أخبار

1- ملخص

At present, the typical process of printed circuit board (PCB) processing adopts "graphic electroplating method". That is, a layer of lead tin corrosion resistant layer is pre plated on the copper foil to be retained on the outer layer of the board, that is, the graphic part of the circuit, and then the rest of the copper foil is chemically corroded, which is called etching.

It should be noted that there are two layers of copper on the board at this time. In the outer layer etching process, only one layer of copper must be completely etched, and the rest will form the final required circuit.This type of pattern plating is characterized in that the copper plating layer only exists below the lead tin resist layer. Another process is that the whole board is plated with copper, and the part other than the photosensitive film is only tin or lead tin resist layer. This process is called "full board copper plating process". Compared with pattern plating, the biggest disadvantage of full board copper plating is that copper must be plated twice everywhere on the board surface, and they must be corroded during etching. Therefore, when the wire width is very fine, a series of problems will occur. At the same time, side corrosion will seriously affect the uniformity of the line.

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 شيوعًا ، والتي تستخدم في عملية حفر الأمونيا الحفر الأمونيا الحفر هو محلول كيميائي مستخدم على نطاق واسع ، 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. بسبب معدل التآكل المنخفض ، فإنه 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

The basic requirement for etching quality is to completely remove all copper layers except under the resist layer, that's all.Strictly speaking, if it is to be accurately defined, the etching quality must include the consistency of conductor line width and the degree of side corrosion.Due to the inherent characteristics of the current corrosive solution, it can etch not only downward, but also left and right directions, so side corrosion is almost inevitable.

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 الدوائر المطبوعة ، تختلف على نطاق واسع من 1: 1 إلى 1: 5. من الواضح أن درجة الحفر الجانبية الصغيرة أو عامل الحفر المنخفض هو الأكثر رضا.

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.

In many ways, the quality of etching has existed long before the printed board entered the etching machine. Because there is a very close internal relationship between various processes or processes of printed circuit processing, there is no process that is not affected by other processes and does not affect other processes. Many problems identified as etching quality have actually existed in the previous process of film removal or even more. For the etching process of outer graphics, many problems are finally reflected in it because its "inverted stream" image is more prominent than most PCB processes. At the same time, this is also because etching is the last step in a long series of processes starting from film pasting and photosensitivity. After that, the outer pattern is transferred successfully.The more links, the greater the possibility of problems. This can be regarded as a very special aspect in the production process of printed circuit.

Theoretically, after the printed circuit enters the etching stage, in the process of processing printed circuit by graphic electroplating, the ideal state should be that the total thickness of copper and tin or copper and lead tin after electroplating should not exceed the thickness of electroplating resistant photosensitive film, so that the electroplating pattern is completely blocked by the "wall" on both sides of the film and embedded in it. However, in real production, after electroplating, the plating pattern of printed circuit boards all over the world is much thicker than the photosensitive pattern. In the process of electroplating copper and lead tin, because the coating height exceeds the photosensitive film, there is a trend of transverse accumulation, and the problem arises. The tin or lead tin resist layer covered above the strip extends to both sides to form a "edge", and a small part of the photosensitive film is covered under the "edge".

The "edge" formed by tin or lead tin makes it impossible to completely remove the photosensitive film when removing the film, leaving a small part of the "residual glue" under the "edge". "Residual glue" or "residual film" left under the "edge" of the resist will cause incomplete etching.The lines form "copper roots" on both sides after etching, which narrows the line spacing, resulting in the printed board not meeting the requirements of Party A and may even be rejected. Rejection will greatly increase the production cost of PCB.

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. وعلى العكس، فهي مهمة سهلة. بمجرد تعديل العملية ، يمكن إجراء الإنتاج المستمر. المفتاح هو أنه بمجرد بدء تشغيل الآلة ، تحتاج إلى الحفاظ على حالة عمل مستمرة ولا ينبغي إيقافها. تعتمد عملية الحفر على حالة العمل الجيدة للمعدات إلى حد كبير. في الوقت الحاضر ، بغض النظر عن نوع حل الحفر المستخدم ، يجب استخدام رش الضغط العالي ، ومن أجل الحصول على جوانب خط أنيقة وتأثير الحفر عالي الجودة ، يجب اختيار هيكل الفوهة ووضع الرش 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 ، تعترف جميع النظريات حول الحفر بالمبدأ الأساسي ، أي الحفاظ على سطح المعدن على اتصال مع محلول الحفر الطازج في أقرب وقت ممكن. كما يؤكد تحليل الآلية الكيميائية لعملية الحفر الرأي أعلاه. في الحفر الأمونيا، على افتراض أن جميع المعلمات الأخرى تبقى دون تغيير، يتم تحديد معدل الحفر بشكل رئيسي بواسطة الأمونيا (NH3) في محلول الحفر. لذلك ، هناك غرضين رئيسيين للتفاعل بين الحل الطازج والسطح المحفور: أحدهما هو إزالة أيونات النحاس المتولدة حديثاً؛ والثاني 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 أسرعت سرعة التفاعل. وقد أكدت التجربة ذلك. في الواقع ، تحتوي العديد من منتجات الحفر الأمونيا على مجموعات تنسيق خاصة من أيونات النحاس أحادية القيمة (بعض المذيبات المعقدة) ، والتي تستخدم لتقليل أيونات النحاس أحادية القيمة (هذه هي الأسرار التقنية لمنتجاتها ذات القدرة العالية على التفاعل). 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 عدد كبير من أيونات النحاس أحادية القيمة يتم توليدها في عملية تفاعل الحفر ، ولأن أيونات النحاس أحادية القيمة دائماً 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.

هذا هو سبب وظيفي لمرور الهواء إلى صندوق الحفر. ومع ذلك ، إذا كان هناك الكثير من الهواء ، فإنه سيسرع فقدان الأمونيا في الحل ويقلل من قيمة درجة الحموضة ، مما لا يزال يقلل من معدل الحفر. كما يجب التحكم في الأمونيا في الحل. يستخدم بعض المستخدمين طريقة مرور الأمونيا النقية إلى خزان تخزين الحفر. للقيام بذلك ، يجب إضافة مجموعة من نظام التحكم في مقياس درجة الحموضة. عندما تكون نتيجة درجة الحموضة المقاسة تلقائيا أقل من القيمة المعطاة، سيتم إضافة الحل تلقائيا.

في مجال الحفر الكيميائي ذي الصلة (المعروف أيضًا باسم الحفر الكيميائي الضوئي أو PCH) ، بدأ العمل البحثي ووصل إلى مرحلة تصميم هيكل آلة الحفر. في هذه الطريقة، الحل المستخدم هو النحاس ثنائي القيمة، وليس الحفر النحاسي الأمونيا. ومن المرجح أن يستخدم في صناعة الدوائر المطبوعة. في صناعة PCH ، فإن سمك رقائق النحاس المحفورة النموذجي هو 5 إلى 10 ملل ، وفي بعض الحالات ، فهي كبيرة جدا. غالباً ما تكون متطلباتها لمعايير الحفر أكثر صرامة من تلك في صناعة PCB. هناك نتيجة بحثية من نظام PCM الصناعي ، والتي لم تنشر رسميا ، ولكن النتيجة ستكون منعشة. مع دعم قوي من صندوق المشروع ، لديهم الباحثون القدرة على تغيير فكرة تصميم جهاز الحفر بمعنى طويل الأجل ودراسة آثار هذه التغييرات. على سبيل المثال ، مقارنة بالفوهة المخروطية ، يعتمد تصميم الفوهة الأفضل قطاعًا ، كما أن غرفة جمع الرش (أي الأنابيب التي يتم مسمار الفوهة فيها) لها زاوية تركيب ، والتي يمكن أن ترش قطعة العمل التي تدخل غرفة الحفر عند 30 درجة. إذا لم يتم إجراء مثل هذا التغيير ، فإن وضع تركيب الفوهة على المجمع سيسبب عدم اتساق زاوية الحقن لكل فوهة مجاورة. تختلف أسطح الرش في المجموعة الثانية من الفوهات قليلاً عن أسطح المجموعة الأولى (تشير إلى حالة عمل الرش). وبهذه الطريقة، يصبح شكل محلول الرش حالة متداخلة أو متقاطعة. من الناحية النظرية ، إذا كانت أشكال الحل تتقاطع مع بعضها البعض ، فسيتم تقليل قوة الطرد لهذا الجزء ، ولا يمكن غسل الحل القديم على سطح الحفر بشكل فعال للحفاظ على الحل الجديد على اتصال به. هذا الوضع بارز بشكل خاص في حافة سطح الرش. قوة الطائرة أصغر بكثير من تلك في الاتجاه العمودي.

ووجدت الدراسة أن آخر معيار تصميم هو 65 psi (أي 4 بار). كل عملية الحفر وكل حل عملي لديه ضغط حقن مثالي. في الوقت الحاضر، ضغط الحقن في غرفة الحفر هو أكثر من 30 رطل لكل بوصة مربعة (2 بار). هناك مبدأ مفاده أنه كلما ارتفعت كثافة محلول الحفر (أي الجاذبية المحددة أو Baume) ، كلما ارتفعت ضغط الحقن المثالي. بالطبع ، هذا ليس معيارًا واحدًا. ومعلمة مهمة أخرى هي الحركة النسبية (أو الحركة) لمعدل التفاعل في الحل.

4. على أسطح اللوحة العليا والسفلية ، فإن حالات الحفر للحافة الرائدة والحافة الخلفية مختلفة.

يركز عدد كبير من المشاكل المتعلقة بجودة الحفر على الجزء المحفور من سطح اللوحة العليا. من المهم فهم هذا. تأتي هذه المشاكل من تأثير الهياكل الكولويدية التي تنتجها الحفر على السطح العلوي من لوحة الدائرة المطبوعة. الرواسب الكولويدية على سطح النحاس ، من ناحية ، تؤثر على قوة النفاث ، من ناحية أخرى ، تمنع تجديد محلول الحفر الطازج ، مما يؤدي إلى تقليل سرعة الحفر. ويرجع ذلك إلى تشكيل وتراكم الهياكل الكولويدية أن درجة الحفر للرسومات العليا والسفلية لللوحة مختلفة. هذا يجعل أيضا الجزء الأول من اللوحة في آلة الحفر سهل الحفر بشكل كامل أو سهل التسبب في التآكل الزائد ، لأن التراكم لم يتشكل في ذلك الوقت وسرعة الحفر سريعة. على العكس من ذلك ، عندما يدخل الجزء وراء اللوحة ، يتم تشكيل التراكم ويتباطأ سرعة الحفر.

5. صيانة معدات الحفر

العامل الرئيسي لصيانة معدات الحفر هو ضمان أن الفوهة نظيفة ودون عوائق دون عوائق. سيؤثر الانسداد أو التخلص على التخطيط تحت تأثير ضغط الطائرة. إذا كانت الفوهة قذرة ، فستسبب الحفر غير المتساوي وتخلص PCB بأكمله.

من الواضح أن صيانة المعدات هي استبدال الأجزاء المتضررة والمستهلكة ، بما في ذلك الفوهة. كما أن الفوهة لديها مشكلة التآكل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المشكلة الأكثر أهمية هي الحفاظ على الحفر خاليًا من التخلص ، والذي سيحدث في العديد من الحالات. التراكم المفرط للصخرة سيؤثر حتى على التوازن الكيميائي لحل الحفر. وبالمثل ، إذا كان هناك اختلال كيميائي مفرط في محلول الحفر ، فإن التخلص سيصبح أكثر خطورة وأكثر خطورة. ولا يمكن الإفراط في التركيز على مشكلة التخسيس والتراكم. بمجرد حدوث كمية كبيرة من التخلص فجأة في محلول الحفر ، عادة ما تكون إشارة إلى أن توازن الحل خاطئ. يجب تنظيف هذا بشكل صحيح بحمض الهيدروكلوريك القوي أو إضافته إلى المحل.

يمكن للفيلم المتبقي أيضًا إنتاج الخراب. يتم ذوبان كمية صغيرة جدا من الفيلم المتبقي في محلول الحفر ، ثم يتم تشكيل هطول الأمطار الملح النحاسي. يشير التخلص الذي يتشكله الفيلم المتبقي إلى أن عملية إزالة الفيلم السابقة ليست كاملة. إزالة الأفلام السيئة غالبا ما تكون نتيجة لفيلم الحافة والطلاء الزائد.