Thông tin PCB - Nói về quá trình khắc của mạch bên ngoài của bảng PCB

Hiện tại, quá trình điển hình của xử lý bảng mạch in áp dụng "phương pháp mạ điện mẫu". Đó là, một lớp chống chì-thiếc được mạ trước trên phần lá đồng để được giữ lại trên lớp bên ngoài của bảng, đó là phần đồ họa của mạch, và sau đó về mặt hóa học. Về quy trình khắc, cần lưu ý rằng có hai lớp đồng trên tấm vào thời điểm này. Trong quá trình khắc lớp bên ngoài, chỉ có một lớp đồng phải được khắc hoàn toàn, và phần còn lại sẽ hình thành mạch cuối cùng cần thiết. Loại mạ mẫu này được đặc trưng bởi sự hiện diện của một lớp đồng chỉ dưới chống chì-thiếc. Một phương pháp quy trình khác là phủ toàn bộ tấm bằng đồng, và phần khác ngoài phim nhạy cảm ánh sáng chỉ là một lớp chống thiếc hoặc chì-thiếc. Quá trình này được gọi là "quá trình mạ đồng đầy đủ". So với mạ mẫu, nhược điểm của mạ đồng đầy đủ là đồng được mạ hai lần ở khắp mọi nơi trên bảng và phải được khắc trong khi khắc. Do đó, một loạt các vấn đề sẽ phát sinh khi chiều rộng dây rất tốt. Đồng thời, ăn mòn bên có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính đồng nhất của các dòng. Thiếc hoặc chì-thiếc là một lớp chống phổ biến được sử dụng trong quá trình khắc với chất khắc dựa trên amoniac. Ammonia etchant là một chất lỏng hóa học thường được sử dụng, không có bất kỳ phản ứng hóa học nào với thiếc hoặc chì-thiếc. Ammonia etchant chủ yếu đề cập đến nước amoniac / dung dịch khắc ammonium clorua. Ngoài ra, dung dịch khắc nước amoniac / amoniac sulfate cũng có sẵn trên thị trường. Giải pháp khắc dựa trên sulfate, sau khi sử dụng, đồng trong nó có thể được tách bằng điện phân, vì vậy nó có thể được tái sử dụng. Do tỷ lệ ăn mòn thấp, nó thường hiếm trong sản xuất thực tế, nhưng nó được dự kiến ​​sẽ được sử dụng trong khắc không có clo. Một số người đã cố gắng sử dụng axit sulfuric-hydro peroxide như một chất khắc để ăn mòn mô hình lớp bên ngoài. Vì nhiều lý do bao gồm các khía cạnh kinh tế và xử lý chất thải, quy trình này chưa được thông qua theo nghĩa thương mại. Hơn nữa, axit sulfuric-hydro peroxide không thể được sử dụng để khắc chống chì-thiếc, và quá trình này không phải là phương pháp chính trong sản xuất lớp bên ngoài của bảng PCB, vì vậy hầu hết mọi người hiếm khi quan tâm đến nó.

1. Chất lượng khắc và các vấn đề sớmYêu cầu cơ bản cho chất lượng khắc là có thể loại bỏ hoàn toàn tất cả các lớp đồng ngoại trừ dưới lớp chống, và đó là nó. Nói chặt chẽ, nếu mặt đất được xác định, chất lượng khắc phải bao gồm sự đồng nhất của chiều rộng dây và mức độ khắc bên. Do các đặc điểm vốn có của khắc hiện tại, nó không chỉ khắc xuống mà còn có hiệu ứng khắc ở hướng trái và phải, vì vậy khắc bên gần như không thể tránh khỏi. Vấn đề của undercut là một trong những thông số etch thường được thảo luận. Nó được định nghĩa là tỷ lệ chiều rộng của undercut với chiều sâu của etch, được gọi là yếu tố etch. Trong ngành công nghiệp mạch in, nó khác nhau rất nhiều, từ 1: 1 đến 1: 5. Rõ ràng, một mức độ thấp hoặc yếu tố khắc thấp là thỏa mãn. Cấu trúc của thiết bị khắc và các thành phần khác nhau của giải pháp khắc sẽ có tác động đến yếu tố khắc hoặc mức độ khắc bên, hoặc theo điều khoản lạc quan, nó có thể được kiểm soát. Việc sử dụng một số chất phụ gia có thể làm giảm mức độ khắc bên. Các thành phần hóa học của các chất phụ gia này thường là bí mật thương mại, và các nhà phát triển của chúng không tiết lộ chúng cho thế giới bên ngoài. Đối với cấu trúc của thiết bị khắc, các chương sau sẽ được dành riêng cho nó. Theo nhiều cách, chất lượng của khắc tồn tại lâu trước khi các tấm mạch in vào máy khắc. Bởi vì có một kết nối nội bộ rất chặt chẽ giữa các quy trình hoặc quy trình xử lý mạch in khác nhau, không có quy trình nào không bị ảnh hưởng bởi các quy trình khác và không ảnh hưởng đến các quy trình khác. Nhiều vấn đề được xác định là chất lượng khắc thực sự tồn tại trong quá trình tước thậm chí sớm hơn. Đối với quá trình khắc của mẫu lớp ngoài, nhiều vấn đề được phản ánh trong nó bởi vì hiện tượng "dòng ngược" mà nó phản ánh nổi bật hơn hầu hết các quá trình bảng mạch in. Đồng thời, điều này cũng là bởi vì khắc là một phần của một loạt các quy trình dài bắt đầu với phim tự dính và nhạy cảm ánh sáng, sau đó mô hình lớp ngoài được chuyển thành công. Càng có nhiều liên kết, càng có cơ hội xảy ra vấn đề. Điều này có thể được xem là một khía cạnh rất đặc biệt của quá trình sản xuất mạch in. Về mặt lý thuyết, sau khi mạch in bước vào giai đoạn khắc, trong quá trình xử lý mạch in bằng phương pháp mạ mẫu, trạng thái lý tưởng nên là: tổng số độ dày của đồng và thiếc hoặc đồng và chì-thiếc sau khi mạ điện không nên vượt quá sức đề kháng mạ điện Độ dày của phim nhạy cảm ánh sáng, do đó mô hình mạ điện được chặn hoàn toàn bởi "tường" ở cả hai bên của phim và nhúng vào nó. Tuy nhiên, trong sản xuất thực tế, sau khi mạ điện của các tấm mạch in trên toàn thế giới, mô hình lớp phủ dày hơn nhiều so với mô hình nhạy cảm ánh sáng. Trong quá trình mạ điện đồng và chì-thiếc, vì chiều cao của lớp mạ vượt quá màng nhạy cảm ánh sáng, có xu hướng tích lũy ngang, và vấn đề phát sinh. Lớp chống thiếc hoặc chì-thiếc được bao phủ trên các đường trải dài đến cả hai bên để hình thành "cạnh", và một phần nhỏ của phim nhạy cảm ánh sáng được bao phủ dưới "cạnh". "Cạnh" được hình thành bởi thiếc hoặc chì-thiếc làm cho nó không thể loại bỏ hoàn toàn phim nhạy cảm ánh sáng khi loại bỏ phim, để lại một phần nhỏ của "keo còn lại" dưới "cạnh". "Keo còn lại" hoặc "phim còn lại" được để lại dưới "cạnh" chống lại và sẽ gây ra khắc không hoàn chỉnh. Các dòng hình thành "rễ đồng" ở cả hai bên sau khi khắc, và rễ đồng thu hẹp khoảng cách dòng, dẫn đến bảng mạch in không đáp ứng các yêu cầu của Bên A, và thậm chí có thể bị từ chối. Chi phí sản xuất của bảng PCB sẽ tăng đáng kể do bị từ chối. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp, do sự hình thành của sự hòa tan do phản ứng, trong ngành công nghiệp mạch in, phim còn lại và đồng cũng có thể hình thành trầm tích trong dung dịch khắc và chặn vòi phun của máy khắc và máy bơm chống axit, và phải tắt để xử lý và làm sạch. ảnh hưởng đến hiệu quả công việc.2. Điều chỉnh thiết bị và tương tác với dung dịch ăn mòn Trong chế biến mạch in, khắc amoniac là một quá trình phản ứng hóa học tương đối tinh tế và phức tạp. Đổi lại đó là một công việc dễ dàng. Một khi quá trình này được thực hiện, sản xuất có thể tiếp tục. Chìa khóa là một khi nó được bật, nó cần duy trì trạng thái làm việc liên tục, và không nên dừng lại và dừng lại. Quá trình khắc phụ thuộc phần lớn vào điều kiện làm việc tốt của thiết bị. Hiện tại, bất kể loại giải pháp khắc được sử dụng, phun áp suất cao phải được sử dụng, và để có được các bên đường sắc sàng và hiệu ứng khắc chất lượng cao, cấu trúc của vòi phun và phương pháp phun phải được lựa chọn nghiêm ngặt. Để có được một tác dụng phụ tốt, nhiều lý thuyết khác nhau đã xuất hiện, dẫn đến các phương pháp thiết kế và cấu trúc thiết bị khác nhau. Những lý thuyết này thường rất khác nhau. Nhưng tất cả các lý thuyết về khắc thừa nhận nguyên tắc cơ bản của việc bề mặt kim loại tiếp xúc liên tục với khắc tươi càng nhanh càng tốt. Phân tích cơ chế hóa học của quá trình khắc cũng xác nhận điểm trên. Trong khắc amoniac, giả sử tất cả các thông số khác là hằng số, tỷ lệ khắc chủ yếu được xác định bởi amoniac trong dung dịch khắc. Do đó, sử dụng dung dịch tươi để khắc bề mặt có hai mục đích chính: một là để rửa ra các ion đồng vừa được sản xuất; Cái khác là cung cấp liên tục amoniac cần thiết cho phản ứng. Trong kiến thức truyền thống của ngành công nghiệp mạch in, đặc biệt là các nhà cung cấp nguyên liệu mạch in, nó thường được công nhận là hàm lượng ion đồng đơn giá trong dung dịch khắc dựa trên amoniac càng thấp, tốc độ phản ứng càng nhanh. Điều này đã được chứng minh bởi kinh nghiệm. Trên thực tế, nhiều sản phẩm khắc dựa trên amoniac chứa các liên kết đặc biệt (một số dung môi phức tạp) cho các ion đồng đơn giá, hoạt động để giảm các ion đồng đơn giá (đây là bí mật kỹ thuật của khả năng phản ứng cao của sản phẩm của họ), có thể thấy rằng ảnh hưởng của các ion đồng đơn giá không nhỏ. Tỷ lệ khắc sẽ tăng gấp đôi bằng cách giảm đồng đơn giá từ 5000ppm xuống còn 50ppm. Vì một lượng lớn ion đồng đơn giá được tạo ra trong phản ứng khắc, và vì các ion đồng đơn giá luôn được kết hợp chặt chẽ với nhóm amoniac phức tạp, rất khó để giữ hàm lượng gần 0. Đồng đơn giá có thể được loại bỏ bằng cách chuyển đổi đồng đơn giá thành đồng hai giá bằng hành động của oxy trong khí quyển. Mục đích trên có thể đạt được bằng cách phun. Đây là một lý do chức năng để truyền không khí vào buồng khắc. Tuy nhiên, nếu có quá nhiều không khí, nó sẽ tăng tốc mất amoniac trong dung dịch và giảm giá trị pH, điều này vẫn sẽ làm giảm tỷ lệ khắc. Amoniac trong dung dịch cũng là một lượng biến đổi cần kiểm soát. Một số người dùng đã áp dụng thực hành truyền amoniac tinh khiết vào hồ chứa khắc. Để làm như vậy, một hệ thống điều khiển đo PH phải được bổ sung. Khi pH được đo tự động thấp hơn một giá trị nhất định, dung dịch được tự động thêm vào. Trong lĩnh vực liên quan của khắc hóa học (còn được gọi là khắc quang hóa học hoặc PCH), công việc nghiên cứu đã bắt đầu và đã đạt đến giai đoạn thiết kế cấu trúc của máy khắc. Trong phương pháp này, dung dịch được sử dụng là đồng hai giá trị, không phải là khắc amoniac-đồng. Nó có thể sẽ được sử dụng trong ngành công nghiệp mạch in. Trong ngành công nghiệp PCH, tấm đồng khắc thường dày từ 5 đến 10 mils, và trong một số trường hợp dày hơn đáng kể. Yêu cầu của nó đối với các thông số khắc thường nghiêm ngặt hơn so với những gì trong ngành công nghiệp PCB.3. Liên quan đến bề mặt bảng trên và dưới, vấn đề của các trạng thái khắc khác nhau giữa cạnh chì vào và cạnh lối sau Một số lượng lớn các vấn đề liên quan đến chất lượng khắc được tập trung vào phần khắc của bề mặt bảng trên. Điều quan trọng là biết điều này. Những vấn đề này phát sinh từ tác động của sự tích tụ hình colloid từ các chất khắc trên bề mặt trên của bảng mạch in. Các chất rắn colloidal tích lũy trên bề mặt đồng, ảnh hưởng đến lực phun trên một mặt, và chặn sự bổ sung dung dịch khắc tươi trên mặt khác, dẫn đến giảm tốc độ khắc. Chính vì sự hình thành và tích lũy các chất rắn colloidal mà mức độ khắc của các mẫu trên và dưới của bảng khác nhau. Điều này cũng làm cho phần của bảng vào đầu tiên trong máy khắc dễ khắc hoàn toàn hoặc dễ gây ăn mòn quá mức, bởi vì sự tích lũy chưa được hình thành vào thời điểm đó và tốc độ khắc nhanh hơn. Ngược lại, khi phần đi vào phía sau của bảng đi vào, sự tích tụ đã được hình thành và làm chậm tốc độ khắc của nó. Bảo trì thiết bị khắc Yếu tố chính trong việc bảo trì thiết bị khắc là đảm bảo rằng vòi phun sạch sẽ và không có trở ngại để làm cho việc phun trơn tru. Tắc nghẽn hoặc slagging có thể ảnh hưởng đến bố trí dưới áp suất phản lực. Nếu vòi phun không sạch, khắc sẽ không đồng đều và toàn bộ PCB sẽ bị phế thải. Rõ ràng, bảo trì thiết bị là để thay thế các bộ phận bị hư hại và mòn, bao gồm việc thay thế vòi phun, cũng có vấn đề mòn mài. Ngoài ra, vấn đề quan trọng hơn là giữ cho máy khắc không tích tụ nứt, trong nhiều trường hợp xảy ra. Việc tích lũy quá nhiều nấm thậm chí sẽ ảnh hưởng đến sự cân bằng hóa học của dung dịch khắc. Tương tự như vậy, nếu chất khắc có sự mất cân bằng hóa học quá mức, sự hình thành nứt sẽ trầm trọng hơn. Vấn đề tích tụ nứt không thể được nhấn mạnh quá mức. Một khi một lượng lớn slagging xảy ra đột nhiên trong dung dịch khắc, nó thường là một tín hiệu rằng có một vấn đề với sự cân bằng của dung dịch. Điều này nên được làm sạch đúng cách với axit hydrochloric mạnh hơn hoặc dung dịch nên được bổ sung. Phim còn lại cũng có thể tạo ra nứt, một lượng rất nhỏ phim còn lại được hòa tan trong dung dịch khắc, và sau đó trầm tích muối đồng được hình thành. Sự hình thành của màng còn lại cho thấy quá trình loại bỏ màng trước đó không hoàn thành. Loại bỏ phim kém thường là kết quả của sự kết hợp của phim cạnh và mạ PCB.