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PCBボードエッチングプロセスとプロセス制御
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PCBボードエッチングプロセスとプロセス制御

2021-12-30
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Author:pcb

のプロセス PCBボード from light board to showing circuit pattern is a relatively complicated process of physical and chemical reaction. この論文はワンステップエッチングを分析する. 現在, the typical process of PCB (PCBボード) 処理 adopts the "graphic electroplating method". それで, 板の外層に保持される必要がある銅箔の部分に鉛錫防止層を事前にメッキした, それで, 回路のパターン部分, そして、残りの銅箔を化学的に腐食させる, エッチングというもの.

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1. Types of etching
It should be noted that there are two layers of copper on the board during etching. 外層エッチング工程中, 銅の1層のみが完全にエッチングされなければならない, 残りは最終的に必要な回路を形成する. この種のパターンメッキの特徴は、銅めっき層がリードすずレジスト層の下にのみ存在することである. もう一つの方法は、板全体に銅をメッキする方法です, そして、感光性フィルム以外の部分は、錫またはリードすずレジストだけである. この工程を「フルボード銅めっき工程」と呼ぶ. パターン電気めっきと比較, 基板全体の銅めっきの欠点は、基板の全ての部分で銅を二度めっきしなければならず、エッチング中に腐食しなければならないということである. したがって, ワイヤー幅が非常に細いとき, 一連の問題が起こる. 同時に, 側の腐食は、線の均一性に深刻に影響します. プリント基板の外部回路の処理技術について, 別の方法がある, レジスト層として金属コーティングの代わりに感光膜を使用する. この方法は、内部層エッチングプロセスと非常に類似している, そして、あなたは内部層製造プロセスでエッチングを参照することができます. 現在, 錫又は鉛錫は一般的に使用される腐食防止層である, アンモニアベースエッチング液のエッチングプロセスで使用される. アンモニアベースのエッチング液は一般的に使用される化学液体である, スズ又は鉛スズとの化学反応はない. アンモニアエッチング液は主にアンモニアを指す/塩化アンモニウムエッチング液. 加えて, アンモニア/硫酸アンモニウムエッチング化学品も市販されている. 硫酸系エッチング液の使用後, その中の銅は電気分解で分離できる, それで、それは再利用されることができます. 腐食速度が低いから, 実際の生産では一般に珍しい, しかし、それは塩素フリーエッチングで使用されると予想される. 誰かが硫酸過酸化水素をエッチャントとして使って外層パターンを腐食させようとした. 経済と廃液処理を含む多くの理由のため, このプロセスは商業的な意味で広く使われていない. さらに, sulfuric acid-hydrogen peroxide cannot be used for etching of lead-
tin resist, そして、このプロセスは基板の外側層の製造における主要な方法ではない, ほとんどの人はめったに気にかけない.

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, それで. 厳密に言えば, それが定義されることになっているならば, エッチング品質は、ワイヤライン幅とサイドエッチングの程度の整合性を含まなければならない. 電流エッチング溶液の固有の特性のために, これは、下方向だけでなく、左右方向にもエッチング効果を生成する, サイドエッチングはほとんど避けられない. アンダーカットの問題は、しばしば議論のために提起されるエッチングパラメータの1つである. アンダーカット幅とエッチング深さの比, これをエッチングファクタという. に PCBボード 工業, それには広範囲の変化がある, 1 : 1から1 : 5まで. 明らかに, 小さいアンダーカット度または低いエッチング係数は、満足である. 異なる構成のエッチング装置およびエッチング溶液の構造は、エッチング係数またはサイドエッチングの程度に影響する, または楽観的な条件で, 制御可能. ある種の添加剤を用いることにより、サイドエロージョンの程度を減少させることができる. これらの添加物の化学組成は一般的に貿易秘密である, そして、それぞれの開発者は外部世界にそれを開示しない. 多くの方法で, エッチングの品質は、プリント基板がエッチング装置に入る前に存在した. なぜなら、様々なプロセスやプロセスの間に非常に近い内部接続があるからです PCBボード 処理, 他のプロセスに影響されないプロセスはなく、他のプロセスに影響しません. エッチング品質として特定された問題の多くは、実際には、フィルムを除去するプロセス、あるいは前に存在した. 外層図形のエッチング過程について, それが具体化する「逆の流れ」現象が大部分のプリント板プロセスより顕著であるので, 多くの問題がそれに反映されます. 同時に, これはまた、エッチングが自己付着と感光で始まる一連のプロセスの一部であるという事実によるものである, その後、外部層パターンがうまく転送される. より多くの関連, 問題の可能性が大きい. これは、PCB製造プロセスの非常に特別な側面として見ることができる. 理論的に言えば, アフター PCBボード エッチングステージに入る, 処理の過程で PCBボード パターン電気めっき法, 理想的な状態としては、電気メッキされた銅、錫、銅及び鉛錫の厚さが、電気めっき抵抗性の感光性フィルムを超えてはならない. しかし, 実際の生産で, 電気めっき後 PCBボード世界中のs, メッキパターンは感光パターンよりもはるかに厚い. 銅と鉛錫の電気めっきの過程で, メッキ高さが感光性フィルムを超えるので, 横方向蓄積の傾向, そして、問題はこれから起こります. ラインを覆っている錫またはリードすずレジスト・レイヤーは、「エッジ」を形成するために両側に延びる, 「エッジ」の下で感光性フィルムの小さな部分を覆う. 錫又は鉛スズによって形成された「エッジ」は、フィルムを除去する際に、感光フィルムを完全に除去することが不可能になる, “エッジ”の下で“残留接着剤”の小さな部分を残す. レジストの「エッジ」の下に残った「残留接着剤」または「残留膜」は、不完全なエッチングを引き起こす. ラインは、エッチングの両側に「銅の根」を形成する. 銅の根は線間隔を狭くする, 印刷されたボードがパーティーAの要件を満たすために失敗して、拒絶されるかもしれない原因となる. 拒否は、生産コストを大きく増加させる PCBボード. 加えて, 多くの場合, 反応による溶解の形成のために, に PCBボード 工業, 残留膜および銅はまた、腐食性液体中に形成され蓄積され、腐食機械および耐酸性ポンプのノズル内でブロックされ得る, そして、処理と掃除のためにシャットダウンされなければなりません. そして、それは仕事効率に影響を及ぼします.

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3. Equipment adjustment and interaction with corrosive solution
In PCBボード processing, アンモニアエッチングは比較的繊細で複雑な化学反応過程である. 一方で, 楽な仕事だ. 一旦プロセスがアップレギュレーションされると, 生産継続. キーは、それがオンになったら一度連続作業状態を維持することです, そして、それは乾燥して停止することをお勧めしません. エッチングプロセスは、装置の良好な加工条件において非常に大きい. 現在, どのような種類のエッチング液を使用しても, 高圧スプレー, そして、ネーターライン側と高品質のエッチング効果を得るために, ノズル構造とスプレー方法を厳密に選択しなければならない. 良い副作用を得るために, さまざまな説が出ている, 異なる設計方法と装置構造の形成. これらの説はしばしば非常に異なる. しかし、エッチングについてのすべての理論は、可能な限り迅速に、新鮮なエッチング溶液と一定の接触で金属表面を保つ基本原理を認識する. エッチングプロセスの化学機構解析も上記の観点を確認した. アンモニアエッチング, 他のすべてのパラメータが不変のままであると仮定する, the etching rate is mainly determined by the ammonia (NH3) in the etching solution. したがって, 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. 伝統的知識の中で PCBボード 工業, 特にサプライヤー PCBボード 原料, アンモニアエッチング溶液中の1価銅イオン含有量が低いことが認められた, 高速反応速度. これは経験によって確認された. 事実上, 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 ), 一価の銅イオンの影響は小さい. 5000 ppmから50 ppmまでの1価銅の還元は、エッチング速度を1回以上増加させる. エッチング反応中に多量の単量の銅イオンが生成される, そして、一価の銅イオンは常にアンモニアの錯化グループと密接に結合しているので, その内容をゼロに近づけるのはとても難しい. The monovalent copper can
be removed by converting monovalent copper into divalent copper through the action of oxygen in the atmosphere. 上記の目的は噴霧によって達成することができる. これはエッチングボックスに空気を通す機能的理由である. しかし, 空気が多すぎるならば, これは、溶液中のアンモニアの損失を加速し、pH値を低下させる, その結果、エッチング速度が低下する. 溶液中のアンモニアは、制御される必要がある変化の量でもある. 一部のユーザーは、エッチング・リザーバに純粋なアンモニアを通す方法を採用する. 為す, pHメーターコントロールシステムのセットを追加する必要があります. 自動的に測定されたpH結果が与えられた値より低いとき, ソリューションが自動的に追加されます. In the field of chemical etching (called photochemical etching or PCH) related to this, 研究が始まって、エッチング機構造設計の段階に達しました. この方法で, 使用される溶液は2価の銅である, アンモニア銅エッチングでない. これは PCBボード 工業. Pch業界で, エッチングされた銅箔の典型的な厚さは, 場合によっては厚さはかなり大きい. エッチングパラメータのためのその要件は、多くの場合 PCBボード 工業.

4. 上下の板面について, 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. これを理解することはとても重要です. これらの問題は、エッチング液によって生成されるコロイド圧密の影響から生じる PCBボード. 銅表面上のコロイドスラブの蓄積は片手での噴射力に影響する, 他方、新鮮なエッチング液の補充を防止する, その結果、エッチング速度が低下する. それは正確には、板の上と下のパターンのエッチングの程度が異なるコロイドスラブの形成と蓄積のためです. これはまた、完全にエッチングされるか、または過度の腐食を引き起こすのを容易にするために、エッチング機の基板の第1の部分を作る, まだその時蓄積が形成されていないからです, エッチング速度が速い. 反対に, それが入るとき、板の後ろに入る部分はすでに形成されました, そして、そのエッチング速度を遅くします.

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. 目詰まりやスラッジングはジェット圧力の作用下でのレイアウトに影響する. ノズルがきれいでないならば, それは、均一なエッチングを引き起こして、全体をスクラップします PCBボード. 明らかに, 機器メンテナンスは損傷部品と部品の交換, ノズル交換を含む. ノズルにも摩耗の問題がある. 加えて, より重要な問題は、エッチング装置をスラッグ加工しないようにすることである. 多くの場合, スラッジングは蓄積される. 過度のスラギングはエッチング液の化学的バランスにも影響を及ぼす. 同様に, エッチング溶液に過度の化学アンバランスがある場合, スラッジングはもっと深刻になる. スラグ蓄積の問題は過大ではない. 一旦エッチング・ソリューションにおいて、大量のスラッジングが突然発生すると, それは通常、解決策のバランスに問題がある信号です. これは、適切な洗浄または溶液の補足のために、強い塩酸を用いなければならない. 残りのフィルムはまた、スラギングを生じることができる, 非常に少量の残留膜がエッチング液に溶解する, そして、銅塩沈殿を形成します. 残留フィルムによって形成されるスラッギングは、前のフィルム除去プロセスが完全でないことを示す. 貧弱な膜除去は、しばしば、エッジフィルムおよびオーバーエッチングの結果である PCBボード.