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Processo di incisione e controllo di processo del circuito stampato
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Processo di incisione e controllo di processo del circuito stampato

Processo di incisione e controllo di processo del circuito stampato

2022-01-23
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Author:pcb

The process of circuito stampato dalla scheda ottica alla visualizzazione del modello del circuito è un processo complesso di reazione fisica e chimica. At present, il processo tipico di circuito stampato (PCB) processing adopts "graphic electroplating method". Questo è, a layer of lead tin anti-corrosion layer is pre plated on the copper foil to be retained on the outer layer of the circuito stampato, che è, the graphic part of the circuit, e poi il resto del foglio di rame è chimicamente corroso, which is called etching.


Tipi di incisione del circuito stampato

Va notato che ci sono due strati di rame sul circuito stampato during etching. Nel processo di incisione del livello esterno, only one layer of copper must be completely etched, e il resto formerà il circuito finale richiesto. This type of pattern plating is characterized in that the copper plating layer only exists below the lead tin resist layer.

Un altro processo è che l'intero circuito stampato è placcato con rame e la parte diversa dal film fotosensibile è solo stagno o stagno resistente strato. Questo processo è chiamato "processo di placcatura in rame a bordo completo". Rispetto alla placcatura del modello, il più grande svantaggio della placcatura del rame a bordo completo è che il rame deve essere placcato due volte ovunque sulla superficie del bordo e deve essere corroso durante l'incisione. Pertanto, quando la larghezza del filo è molto fine, si verificheranno una serie di problemi. Allo stesso tempo, la corrosione laterale influenzerà seriamente l'uniformità della linea.


Nella tecnologia di elaborazione del circuito esterno di circuito stampato, another method is to use photosensitive film instead of metal coating as corrosion resistant layer. Questo metodo è molto simile al processo di incisione dello strato interno. You can refer to the etching in the inner layer manufacturing process.

Allo stato attuale, stagno o stagno di piombo è lo strato di resistenza più comunemente usato, che viene utilizzato nel processo di incisione dell'ammoniaca L'incisione dell'ammoniaca è una soluzione chimica ampiamente usata, che non ha alcuna reazione chimica con stagno o stagno di piombo. L'incisione di ammoniaca si riferisce principalmente alla soluzione di incisione di cloruro di ammoniaca / ammoniaca.


Inoltre, ammonia / La soluzione di incisione del solfato di ammoniaca può anche essere acquistata sul mercato. The copper in the sulfate based etching solution can be separated by electrolysis after use, in modo che possa essere riutilizzato. Because of its low corrosion rate, è generalmente raro nella produzione effettiva, but it is expected to be used in chlorine free etching.

Qualcuno ha cercato di incidere il modello esterno con acido solforico perossido di idrogeno come incisione. A causa di molte ragioni, tra cui l'economia e il trattamento dei liquidi di scarto, questo processo non è stato ampiamente utilizzato in senso commerciale Inoltre, il perossido di idrogeno acido solforico non può essere utilizzato per l'incisione dello strato resistente allo stagno di piombo e questo processo non è il metodo principale nella produzione dello strato esterno del PCB, quindi la maggior parte delle persone raramente presta attenzione ad esso.

Printed circuit board etching

Qualità di incisione del circuito stampato e problemi esistenti

Il requisito di base per la qualità dell'incisione è quello di rimuovere completamente tutti gli strati di rame tranne sotto lo strato di resistenza, that's all. Rigorosamente parlando, se deve essere definita con precisione, the etching quality must include the consistency of conductor linewidth and the degree of side corrosion. A causa delle caratteristiche intrinseche della soluzione corrosiva corrente, it can etch not only downward, ma anche direzione sinistra e destra, so side corrosion is almost inevitable.

Il problema dell'incisione laterale è spesso discusso nei parametri di incisione. È definito come il rapporto tra larghezza di incisione laterale e profondità di incisione, che è chiamato fattore di incisione. Nell'industria dei circuiti stampati, varia ampiamente da 1:1 a 1:5. Ovviamente, un piccolo grado di incisione laterale o un basso fattore di incisione è il più soddisfacente.

La struttura dell'attrezzatura di incisione e la soluzione di incisione con componenti diversi influenzeranno il fattore di incisione o il grado di incisione laterale, or in an optimistic word, può essere controllato. Some additives can reduce the degree of side corrosion. La composizione chimica di questi additivi è generalmente un segreto commerciale, and their developers do not disclose it to the outside world.

Per molti versi, la qualità dell'incisione esisteva molto prima che il circuito stampato entrasse nella macchina di incisione. Poiché esiste una relazione interna molto stretta tra i vari processi o processi di elaborazione del circuito stampato, non esiste processo che non sia influenzato da altri processi e non influisca su altri processi. Molti problemi identificati come qualità di incisione sono effettivamente esistiti nel processo precedente di rimozione della pellicola o anche di più.

Per il processo di incisione della grafica esterna, many problems are finally reflected in it because its "inverted stream" image is more prominent than most circuito stampato processi. At the same time, anche perché l'incisione è l'ultimo passo di una lunga serie di processi a partire dall'incollaggio del film e dalla fotosensibilità. After that, il modello esterno è trasferito con successo. The more links, maggiore è la possibilità di problemi. This can be regarded as a very special aspect in the production process of printed circuit.


Teoricamente, dopo che il circuito stampato entra nella fase di incisione, nel processo di elaborazione del circuito stampato mediante galvanizzazione grafica, lo stato ideale dovrebbe essere: lo spessore totale di rame e stagno o rame e stagno di piombo dopo galvanizzazione non dovrebbe superare lo spessore del film fotosensibile resistente alla galvanizzazione, in modo che il modello di galvanizzazione sia completamente bloccato dalle "pareti" su entrambi i lati del film e incorporato in esso. Tuttavia, nella produzione reale, il modello placcato dei circuiti stampati in tutto il mondo è molto più spesso del modello fotosensibile dopo la galvanizzazione. Nel processo di galvanizzazione del rame e dello stagno di piombo, perché l'altezza del rivestimento supera il film fotosensibile, c'è una tendenza di accumulo trasversale e sorge il problema. Lo strato di stagno o stagno di piombo coperto sopra la linea si estende su entrambi i lati per formare un "bordo", coprendo una piccola parte del film fotosensibile sotto il "bordo".

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 the "residual glue" under the "edge". "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, che restringe la spaziatura tra linee, resulting in the circuito stampato che non soddisfano i requisiti della parte A e possono anche essere respinti. Due to rejection, il costo di produzione del circuito PCB sarà notevolmente aumentato.

Inoltre, in molti casi, la dissoluzione si forma a causa della reazione. Nell'industria dei circuiti stampati, il film residuo e il rame possono anche accumularsi nella soluzione corrosiva e nel blocco nell'ugello della macchina corrosiva e della pompa resistente agli acidi, quindi devono essere chiusi per il trattamento e la pulizia, che influisce sull'efficienza del lavoro.


Regolazione dell'attrezzatura e interazione con la soluzione corrosiva

L'incisione dell'ammoniaca è un processo di reazione chimica fine e complesso nella lavorazione dei circuiti stampati. Al contrario, è un lavoro facile. Una volta regolato il processo, la produzione continua può essere effettuata. La chiave è che una volta avviata la macchina deve mantenere uno stato di lavoro continuo e non deve essere fermata. Il processo di incisione dipende in larga misura dalle buone condizioni di funzionamento dell'apparecchiatura. Attualmente, non importa quale tipo di soluzione di incisione viene utilizzata, deve essere utilizzata una spruzzatura ad alta pressione e per ottenere lati lineari puliti e un effetto di incisione di alta qualità, la struttura dell'ugello e la modalità di spruzzatura devono essere rigorosamente selezionati.

In order to get good side effects, molte teorie diverse sono emerse, forming different design methods and equipment structures. Queste teorie sono spesso molto diverse. However, tutte le teorie sull'incisione riconoscono il principio più basilare, that is, mantenere la superficie metallica a contatto con una soluzione di incisione fresca il prima possibile. The chemical mechanism analysis of the etching process also confirms the above view. In incisione ad ammoniaca, assuming that all other parameters remain unchanged, the etching rate is mainly determined by ammonia (NH3) in the etching solution. Therefore, there are two main purposes for the interaction between fresh solution and etched surface: one is to flush out the newly generated copper ions; The second is to continuously provide ammonia (NH3) required for reaction.


Nella conoscenza tradizionale dell'industria dei circuiti stampati, in particolare dei fornitori di materie prime per circuiti stampati, è riconosciuto che più basso è il contenuto di ioni di rame monovalenti nella soluzione di incisione ammoniaca, più veloce è la velocità di reazione Ciò è stato confermato dall'esperienza. Infatti, molti prodotti di incisione ammoniaca contengono speciali gruppi di coordinamento di ioni di rame monovalenti (alcuni solventi complessi), che vengono utilizzati per ridurre gli ioni di rame monovalenti (questi sono i segreti tecnici dei loro prodotti con elevata capacità di reazione). Si può vedere che l'influenza degli ioni di rame monovalenti non è piccola. Se il rame monovalente viene ridotto da 5000 ppm a 50 ppm, il tasso di incisione sarà più che raddoppiato.


Because a large number of monovalent copper ions are generated in the process of etching reaction, e perché gli ioni di rame monovalenti sono sempre strettamente combinati con il complesso gruppo di ammoniaca, it is very difficult to keep their content close to zero. Il rame monovalente può essere rimosso convertendo il rame monovalente in rame divalente attraverso l'azione dell'ossigeno nell'atmosfera. The above purpose can be achieved by spraying.

Questo è un motivo funzionale per passare aria nella scatola di incisione. Tuttavia, se c'è troppa aria, accelererà la perdita di ammoniaca nella soluzione e ridurrà il valore del pH, che ridurrà ancora il tasso di incisione. Anche l'ammoniaca in soluzione deve essere controllata. Alcuni utenti utilizzano il metodo di passare ammoniaca pura nel serbatoio di stoccaggio dell'incisione. Per fare ciò, è necessario aggiungere un set di sistema di controllo del pH meter. Quando il risultato del pH misurato automaticamente è inferiore al valore indicato, la soluzione verrà aggiunta automaticamente.


In the related field of chemical etching (also known as photochemical etching or PCH), research work has begun and reached the stage of etching machine structure design. In questo metodo, the solution used is divalent copper, non ammoniaca rame incisione. It will likely be used in the printed circuit industry. Nell'industria PCH, the typical thickness of etched copper foil is 5 to 10 mils, e in alcuni casi è abbastanza grande. Its requirements for etching parameters are often more stringent than those in PCB industry.

Incisione del circuito stampato

Sulla superficie superiore e inferiore della piastra, gli stati di incisione del bordo anteriore e del bordo posteriore sono diversi

Un gran numero di problemi legati alla qualità dell'incisione si concentrano sulla parte incisa della superficie superiore della piastra. E' importante capirlo. Questi problemi derivano dall'influenza delle strutture colloidali prodotte dall'incisione sulla superficie superiore del circuito stampato. I depositi colloidali sulla superficie del rame, da un lato, influenzano la forza del getto, dall'altro, bloccano il rifornimento della soluzione di incisione fresca, con conseguente riduzione della velocità di incisione. È dovuto alla formazione e all'accumulo di strutture colloidali che il grado di incisione della grafica superiore e inferiore del circuito stampato è diverso. Questo rende anche la prima parte del circuito stampato nella macchina da incisione facile da incidere accuratamente o facile da causare sopra corrosione, perché l'accumulo non è stato formato in quel momento e la velocità di incisione è veloce. Al contrario, quando entra la parte che entra dietro il circuito stampato, l'accumulo si è formato e la sua velocità di incisione è rallentata.


Maintenance of etching equipment

The key factor for the maintenance of etching equipment is to ensure that the nozzle is clean and unobstructed without obstruction. Blocco o scorie influiranno sul layout sotto l'azione della pressione del getto. If the nozzle is not clean, causerà un'incisione irregolare e sprecherà il tutto circuito stampato.

Obviously, la manutenzione dell'attrezzatura è quella di sostituire le parti danneggiate e usurate, including the nozzle. L'ugello ha anche il problema di usura. In addition, Il problema più critico è quello di mantenere l'incisore libero da scorie, which will occur in many cases Excessive slagging accumulation will even affect the chemical balance of the etching solution. Allo stesso modo, if there is excessive chemical imbalance in the etching solution, le scorie diventeranno sempre più gravi. The problem of slagging and accumulation cannot be overemphasized. Una volta che una grande quantità di scorie si verifica improvvisamente nella soluzione di incisione, it is usually a signal that the balance of the solution is wrong. Questo deve essere pulito correttamente con acido cloridrico forte o aggiunto alla soluzione.


Il film residuo può anche produrre scorie. Una quantità molto piccola di film residuo viene sciolta nella soluzione di incisione e quindi si forma precipitazione di sale di rame. La scoria formata dal film residuo indica che il processo di rimozione precedente del film non è completo. La scarsa rimozione del film è spesso il risultato di film di bordo e sovraplaccatura.