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PCBブログ
PCBボードの外部回路のエッチングプロセスについて
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PCBボードの外部回路のエッチングプロセスについて

PCBボードの外部回路のエッチングプロセスについて

2022-02-17
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Author:pcb

現在, の典型的なプロセス プリント回路基板 パターン電気めっき法を採用. それで, リードすずレジスト・レイヤーは、盤の外のレイヤーに保持される銅箔部の上に予めメッキされる, それで, 回路のグラフィック部分, それから、化学的に残りの銅箔はエッチングと呼ばれる方法でエッチングされる. エッチングプロセスに関して, この時点で基板上には2層の銅があることに留意すべきである. 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. この種のパターンめっきは、リードすずレジストの下でのみ銅層の存在によって特徴づけられる. 別の方法は、板全体を銅で覆う方法である, 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層だけである. この工程を「フルボード銅めっき工程」と呼ぶ. パターンめっきと比較して, 全面的な銅めっきの欠点は、銅が基板上のどこでも二度めっきされ、エッチングの間、エッチングされなければならないということである. したがって, ワイヤ幅が非常に細かいときに一連の問題が生じる. 同時に, 側面腐食はラインの均一性に重大に影響する. 錫又は鉛錫はアンモニア系エッチング液によるエッチングプロセスで使用される共通レジスト層である. アンモニアエッチング液は、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水を指す/塩化アンモニウムエッチング液. 加えて, アンモニア水/アンモニア硫酸塩エッチング溶液も市場で入手可能です. 硫酸塩エッチング溶液, 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. 低い腐食率のため, 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. 一部の人々は、硫酸層過酸化水素をエッチャントとして外層パターンを腐食させようとした. 経済学と廃棄物処理面を含む多くの理由で, この過程はまだ商業的な意味で採用されていない. さらに, 硫酸過酸化水素は、リードすずレジストのエッチングに使用できない, そして、このプロセスは、1980年代の外側の層の生産の主要な方法でありません PCBボード, ほとんどの人はめったに気にかけない.

プリント回路基板

1. Etching quality and early problems
The basic requirement for etching quality is to be able to completely remove all copper layers except under the resist layer, それで. 厳密に言えば, 地面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、ワイヤ幅の均一性及びサイドエッチングの程度を含まなければならない. 現在のエッチング液の固有の特性のために, それは、下にエッチングだけでなく、また、左右方向にエッチング効果を持って, だから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. アンダーカットの幅とエッチ深さとの比, エッチファクターという. 印刷回路業界で, 広く変わる, 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因子は、満足である. エッチング装置およびエッチング液の異なる組成物の構造は、エッチングファクタまたはサイドエッチング度に影響を及ぼす, 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、サイドエッチング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に貿易秘密である, そして、彼らの開発者は、彼らを外の世界に明らかにしません. エッチング装置の構造, 以下の章では.

多くの方法で, エッチングの品質は、ずっと前に存在する プリント回路基板 エッチャーに入る. 印刷回路処理の様々なプロセスまたはプロセスの間に非常に近い内部接続があるので, 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、実際にはストリッピングプロセスにおいても以前に存在していた. 外層パターンのエッチングプロセス, それが反映する「逆の流れ」現象が大部分の印刷された回路基板プロセスより顕著であるので、多くの問題はそれに反映されます. 同時に, これは、エッチングが自己接着フィルムと感光性から始まる一連のプロセスの一部であるからである, その後、外部層パターンがうまく転送される. より多くのリンクがあります, 問題が大きい. これは、印刷回路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, プリント回路がエッチングステージに入ると, パターンめっき法によって印刷回路を処理する工程において, 理想的な状態としては、電気めっき後の銅、錫、銅および鉛錫の厚さの合計が、電気めっき抵抗の厚さを超えてはならない, 電気メッキパターンがフィルムの両側の「壁」によって完全にブロックされて、それに埋め込まれるように. しかし, 実際の生産で, 電気めっき後 プリント回路基板 世界中ずっと, コーティングパターンは、感光性パターンよりはるかに厚い. 銅と鉛錫の電気めっきの過程で, メッキ層の高さが感光膜を超えるので, 横に蓄積する傾向がある, そして問題が起こる. ラインより上におおわれる錫またはリードすずレジスト・レイヤーは、「エッジ」を形づくるために両側に延びる, そして、感光性フィルムの小さい部分は「エッジ」の下でカバーされる. 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. 「残留接着剤」または「残留膜」はレジスト「エッジ」の下に残され、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, そして、銅の根は線間隔を狭くする, 印刷された回路基板の結果として、パーティーAの要件を満たしていない, そして、拒絶されるかもしれません. の製造コスト PCBボード 拒絶により大幅に増加する. 加えて, 多くの場合, 反応による溶解の形成のために, 印刷回路業界で, 残留膜および銅はまた、エッチング溶液中に堆積物を形成し、エッチング機械および耐酸性ポンプのノズルをブロックすることができる, 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., 作業効率に影響する.

2. Equipment adjustment and interaction with corrosive solution
In printed circuit processing, アンモニアエッチングは比較的微細で複雑な化学反応過程である. 今度は楽な仕事だ. 一度処理が上がった後, 生産は継続できる. キーは、それがオンになったら, 継続的な作業状態を維持する必要がある, 停止して停止することは賢明ではない. 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, 高圧溶射を使用しなければならない, そして、きちんとしたライン側と高品質のエッチング効果を得るために, ノズルの構造及び噴霧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きた, 異なるデザイン方法と器材構造の結果. 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、できるだけ早く新鮮なエッチング液と絶えず接触している金属表面を得る基本原則を認めます. エッチングプロセスの化学機構解析も上記の点を確認した. アンモニアエッチング, 他のすべてのパラメータが定数, エッチングレートは主にエッチング液中のアンモニアによって決まる. したがって, 表面をエッチングするために新鮮な溶液を使用すると、2つの主な目的があります:1つは、ちょうど生産される銅イオンをフラッシュすることですもう一つは、反応に必要なアンモニアを連続的に供給することである.

印刷回路産業の伝統的知識, 特に印刷回路原料の供給元, アンモニア系エッチング液中の1価銅イオンの含有量が低いことが一般的に認められる, 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 etchant products contain special ligands (some complex solvents) for monovalent copper ions, which act to reduce monovalent copper ions (these are the technical secrets of their products' high reactivity ), 一価の銅イオンの影響は小さい. エッチング速度は5000 ppmから50 ppmまでの1価銅の還元によって二倍以上になる. エッチング反応中に多量の一価の銅イオンが生成される, そして、一価の銅イオンは、常にアンモニアの複雑なグループと密接に結合されるので, コンテンツをゼロに近づけるのはとても難しい. 一価銅は、大気中の酸素の作用により、1価の銅を二価の銅に変換することによって除去することができる. 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、エッチングチャンバに空気を通す1つの機能的理由である. しかし, 空気が多すぎるなら, それは、溶液のアンモニアの損失を速めて、pH値を減らします, これは、エッチングレートを. 溶液中のアンモニアも制御される必要がある可変量である. 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習慣を採用した. 為す, pHメータ制御システムを追加しなければならない. 自動的に測定されたpH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 related field of chemical etching (also known as photochemical etching or PCH), 研究作業は始まって、エッチング装置の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、銅二価である, アンモニア銅エッチングでない. それはおそらく印刷回路業界で使用されるでしょう. Pch業界で, エッチングされた銅箔は、典型的には, 場合によってはかなり厚い. エッチングパラメータのためのその要件は、PCB産業のそれらよりしばしば厳しい.

3. 上下の板面について, the problem of different etching states between the lead-in edge and the rear-entry edge
A large number of problems related to etching quality are concentrated on the etched part of the upper board surface. これを知ることが重要です. これらの問題は、プリント回路基板の上面におけるエッチャントからのコロイド蓄積の効果から生じる. コロイド表面は銅表面に蓄積する, これは片手の射出力に影響する, そして、他方の手に新鮮なエッチング液の補充を阻止する, その結果、エッチング速度が低下する. コロイド状固体の形成と蓄積のために、基板の上下パターンのエッチング度が異なることは、正確である. これは、また、エッチングされたマシンで最初に入る板の部分を完全にエッチングしたり、腐食を起こしやすくします, その時に蓄積ができていないからです, エッチング速度が速い. 逆に, 板の後ろに入る部分が入ると, ビルドアップは既に形成され、そのエッチレートを減速させる.

4. The maintenance of etching equipment
The key factor in the maintenance of etching equipment is to ensure that the nozzles are clean and free of obstructions to make the spraying smooth. 封鎖またはスラッジングは、ジェット圧力の下でレイアウトに影響を及ぼすことができます. ノズルがきれいでないならば, エッチングは不均一であり、PCB全体が廃棄される. 明らかに, 機器のメンテナンスは、破損した部品を交換することです, ノズルの交換を含むこと, また、摩耗と涙の問題がある. これに加えて, より重要な問題は、etcherをスラグ蓄積のない状態に保つことです, 多くの場合、発生する. 多量のスラグの蓄積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, エッチ液が過度の化学アンバランスを示すならば, スラグの生成は悪化する. スラグ蓄積の問題は過大にはできない. 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、適切に塩酸を洗浄したり、溶液を補充する必要があります. 残渣膜はスラグを製造することもできる, 非常に少量の残留膜がエッチング液に溶解される, それから、銅塩沈殿は、形成される. 残留膜によって形成されたスラグは、前のフィルム除去プロセスが完全でないことを示す. 貧弱なフィルム除去は、しばしばエッジフィルムと PCBボード 過めっき.