residual glue" under the "edge". La "colla residua" o "pellicola residua" lasciata sotto il "bordo" del resist causerà un'incisione incompleta. The lines form "copper roots" on both sides after etching. Le radici di rame restringono la spaziatura tra le linee, causing the printed board to fail to meet Party A's requirements and may even be rejected. Il rifiuto aumenterà notevolmente il costo di produzione della scheda PCB. Inoltre, in many cases, a causa della formazione di dissoluzione dovuta alla reazione, nel settore delle schede PCB, the residual film and copper may also form and accumulate in the corrosive liquid and be blocked in the nozzle of the corrosion machine and the acid-resistant pump, e devono essere chiusi per la lavorazione e la pulizia. And it affects work efficiency.

PCB board

3. Equipment adjustment and interaction with corrosive solution
In PCB board processing, L'incisione dell'ammoniaca è un processo di reazione chimica relativamente delicato e complesso. On the other hand, è un lavoro facile. Once the process is up-regulated, la produzione può essere continuata. The key is to maintain continuous working status once it is turned on, e non è consigliabile asciugare e fermare. The etching process depends to a great extent on the good working condition of the equipment. At present, no matter what kind of etching solution is used, deve essere utilizzato spray ad alta pressione, and in order to obtain a neater line side and high-quality etching effect, la struttura dell'ugello e il metodo dello spruzzo devono essere rigorosamente selezionati. In order to obtain good side effects, molte teorie diverse sono apparse, forming different design methods and equipment structures. Queste teorie sono spesso molto diverse. But all theories about etching recognize the basic principle of keeping the metal surface in constant contact with fresh etching solution as quickly as possible. L'analisi del meccanismo chimico del processo di incisione ha confermato anche il punto di vista di cui sopra. In ammonia etching, supponendo che tutti gli altri parametri rimangano invariati, the etching rate is mainly determined by the ammonia (NH3) in the etching solution. Therefore, using 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 ammonia (NH3) needed for the reaction. Nella conoscenza tradizionale dell'industria delle schede PCB, especially the suppliers of PCB board raw materials, è riconosciuto che minore è il contenuto monovalente di ioni di rame nella soluzione di incisione ammoniaca, the faster the reaction speed. Ciò è stato confermato dall'esperienza. In fact, many ammonia-based etching solution products contain special ligands for monovalent copper ions (some complex solvents), whose role is to reduce monovalent copper ions (these are the technical secrets of their products with high reactivity ), it can be seen that the influence of monovalent copper ions is not small. Ridurre il rame monovalente da 5000ppm a 50ppm aumenterà il tasso di incisione di più di una volta. Since a large amount of monovalent copper ions are generated during the etching reaction, e perché gli ioni di rame monovalenti sono sempre strettamente combinati con il gruppo complesso dell'ammoniaca, è molto difficile mantenere il suo contenuto vicino allo zero. The monovalent copper can
be removed by converting monovalent copper into divalent copper through the action of oxygen in the atmosphere. Lo scopo di cui sopra può essere raggiunto spruzzando. This is a functional reason for passing air into the etching box. However, se l'aria è troppo, it will accelerate the loss of ammonia in the solution and make the PH value drop, con conseguente diminuzione del tasso di incisione. Ammonia in the solution is also the amount of change that needs to be controlled. Alcuni utenti adottano il metodo di passare ammoniaca pura nel serbatoio di incisione. To do so, deve essere aggiunto un insieme di sistemi di controllo del misuratore PH. When the automatically measured PH result is lower than the given value, la soluzione verrà aggiunta automaticamente. In the field of chemical etching (called photochemical etching or PCH) related to this, Il lavoro di ricerca è iniziato e ha raggiunto la fase di progettazione della struttura della macchina per incisione. In this method, la soluzione utilizzata è rame divalente, not ammonia-copper etching. Può essere utilizzato nell'industria delle schede PCB. In the PCH industry, Lo spessore tipico del foglio di rame inciso è di 5 a 10 mil, and in some cases the thickness is quite large. I suoi requisiti per i parametri di incisione sono spesso più rigorosi di quelli nel settore delle schede PCB.

4. Per quanto riguarda le superfici superiori e inferiori della tavola, the etching state of the leading edge and the trailing edge are different
A large number of problems related to etching quality are concentrated on the etched part of the upper plate surface. It is very important to understand this. Questi problemi derivano dall'influenza della compattazione colloidale prodotta dall'incisione sulla superficie superiore della scheda PCB. L'accumulo di lastre colloidali sulla superficie di rame influisce sulla forza di getto da un lato, and on the other hand prevents the replenishment of fresh etching solution, con conseguente riduzione della velocità di incisione. It is precisely because of the formation and accumulation of colloidal slabs that the degree of etching of the upper and lower patterns of the board is different. Questo rende anche la prima parte della scheda nella macchina da incisione facile da incidere completamente o causare sovracorrosione, because the accumulation has not yet formed at that time, e la velocità di incisione è più veloce. On the contrary, la parte che entra dietro la tavola si è già formata quando entra, and slows down its etching speed.

5. Maintenance of etching equipment
The key factor in the maintenance of etching equipment is to ensure that the nozzle is clean and free of obstructions to make the jet unobstructed. L'intasamento o le scorie influiranno sul layout sotto l'azione della pressione del getto. If the nozzle is not clean, causerà incisioni irregolari e rottami l'intera scheda PCB. Obviously, La manutenzione delle attrezzature è la sostituzione di parti danneggiate e usurate, including replacement of nozzles. Gli ugelli hanno anche il problema di usura. Inoltre, the more critical issue is to keep the etching machine free of slagging. In molti casi, slagging will accumulate. L'eccessiva scoria influenzerà anche l'equilibrio chimico della soluzione di incisione. Similarly, in caso di eccessivo squilibrio chimico nella soluzione di incisione, slagging will become more serious. Il problema dell'accumulo di scorie non può essere sottolineato troppo. Una volta che una grande quantità di scorie si verifica improvvisamente nella soluzione di incisione, it is usually a signal that there is a problem with the balance of the solution. Questo deve essere fatto con acido cloridrico forte per una corretta pulizia o integrazione della soluzione. Residual film can also produce slagging, una quantità molto piccola di film residuo si dissolve nella soluzione di incisione, and then forms copper salt precipitation. La scoria formata dal film residuo indica che il processo di rimozione precedente del film non è completo. Poor film removal is often the result of both edge film and over-plating in the PCB board.