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1, Ätzprozess der äußeren Schaltung der Leiterplatte

At present, the typical process of printed circuit board (PCB) processing adopts "Pattern electroplating method". 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, the pattern 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 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 plate 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, and they must be corroded during etching.Therefore, when the wire width is very fine, a series of problems will arise.At the same time, side corrosion will seriously affect the uniformity of lines.

In der Verarbeitungstechnik der äußeren Schaltung von Leiterplatten besteht eine andere Methode darin, anstelle einer Metallbeschichtung lichtempfindliche Folie als Korrosionsschutzschicht zu verwenden. Diese Methode ähnelt sehr dem Innenschichtätzprozess. Sie können sich auf das Ätzen im inneren Schichtherstellungsprozess beziehen.

Derzeit ist Zinn oder Bleizinn die am häufigsten verwendete Resistschicht, die im Ätzprozess von Ammoniak-Ätzmitteln verwendet wird. Ammoniak Ätzmittel ist eine weit verbreitete chemische Lösung, die keine chemische Reaktion mit Zinn oder Blei Zinn hat. Ammoniak Ätzmittel bezieht sich hauptsächlich auf Ammoniak / Ammoniakchlorid Ätzlösung. Darüber hinaus kann auf dem Markt auch Ammoniak/Ammoniaksulfat Ätzlösung erworben werden.

Das Kupfer in der Sulfatbasierten Ätzlösung kann nach dem Gebrauch durch Elektrolyse getrennt werden, so dass es wiederverwendet werden kann. Die Korrosionsrate des Trockenätzes ist niedrig, was in der Regel in der tatsächlichen Produktion selten ist, aber es wird erwartet, dass es im chlorfreien Ätzen verwendet wird. Jemand versuchte, das äußere Muster mit Schwefelsäurewasserstoffperoxid als Ätzmittel zu Ätzen. Aus vielen Gründen, einschließlich Wirtschaft und Abfallflüssigkeitsbehandlung, wurde dieses Verfahren im kommerziellen Sinne nicht weit verbreitet. Darüber hinaus kann Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid nicht für das Ätzen von Blei-Zinn-Widerstandsschicht verwendet werden, und dieser Prozess ist nicht die Hauptmethode bei der Herstellung von PCB-Außenschicht, so dass die meisten Menschen selten darauf achten.

2, Ätzqualität und bestehende Probleme

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 linewidth 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.

SeitenÄtzproblem wird oft in Ätzparametern diskutiert. Es wird definiert als das Verhältnis von SeitenÄtzbreite zu Ätztiefe, das Ätzfaktor genannt wird. In der Leiterplattenindustrie variiert es weitgehend von 1:1 bis 1:5. Natürlich ist ein kleiner Seitenätzgrad oder ein niedriger Ätzfaktor der zufriedenstellendste.

Die Struktur der Ätzgeräte und die Ätzlösung mit unterschiedlichen Komponenten beeinflussen den Ätzfaktor oder den SeitenÄtzgrad, oder in einem optimistischen Wort, es kann gesteuert werden. Einige Zusatzstoffe können den Grad der Seitenkorrosion reduzieren. Die chemische Zusammensetzung dieser Zusatzstoffe ist in der Regel ein Geschäftsgeheimnis, und ihre Entwickler geben es der Außenwelt nicht offen. Was die Struktur der Ätzgeräte betrifft, so werden die folgenden Kapitel der Diskussion gewidmet.

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 pattern electroplating, the ideal state should be: 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 plated graphics of printed circuit boards all over the world should be greatly thick and dry.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".If the "residual glue" or "residual film" is left under the "edge" of the resist, it will cause incomplete etching. After etching, a "copper root" is formed on both sides of the line, which narrows the line spacing, resulting in the printed board not meeting the requirements of Party A and may even be rejected. Due to rejection, the production cost of PCB will be greatly increased. 

Darüber hinaus entsteht in vielen Fällen aufgrund der Reaktion eine Lösung. In der Leiterplattenindustrie können sich Restfilm und Kupfer auch in der korrosiven Lösung ansammeln und in der Düse der korrosiven Maschine und der säurebeständigen Pumpe blockieren, so dass sie zur Behandlung und Reinigung geschlossen werden müssen, was die Arbeitseffizienz beeinflusst. 

3, Ausrüstungseinstellung und Wechselwirkung mit korrosiver Lösung

In der Druckkreisverarbeitung ist das Ätzen von Ammoniak ein relativ feiner und komplexer chemischer Reaktionsprozess. Andererseits ist es eine einfache Arbeit. Sobald der Prozess angepasst ist, kann er kontinuierlich hergestellt werden. Der Schlüssel besteht darin, den kontinuierlichen Arbeitszustand aufrechtzuerhalten, sobald die Maschine gestartet ist, und es ist nicht geeignet, zu trocknen oder zu stoppen. Der Ätzprozess hängt weitgehend vom guten Arbeitszustand der Ausrüstung ab. Egal welche Ätzlösung verwendet wird, muss zum Beispiel ein Hochdrucksprühen verwendet werden. Um ordentliche Linienseiten und einen hochwertigen Ätzeffekt zu erzielen, müssen die Struktur und der Sprühmodus der Düse streng gewählt werden.

Um gute Nebenwirkungen zu erzielen, sind viele verschiedene Theorien entstanden, die verschiedene Konstruktionsmethoden und Ausrüstungsstrukturen bilden. Diese Theorien sind oft ganz anders. Allerdings erkennen alle Ätztheorien das grundlegendste Prinzip an, das heißt, die Metalloberfläche so schnell wie möglich mit frischer Ätzlösung in Kontakt zu halten. Die chemische Mechanismenalyse des Ätzprozesses hat auch bestätigtBei der Ätzung von Ammoniak wird unter der Annahme, dass alle anderen Parameter unverändert bleiben, die Ätzgeschwindigkeit hauptsächlich durch das Ammoniak (NH3) in der Ätzlösung bestimmt. Daher gibt es zwei Hauptzwecke für die Verwendung frischer Lösung, um mit der Ätzfläche zu interagieren: Einer ist, das neu erzeugte Kupferion auszuspülen; die andere besteht darin, kontinuierlich das für die Reaktion erforderliche Ammoniak (NH3) bereitzustellen.

Im traditionellen Wissen der Leiterplattenindustrie, insbesondere der Lieferanten von Leiterplattenrohstoffen, wird erkannt, dass je niedriger der Gehalt an einwertigen Kupferionen in Ammoniak-Ätzlösung, desto schneller die Reaktionsgeschwindigkeit ist, was durch Erfahrung bestätigt wurde. Tatsächlich enthalten viele Ammoniak-Ätzlösungsprodukte spezielle Koordinationsgruppen von einwertigen Kupferionen (einige komplexe Lösungsmittel), deren Funktion es ist, einwertige Kupferionen zu reduzieren (dies sind die technischen Geheimnisse ihrer Produkte mit hoher Reaktionskapazität). Es ist zu sehen, dass der Einfluss von einwertigen Kupferionen nicht klein ist. Wenn das einwertige Kupfer von 5000ppm auf 50ppm reduziert wird, wird die Ätzrate mehr als verdoppelt. 

Da während der Ätzreaktion eine große Anzahl von einwertigen Kupferionen erzeugt wird und da einwertige Kupferionen immer eng mit der komplexen Gruppe Ammoniak kombiniert werden, ist es sehr schwierig, ihren Gehalt nahe an Null zu halten. Einwertiges Kupfer kann durch Umwandlung von einwertigem Kupfer in zweiwertiges Kupfer durch die Wirkung von Sauerstoff in der Atmosphäre entfernt werden. Der obige Zweck kann durch Sprühen erreicht werden.