كيفية اختيار حل الحفر المناسب في عملية تصنيع PCB؟

Sep. 22, 2021   |   3385 views

اختيار حل الحفر

اختيار حل الحفر مهم جدا لأنه يؤثر مباشرة على دقة وجودة صورة الأسلاك الرقيقة عالية الكثافة في عملية تصنيع لوحة الدائرة المطبوعة. بطبيعة الحال ، تتأثر خصائص الحفر لحل الحفر بالعديد من العوامل ، بما في ذلك الجوانب الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية. وهو موجز على النحو التالي:

1- الجوانب الفيزيائية والكيميائية

1) تركيز محلول الحفر: يجب تحديد تركيز محلول الحفر عن طريق طريقة الاختبار وفقا لمبدأ تآكل المعادن والنوع الهيكلي من رقائق النحاس. يجب أن يكون له خيار كبير ، أي أنه يشير إلى مجموعة واسعة من العمليات.

2) التركيب الكيميائي لحل الحفر: المكونات الكيميائية المختلفة لحل الحفر سوف تؤدي إلى معدلات الحفر المختلفة ومعامل الحفر. على سبيل المثال، فإن معامل الحفر لمحلول الحفر الحمضي لكلوريد النحاس المستخدم عادة ما يكون & يمكن لمعامل حل الحفر كلوريد النحاس القلوي أن يصل إلى 3.5-4. يمكن لحل الحفر القائم على حمض النيتريك في مرحلة التطوير تحقيق أي مشكلة تآكل جانبية تقريبا ، والجدار الجانبي للسلك المحفور قريب من العمودي.

3) درجة الحرارة: درجة الحرارة لها تأثير كبير على خصائص حل الحفر. عموما، في عملية التفاعل الكيميائي، تلعب درجة الحرارة دورا هاما جدا في تسريع سيولة الحل، وتقليل لزوجة محلول الحفر وتحسين معدل الحفر. ومع ذلك ، إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدا ، فمن السهل أيضًا تسبب تذبذب بعض المكونات الكيميائية في محلول الحفر ، مما يؤدي إلى عدم توازن نسبة المكونات الكيميائية في محلول الحفر. في نفس الوقت ، إذا كانت درجة الحرارة عالية جدا ، فقد تسبب تلف طبقة مقاومة البوليمر وتؤثر على عمر خدمة معدات الحفر. لذلك ، يتم التحكم عموما في درجة حرارة محلول الحفر ضمن نطاق عملية معين.

4) اعتمد سمك رقائق النحاس: سمك رقائق النحاس له تأثير مهم على كثافة الموصلات من الرسومات الدائرة. ورق النحاس رقيق ، وقت الحفر قصير ، والتآكل الجانبي صغير جداً؛ على العكس من ذلك ، فإن التآكل الجانبي كبير جداً. لذلك ، يجب اختيار سمك رقائق النحاس وفقًا للمتطلبات التقنية للتصميم وكثافة الموصلات ومتطلبات دقة الموصلات للرسومات الدائرية. في نفس الوقت ، فإن الإطالة والهيكل البلوري السطحي للنحاس سيكون له تأثير مباشر على خصائص محلول الحفر.

5) هندسة الدائرة: إذا كان موقف توزيع أسلاك الرسومات الدائرة في اتجاه X واتجاه Y غير متساوي ، فستؤثر بشكل مباشر على سرعة تدفق حل الحفر على سطح اللوحة. وبالمثل ، إذا تم توزيع الأسلاك ذات المسافة الواسعة في الأسلاك ذات المسافة الضيقة والمسافة الواسعة على نفس اللوحة ، فإن الحفر سيكون مفرطًا. لذلك ، عند تصميم الدائرة ، يجب على المصمم أولاً فهم جدوى العملية ، ومحاولة تحقيق توزيع موحد لرسومات الدائرة على اللوحة بأكملها ، ويجب أن يكون سمك الموصل متسقاً قدر الإمكان. خصوصا عند صنع لوحة دائرة مطبوعة متعددة الطبقات ، فإن رقائق النحاس ذات المساحة الكبيرة كطبقة التأريض لها تأثير كبير على جودة الحفر ، لذلك ينصح بتصميم نمط شبكة.

2. الجانب الميكانيكي

1) نوع المعدات: الشكل الهيكلي للمعدات هو أيضا واحد من العوامل المهمة التي تؤثر على خصائص حل الحفر. في المرحلة الأولية ، يتم اعتماد طريقة غمر خزان الغمر لحفر لوحة الدائرة المطبوعة مع موصل واسع. متطلبات الدقة ليست عالية. هو هيكل المعدات المتاحة. بالنسبة لألواح الدوائر المطبوعة ذات الأسلاك الرقيقة والمسافة الضيقة والدقة العالية والكثافة العالية ، لم يعد هيكل معدات الحفر الغمر مناسباً. يتم اعتماد معدات الحفر في شكل هيكل نقل ميكانيكي أفقي وجهاز فوهة أرجحة لجعل الحفر الدائرة المطبوعة على سطح النحاس من الركيزة أكثر موحدة ، ولكن هيكل المعدات الأفقية سيسبب أكثر من التآكل على سطح اللوحة ، لذلك ، يتم تطوير تكنولوجيا الرش العمودي. في نفس الوقت ، يجب أن يكون لدى معدات الحفر أيضًا جهاز لمنع الجروح السهلة للطبقة الخفيفة المغطاة بالنحاس على بكرة وعجلة الناقل أثناء الحفر ، وضمان عدم خدش أو خدش المعدن على سطح نمط الأسلاك. لذلك ، عند اختيار معدات الحفر ، يجب إيلاء اهتمام خاص للشكل الهيكلي لتلبية متطلبات معدل الحفر السريع ، والحفر الموحد وجودة الحفر العالية.

2) تكنولوجيا الرش:

①  شكل الرش: الظروف والشكل الهيكلي لنظام الرش العام الحالي هو أن الهيكل المتداخل والخروطي يتم اعتماده في نظام الرش. حل الحفر الذي رشته جميع الفوهات على شكل مروحة ويتناوب مع بعضه البعض ، بحيث يتم تغطية جميع لوحات الدوائر المطبوعة المنقولة بحل الحفر ويمكن أن تتدفق بالتساوي. تظهر نتائج اختبار العملية أن:
· رذاذ ثابت: متوسط عمق الحفر هو 0.20mm والانحراف القياسي هو 0.01mm.
· رذاذ أرجحة: متوسط عمق الحفر هو 0.21mm والانحراف القياسي هو 0.004.

②  وضع التأرجح: تظهر تجربة الإنتاج الفعلية الحالية أن التأرجح القوسي مثالي ، مما يمكن أن يجعل حل الحفر يصل إلى سطح الصفيحة بأكملها ، وتحسين اتساق معدل الحفر ، وتوفير ضمان موثوق به لإنتاج الأسلاك الرقيقة عالية الكثافة.

③  المسافة: ما يسمى بالمسافة يشير إلى المسافة من الفوهة إلى سطح الصفيحة ، أي المسافة من محلول الحفر إلى سطح الركيزة ، وهو أمر مهم جداً. عند النظر في المسافة من الفوهة إلى سطح الركيزة ، يجب أيضًا دمجها مع ضغط الرش للبحث والتصميم ، أي من أجل تحقيق جودة الحفر العالية ، يجب أن يتوافق أيضًا مع الاقتصاد والقدرة على التكيف والقدرة على التصنيع والقدرة على الصيانة والقدرة على الاستبدال.

④  الضغط: في التصميم ، يجب النظر في تأثير الضغط على رش محلول الحفر ، وما إذا كان يمكن تشكيل تدفق محلول الحفر الموحد على سطح الركيزة وتوازن كمية تدفق محلول الحفر. لذلك ، فإن ضغط الرش الكبير جداً أو الصغير جداً سيؤثر على جودة الحفر.

3. الهيدروديناميكا

1) التوتر السطحي لحل الحفر: لأن أي جسم لديه مساحة سطحية معينة ، فإن السطح السائل مثل فيلم ضيق. هذا الفيلم له جذب جزيئي داخلي، مما يجعله يميل إلى التقلص. من أجل الحفاظ على هذا التوازن السطحي الضيق ، يجب إضافة قوة ملموسة مناسبة إلى محيط السطح للحفاظ على مساحة سطحية معينة ، لم تعد تتقلص ، وتسمى هذه القوة الملموسة للسطح التوتر السطحي. رموز التوتر لكل وحدة طول تعمل على سطحσexpress. الوحدة هي داين / سم. تأثير التوتر السطحي لحل الحفر على معدل الحفر وجودة الحفر مرتبط بدرجة ترطيب السطح الصلب (بالإشارة إلى سطح رقائق النحاس). ما يسمى بالترطيب هو الالتصاق للسائل على السطح الصلب. أي ، شكل وزاوية الاتصال للسائل على السطح الصلب ((θ) كلما كانت زاوية الاتصال أكبر ، كلما كانت قابلية الرطبة للسطح الصلب أسوأ ، أي كلما كانت المياه أكثر سوءًا. يجب الحفاظ على زاوية الاتصال (θ) من أجل تقليل الزاوية الحادة ، يجب تغيير خصائص سطح الصلب. أي ، كلما أصغر التوتر السطحي السائل ، كلما كانت قابلية الرطبة للسطح الصلب أفضل. ومع ذلك ، إذا كان السطح الصلب ملوثًا ، حتى لو كان توتر السطح السائل صغيرًا ، فلن يتم تحسين رطوبة السطح الصلب. لذلك ، من أجل الحصول على أفضل جودة الحفر ، يجب تعزيز معالجة تنظيف سطح رقائق النحاس من الركيزة ، وتحسين خصائص السطح بحيث يكون أفضل رطبة مع محلول الحفر. لتحسين التوتر السطحي للسائل ، من الضروري أيضًا زيادة درجة حرارة التشغيل. كلما ارتفعت درجة الحرارة ، كلما أصغر التوتر السطحي للسائل ، كلما كان الالتصاق أكثر مثالية مع الصلب ، وكلما كان تأثير العلاج أفضل. وذلك لأن ارتفاع درجة الحرارة يسبب توسع المواد، ويزيد من المسافة بين الجزيئات، ويقلل من الجذب بين الجزيئات. مع ارتفاع درجة حرارة الحل ، ينخفض التوتر السطحي تدريجياً. لذلك ، يمكن للسيطرة الصارمة على ظروف العملية تحسين حالة الاتصال بشكل أفضل بين الحل وسطح النحاس من الركيزة.

2) اللزوجة: في عملية الحفر ، مع الذوبان المستمر للنحاس ، ستزيد لزوجة محلول الحفر ، بحيث تكون سيولة محلول الحفر على سطح رقائق النحاس من الركيزة ضعيفة ، مما يؤثر مباشرة على تأثير الحفر. من أجل تحقيق أفضل حالة لحل الحفر المثالي ، من الضروري الاستفادة الكاملة من وظيفة آلة الحفر لضمان سيولة الحل.