أخبار

1 ، عملية الحفر من الدائرة الخارجية من لوحة PCB

في الوقت الحاضر ، تعتمد العملية النموذجية لمعالجة لوحة الدائرة المطبوعة (PCB) &#8220 ؛ نمط طريقة الطلاء الكهربائي” . طبقة من الرصاص القصدير طبقة مقاومة للتآكل مطلية مسبقا على رقائق النحاس ليتم الاحتفاظ بها على الطبقة الخارجية من اللوحة ، جزء النمط من الدائرة ، ومن ثم يتم تآكل بقية رقائق النحاس كيميائيا ، والتي تسمى الحفر. 

تجدر الإشارة إلى أن هناك طبقتين من النحاس على اللوحة في هذا الوقت. في عملية الحفر الخارجي، يجب أن تكون طبقة واحدة فقط من النحاس محفورة بالكامل، والباقي سيشكل الدائرة المطلوبة النهائية. يتميز هذا النوع من طلاء النمط بأن طبقة طلاء النحاس موجودة فقط تحت طبقة مقاومة القصدير الرصاصي. عملية أخرى هي أن اللوحة بأكملها مطلية بالنحاس ، والجزء الآخر غير الفيلم الحساس للضوء هو فقط طبقة مقاومة القصدير أو الرصاص. تسمى هذه العملية “ عملية طلاء النحاس لوحة كاملة” مقارنة مع طلاء النمط ، فإن أكبر عيب في طلاء النحاس الكامل هو أنه يجب طلاء النحاس مرتين في كل مكان على اللوحة ، ويجب تآكلها أثناء الحفر. لذلك ، عندما يكون عرض الأسلاك دقيقًا جدًا ، ستنشأ سلسلة من المشاكل. في نفس الوقت ، سيؤثر التآكل الجانبي بشكل خطير على توحيد الخطوط.

في تكنولوجيا معالجة الدائرة الخارجية لللوحة المطبوعة ، تتمثل طريقة أخرى في استخدام فيلم حساس للضوء بدلًا من الطلاء المعدني كطبقة مضادة للتآكل. هذه الطريقة مشابهة جدا لعملية حفر الطبقة الداخلية. يمكنك الرجوع إلى الحفر في عملية تصنيع الطبقة الداخلية.

في الوقت الحاضر ، القصدير أو القصدير الرصاصي هو طبقة المقاومة الأكثر شيوعا ، والتي تستخدم في عملية الحفر من الحفر الأمونيا. الحفر الأمونيا هو محلول كيميائي مستخدم على نطاق واسع ، والذي ليس له تفاعل كيميائي مع القصدير أو القصدير الرصاصي. يشير الحفر الأمونيا أساسا إلى محلول الحفر الأمونيا / كلوريد الأمونيا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن شراء محلول الحفر الأمونيا / كبريتات الأمونيا في السوق.

يمكن فصل النحاس في محلول الحفر القائم على الكبريتات عن طريق التحليل الكهربائي بعد الاستخدام ، لذلك يمكن إعادة استخدامه. معدل التآكل للحفر الجاف منخفض ، وهو أمر نادر بشكل عام في الإنتاج الفعلي ، ولكن من المتوقع استخدامه في الحفر الخالي من الكلور. حاول شخص ما حفر النمط الخارجي مع حمض الكبريتيك بيروكسيد الهيدروجين كحفر. بسبب العديد من الأسباب بما في ذلك الاقتصاد ومعالجة سائل النفايات ، لم تستخدم هذه العملية على نطاق واسع بالمعنى التجاري. علاوة على ذلك ، لا يمكن استخدام بيروكسيد الهيدروجين حمض الكبريتيك لحفر طبقة مقاومة القصدير الرصاص ، وهذه العملية ليست الطريقة الرئيسية في إنتاج الطبقة الخارجية لـ PCB ، لذلك نادراً ما يولي معظم الناس اهتماماً لها.

2 ، جودة الحفر والمشاكل القائمة

المتطلبات الأساسية لجودة الحفر هي إزالة جميع طبقات النحاس بالكامل باستثناء طبقة المقاومة ، والتي ’ كل شيء. وبالحديث الدقيق ، إذا كان سيتم تعريفه بدقة ، يجب أن تتضمن جودة الحفر اتساق عرض خط الموصل ودرجة التآكل الجانبي. بسبب الخصائص المتأصلة في الحل التآكل الحالي ، فإنه يمكن أن يحفر ليس فقط للأسفل ، ولكن أيضًا الاتجاهات اليسرى واليمينة ، لذلك فإن التآكل الجانبي شبه حتمي.

غالبا ما يتم مناقشة مشكلة الحفر الجانبي في معايير الحفر. يتم تعريفه على أنه نسبة عرض الحفر الجانبي إلى عمق الحفر ، والذي يسمى عامل الحفر. في صناعة الدائرة المطبوعة ، تختلف على نطاق واسع من 1: 1 إلى 1: 5. من الواضح أن درجة الحفر الجانبية الصغيرة أو عامل الحفر المنخفض هو الأكثر رضاً.

هيكل معدات الحفر وحل الحفر مع مكونات مختلفة سيؤثر على عامل الحفر أو درجة الحفر الجانبي ، أو بكلمة متفائلة ، يمكن التحكم فيه. بعض المضافات يمكن أن تقلل من درجة التآكل الجانبي. التكوين الكيميائي لهذه المضافات هو عموما سر تجاري، ومطوريها لا يكشف عن ذلك للعالم الخارجي. أما فيما يتعلق بهيكل معدات الحفر، فستكرس الفصول التالية للمناقشة.

في نواح كثيرة ، كانت جودة الحفر موجودة قبل فترة طويلة من دخول اللوحة المطبوعة إلى آلة الحفر. لأن هناك علاقة داخلية وثيقة جدا بين مختلف العمليات أو عمليات معالجة الدوائر المطبوعة، لا توجد عملية لا تتأثر بعمليات أخرى ولا تؤثر على عمليات أخرى. العديد من المشاكل المحددة على أنها جودة الحفر كانت موجودة فعلا في العملية السابقة لإزالة الأفلام أو حتى أكثر. بالنسبة لعملية الحفر للرسومات الخارجية ، تنعكس العديد من المشاكل أخيراً فيها لأنها “ تدفق عكسي” الصورة هي أكثر وضوحا من معظم عمليات PCB. وفي نفس الوقت ، يعزى ذلك أيضًا إلى أن الحفر هو الخطوة الأخيرة في سلسلة طويلة من العمليات بدءاً من لصق الأفلام وحساسية الضوء. بعد ذلك ، يتم نقل النمط الخارجي بنجاح. كلما زادت الروابط، كلما زادت احتمال المشاكل. يمكن اعتبار هذا جانبا خاصا جدا في عملية إنتاج الدائرة المطبوعة. 

من الناحية النظرية ، بعد أن تدخل الدائرة المطبوعة مرحلة الحفر ، في عملية معالجة الدائرة المطبوعة عن طريق الطلاء الكهربائي النمط ، يجب أن تكون الحالة المثالية: يجب ألا يتجاوز سمك النحاس والقصدير أو النحاس والقصدير الرصاصي بعد الطلاء الكهربائي سمك الفيلم الحساس للضوء المقاوم للطلاء الكهربائي ، بحيث يتم حظر نمط الطلاء الكهربائي تمامًا بواسطة “ جدار” على جانبي الفيلم ومضمنة فيه.ومع ذلك، في الإنتاج الحقيقي، بعد الطلاء الكهربائي، يجب أن تكون الرسومات المطلية من لوحات الدوائر المطبوعة في جميع أنحاء العالم سميكة جدا وجافة. في عملية الطلاء الكهربائي للنحاس والقصدير الرصاصي ، لأن ارتفاع الطلاء يتجاوز الفيلم الحساس للضوء ، هناك اتجاه للتراكم العرضي ، وتنشأ المشكلة. طبقة المقاومة القصدير أو الرصاص المغطاة فوق الشريط تمتد إلى كلا الجانبين لتشكيل “ حافة” ، وجزء صغير من الفيلم الحساس للضوء مغطى تحت “ حافة”. 

في “ حافة” يتكون من القصدير أو القصدير الرصاصي يجعل من المستحيل إزالة الفيلم الحساس للضوء بالكامل عند إزالة الفيلم ، مما يترك جزءًا صغيرًا من “ الغراء المتبقي” تحت “ حافة” إذا “ الغراء المتبقي” أو “ فيلم متبقي” يترك تحت “ حافة” من المقاومة، وسوف يسبب الحفر غير الكامل. بعد الحفر ، “ جذر النحاس” يتم تشكيلها على جانبي الخط ، مما يضيق مسافة الخط ، مما يؤدي إلى أن اللوحة المطبوعة لا تلبي متطلبات الطرف أ وقد ترفض حتى. بسبب الرفض ، ستزيد تكلفة إنتاج PCB بشكل كبير. 

بالإضافة إلى ذلك ، في العديد من الحالات ، يتم تشكيل الحل بسبب التفاعل. في صناعة الدوائر المطبوعة ، قد يتراكم الفيلم المتبقي والنحاس أيضًا في محلول التآكل ويحجب في فوهة الآلة المتآكلة والمضخة المقاومة للحمض ، لذلك يجب إغلاقها للعلاج والتنظيف ، مما يؤثر على كفاءة العمل. 

3 ، تعديل المعدات والتفاعل مع حل التآكل

في معالجة الدائرة المطبوعة، الحفر الأمونيا هي عملية تفاعل كيميائي دقيقة ومعقدة نسبيا. من ناحية أخرى ، إنه عمل سهل. بمجرد تعديل العملية ، يمكن إنتاجها باستمرار. المفتاح هو الحفاظ على حالة العمل المستمرة بمجرد بدء تشغيل الآلة ، وهي غير مناسبة للتجفيف أو التوقف. تعتمد عملية الحفر على حالة العمل الجيدة للمعدات إلى حد كبير. على سبيل المثال ، بغض النظر عن نوع محلول الحفر المستخدم ، يجب استخدام رش الضغط العالي. من أجل الحصول على جانب خط أنيق وتأثير الحفر عالي الجودة ، يجب اختيار هيكل ووضع رش الفوهة بدقة.

من أجل الحصول على آثار جانبية جيدة، ظهرت العديد من النظريات المختلفة، وتشكيل أساليب تصميم مختلفة وهياكل المعدات. هذه النظريات غالبا ما تكون مختلفة تماما. ومع ذلك ، فإن جميع النظريات المتعلقة بالحفر تعترف بالمبدأ الأكثر أساسية ، أي الحفاظ على سطح المعدن على اتصال مع محلول الحفر الطازج في أقرب وقت ممكن. كما أكد تحليل الآلية الكيميائية لعملية الحفر في الحفر الأمونيا، على افتراض أن جميع المعلمات الأخرى تبقى دون تغيير، يتم تحديد معدل الحفر بشكل رئيسي من قبل الأمونيا (NH3) في محلول الحفر. لذلك ، هناك غرضين رئيسيين لاستخدام الحل الطازج للتفاعل مع سطح الحفر: أحدهما هو إزالة أيون النحاس المتولد حديثاً؛ والآخر هو توفير الأمونيا (NH3) المطلوبة للتفاعل باستمرار.

في المعرفة التقليدية لصناعة الدوائر المطبوعة ، وخاصة موردي المواد الخام للدوائر المطبوعة ، من المعترف به أنه كلما انخفض محتوى أيون النحاس أحادي القيمة في محلول الحفر الأمونيا ، كلما أسرع سرعة التفاعل ، والتي أكدتها الخبرة. في الواقع ، تحتوي العديد من منتجات حلول الحفر الأمونيا على مجموعات تنسيق خاصة من أيونات النحاس أحادية القيمة (بعض المذيبات المعقدة) ، وتتمثل وظيفتها في تقليل أيونات النحاس أحادية القيمة (هذه هي الأسرار التقنية لمنتجاتها ذات قدرة تفاعل عالية). يمكن أن نرى أن تأثير أيونات النحاس أحادية القيمة ليس صغيرا. إذا تم تقليل النحاس أحادي القيمة من 5000 جزء في المليون إلى 50 جزء في المليون ، فإن معدل الحفر سيكون أكثر من الضعف. 

لأن عددًا كبيرًا من أيونات النحاس الأحادية القيمة يتم توليدها أثناء تفاعل الحفر ، ولأن أيونات النحاس الأحادية القيمة دائمًا مجتمعة بشكل وثيق مع المجموعة المعقدة من الأمونيا ، فمن الصعب جداً الحفاظ على محتوياتها قريبة من الصفر. يمكن إزالة النحاس أحادي القيمة عن طريق تحويل النحاس أحادي القيمة إلى النحاس ثنائي القيمة من خلال عمل الأكسجين في الغلاف الجوي. يمكن تحقيق الغرض المذكور أعلاه عن طريق الرش.