1. Резюме
В настоящее время типичный процесс обработки печатных плат (PCB) использует «метод графического гальванического покрытия», то есть на медную фольгу предварительно наносится слой коррозионно-стойкого слоя свинца и олова, который остается на внешнем слое платы. то есть графическая часть схемы, а затем и вся остальная медная фольга подвергается химической коррозии, что называется травлением.
Следует отметить, что в настоящее время на плате имеется два слоя меди.В процессе травления внешнего слоя только один слой меди должен быть полностью вытравлен, а остальные образуют окончательную требуемую схему.Этот тип нанесения рисунка характеризуется тем, что слой медного покрытия существует только под слоем оловянно-свинцового резиста.Другой процесс заключается в том, что вся плата покрыта медью, а часть, кроме светочувствительной пленки, представляет собой только слой оловянного или свинцово-оловянного резиста.Этот процесс называется “полный процесс меднения платы”. По сравнению с нанесением рисунка самым большим недостатком полного меднения платы является то, что медь должна быть покрыта дважды везде на поверхности платы, и они должны подвергаться коррозии во время травления. Поэтому, когда ширина проволоки очень Хорошо, возникнет ряд проблем.В то же время боковая коррозия серьезно повлияет на равномерность линии.
В технологии обработки внешней схемы печатной платы другой метод заключается в использовании светочувствительной пленки вместо металлического покрытия в качестве антикоррозионного слоя.Этот метод очень похож на процесс травления внутреннего слоя.Вы можете обратиться к травлению во внутреннем слое производственный процесс.
В настоящее время олово или олово-свинец являются наиболее часто используемым резистивным слоем, который используется в процессе травления аммиачным травителем. раствор для травления аммиак/хлорид аммиака.Кроме того, раствор для травления аммиак/сульфат аммиака также можно приобрести на рынке.
Медь в травильном растворе на основе сульфата может быть отделена электролизом после использования, поэтому ее можно использовать повторно.Из-за низкой скорости коррозии она, как правило, редко используется в реальном производстве, но ожидается, что она будет использоваться при травлении без хлора. водород пытался протравить внешний рисунок с помощью перекиси водорода серной кислоты в качестве травителя.По многим причинам, включая экономию и очистку отработанной жидкости, этот процесс не получил широкого коммерческого применения.Кроме того, перекись водорода серной кислоты не может быть использована для травления слоя свинцово-оловорезистивного слоя, и этот процесс не является основным методом производства внешнего слоя печатной платы, поэтому большинство людей редко обращают на него внимание.
2. Качество травления и существующие проблемы
Основным требованием к качеству травления является полное удаление всех слоев меди, кроме подслоя резиста, вот и все Строго говоря, если его точно определить, то качество травления должно включать в себя постоянство ширины линии коррозионного проводника и степень бокового травление. Из-за присущих текущему коррозионному раствору характеристик он может травить не только вниз, но и влево и вправо, поэтому боковая коррозия практически неизбежна.
Проблема травления стороны часто обсуждается в параметрах травления.Он определяется как отношение ширины травления стороны к глубине травления, что называется коэффициентом травления.В производстве печатных плат он широко варьируется от 1:1 до 1:5.Очевидно, что Небольшая степень бокового травления или низкий коэффициент травления являются наиболее удовлетворительными.
Структура травильного оборудования и травильный раствор с различными компонентами будут влиять на коэффициент травления или степень бокового травления, или, оптимистично говоря, его можно контролировать.Некоторые добавки могут снизить степень боковой коррозии.
Во многих отношениях качество травления существовало задолго до того, как печатная плата поступила в травильный станок.Поскольку существует очень тесная внутренняя взаимосвязь между различными процессами или процессами обработки печатных плат, не существует процесса, на который не влияют другие процессы и не влияет на другие процессы. Многие проблемы, определяемые как качество травления, на самом деле существовали в предыдущем процессе удаления пленки или даже больше. Что касается процесса травления внешней графики, многие проблемы, наконец, отражаются в нем, потому что его изображение «обратного потока» более заметно, чем большинство процессов на печатных платах. В то же время это также связано с тем, что травление является последним шагом в длинной серии процессов, начиная с оклейки пленки и светочувствительности. После этого внешний рисунок успешно переносится. Чем больше связей, тем больше возможность возникновения проблем Это можно рассматривать как особый аспект в процессе производства печатных плат.
Теоретически, после того, как печатная плата поступит на стадию травления, в процессе обработки печатной платы графическим гальванопокрытием идеальным состоянием должно быть то, что общая толщина меди и олова или меди и свинцового олова после гальванического покрытия не должна превышать толщину гальванически стойкого покрытия. фоточувствительная пленка, благодаря чему гальванический рисунок полностью перекрывается «стенкой» с обеих сторон пленки и встраивается в нее.Однако в реальном производстве после гальванизации рисунок гальванического покрытия печатных плат во всем мире намного толще чем фоточувствительный узор.В процессе гальванического покрытия меди и свинцового олова, поскольку высота покрытия превышает светочувствительную пленку, существует тенденция поперечного накопления, и возникает проблема.Слой оловянного или свинцово-оловянного резиста, покрытый над полосой, простирается до с обеих сторон, чтобы сформировать «край», и небольшая часть светочувствительной пленки закрыта под «краем».
«Край», образованный оловом или свинцовым оловом, делает невозможным полное удаление светочувствительной пленки при снятии пленки, оставляя небольшую часть «остаточного клея» под «краем». под «краем» резиста приведет к неполному травлению.Линии образуют «медные корни» с обеих сторон после травления, что сужает межстрочный интервал, в результате чего печатная плата не соответствует требованиям партии А и даже может быть забракована. Отказ значительно увеличит себестоимость производства печатных плат.
Кроме того, во многих случаях растворение образуется из-за реакции.В производстве печатных плат остаточная пленка и медь также могут накапливаться в коррозионном растворе и блокировать сопло коррозионно-активной машины и кислотостойкий насос, поэтому их необходимо останавливаться на обработку и очистку, что влияет на эффективность работы.
3. Наладка оборудования и взаимодействие с агрессивным раствором
При обработке печатных плат травление аммиаком представляет собой относительно тонкий и сложный процесс химической реакции. И наоборот, это простая работа. После того, как процесс отрегулирован, можно осуществлять непрерывное производство. Ключевым моментом является то, что после запуска машины ей необходимо поддерживать непрерывное рабочее состояние и не должен останавливаться.Процесс травления в значительной степени зависит от хорошего рабочего состояния оборудования.В настоящее время, независимо от того, какой травильный раствор используется, необходимо использовать распыление под высоким давлением, и для того, чтобы получить четкие грани линии и качественный эффект травления, необходимо строго выбирать конструкцию сопла и режим распыления.
Чтобы получить хорошие побочные эффекты, появилось много разных теорий, формирующих различные методы проектирования и конструкции оборудования.Эти теории часто сильно различаются.Однако все теории травления признают самый основной принцип, то есть держать металлическую поверхность в контакте. Свежим травильным раствором как можно скорее.Анализ химического механизма процесса травления также подтверждает изложенное выше мнение.При травлении аммиаком, при условии, что все остальные параметры остаются неизменными, скорость травления в основном определяется аммиаком (NH3) в травильном растворе Таким образом, взаимодействие между свежим раствором и протравленной поверхностью преследует две основные цели: во-первых, вымывание вновь образующихся ионов меди, во-вторых, непрерывное поступление аммиака (NH3), необходимого для реакции.
В традиционных знаниях производителей печатных плат, особенно поставщиков сырья для печатных плат, признается, что чем ниже содержание ионов одновалентной меди в растворе для травления аммиаком, тем выше скорость реакции, что подтверждено опытом. Дело в том, что многие продукты травления аммиака содержат специальные координационные группы ионов одновалентной меди (некоторые комплексные растворители), которые используются для восстановления ионов одновалентной меди (в этом технические секреты их продуктов с высокой реакционной способностью). ионов одновалентной меди не мало, если уменьшить концентрацию одновалентной меди с 5000 ppm до 50 ppm, скорость травления увеличится более чем в два раза.
Поскольку в процессе реакции травления образуется большое количество ионов одновалентной меди, а ионы одновалентной меди всегда тесно связаны со сложной группой аммиака, очень трудно поддерживать их содержание близким к нулю. Одновалентная медь может быть удалена путем превращения одновалентной меди в двухвалентную под действием кислорода в атмосфере. Вышеупомянутая цель может быть достигнута распылением.
Это функциональная причина пропускания воздуха в камеру травления. Однако, если воздуха слишком много, это ускорит потерю аммиака в растворе и уменьшит значение pH, что все равно снизит скорость травления. Аммиак в растворе также необходимо контролировать. Некоторые пользователи используют метод пропускания чистого аммиака в резервуар для хранения травления. Для этого необходимо добавить набор системы контроля pH-метра. значение, решение будет добавлено автоматически.
В родственной области химического травления (также известного как фотохимическое травление или PCH) начались исследовательские работы, которые достигли стадии проектирования конструкции машины для травления. В этом методе используется раствор двухвалентной меди, а не травление аммиачной меди. Скорее всего, он будет использоваться в производстве печатных плат. В промышленности PCH типичная толщина протравленной медной фольги составляет от 5 до 10 мил, а в некоторых случаях она довольно велика. Его требования к параметрам травления часто более строгие, чем в производстве печатных плат. Существует результат исследования промышленной системы PCM, который официально не опубликован, но результат будет освежающим. При сильной поддержке проектного фонда исследователи имеют возможность изменить концепцию устройства для травления в долгосрочной перспективе и изучить последствия этих изменений. Например, по сравнению с коническим соплом, наилучшей конструкцией сопла является сектор, а камера сбора струи (т.е. труба, в которую ввинчивается сопло) также имеет установочный угол, который может распылять заготовку, поступающую в камеру травления под углом 30°. градусов. Если такое изменение не сделать, то способ установки форсунки на коллектор приведет к тому, что угол впрыска каждой соседней форсунки будет непостоянным. Распылительные поверхности второй группы форсунок немного отличаются от поверхностей первой группы (это указывает на рабочее состояние распылителя). Таким образом, форма распыляемого раствора становится наложенной или скрещенной. Теоретически, если формы раствора пересекаются друг с другом, сила выброса этой части будет уменьшена, и старый раствор на поверхности травления не может быть эффективно смыт, чтобы новый раствор оставался в контакте с ним. Эта ситуация особенно заметна при края поверхности распыления. Его реактивная сила намного меньше, чем в вертикальном направлении.
Исследование показало, что последний проектный параметр составляет 65 фунтов на квадратный дюйм (т. е. 4 + бар). Каждый процесс травления и каждое практическое решение имеют оптимальное давление впрыска. В настоящее время давление впрыска в травильной камере составляет более 30 фунтов на квадратный дюйм (2 бар). Существует принцип, согласно которому чем выше плотность (то есть удельный вес или Боме) травильного раствора, тем выше оптимальное давление впрыска. Конечно, это не единственный параметр. Еще одним важным параметром является относительная подвижность (или подвижность) скорости реакции в растворе.
4. На верхней и нижней поверхностях пластины состояния травления передней и задней кромки различны.
Большое количество проблем, связанных с качеством травления, сосредоточено на протравленной части верхней поверхности пластины. Это важно понимать. Эти проблемы возникают из-за влияния коллоидных структур, образующихся при травлении на верхней поверхности печатной платы. Коллоидные отложения на поверхности меди, с одной стороны, влияют на силу струи, с другой стороны, блокируют пополнение свежего травильного раствора, что приводит к снижению скорости травления. Именно за счет образования и накопления коллоидных структур степень травления верхней и нижней графики платы различна. Это также делает первую часть платы в травильном станке легко протравливаемой или легко вызывающей чрезмерную коррозию, поскольку в это время накопление еще не образовалось. и скорость травления высокая. Наоборот, когда входит часть за доской, образуется накопление, и скорость травления замедляется.
5. Обслуживание травильного оборудования
Ключевым фактором технического обслуживания оборудования для травления является обеспечение чистоты и отсутствия препятствий на сопле. целая печатная плата.
Очевидно, что обслуживание оборудования заключается в замене поврежденных и изношенных деталей, в том числе и форсунки. Сопло также имеет проблему износа. Кроме того, более важной проблемой является предотвращение зашлаковывания травильного станка, что происходит во многих случаях. Чрезмерное накопление шлака даже повлияет на химический баланс травильного раствора. Точно так же, если в травильном растворе наблюдается чрезмерный химический дисбаланс, шлакообразование будет становиться все более и более серьезным. Проблема шлакообразования и накопления не может быть переоценена. Если в травильном растворе внезапно возникает зашлакованность, обычно это сигнал о том, что баланс раствора неправильный. Это следует тщательно очистить сильной соляной кислотой или добавить в раствор.
Остаточная пленка также может образовывать шлаки. Очень небольшое количество остаточной пленки растворяется в травильном растворе, после чего образуются осадки солей меди. Шлакование остаточной пленки указывает на то, что предыдущий процесс удаления пленки не завершен. Плохое удаление пленки часто является результатом краевой пленки. и над покрытием.
