Proceso de grabado del circuito externo de la placa de PCB

Oct. 29, 2021   |   1787 views

1, proceso de grabado del circuito externo de la placa de PCB

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.

En la tecnología de procesamiento del circuito exterior de la placa impresa, otro método es usar película fotosensible en lugar de recubrimiento metálico como capa anticorrosiva. Este método es muy similar al proceso de grabado de capa interna. Puede referirse al grabado en el proceso de fabricación de la capa interna.

En la actualidad, el estaño o el estaño de plomo es la capa de resistencia más comúnmente usada, que se usa en el proceso de grabado de amoníaco grabado. El grabador de amoníaco es una solución química ampliamente utilizada, que no tiene reacción química con estaño o estaño de plomo. El grabador de amoníaco se refiere principalmente a la solución de grabado de amoníaco / cloruro de amoníaco. Además, la solución de grabado de amoníaco / sulfato de amoníaco también se puede comprar en el mercado.

El cobre en la solución de grabado basada en sulfato se puede separar mediante electrólisis después de su uso, por lo que se puede reutilizar. La tasa de corrosión del grabado en seco es baja, lo que generalmente es raro en la producción real, pero se espera que se use en grabado libre de cloro. Alguien intentó grabar el patrón exterior con peróxido de hidrógeno de ácido sulfúrico como grabador. Debido a muchas razones, incluyendo la economía y el tratamiento de líquidos residuales, este proceso no se ha utilizado ampliamente en el sentido comercial. Además, el peróxido de hidrógeno ácido sulfúrico no se puede usar para el grabado de la capa resistente de plomo y estaño, y este proceso no es el método principal en la producción de la capa externa de PCB, por lo que la mayoría de las personas rara vez prestan atención a él.

2, calidad de grabado y problemas existentes

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.

El problema del grabado lateral se discute a menudo en los parámetros de grabado. Se define como la relación de anchura de grabado lateral a profundidad de grabado, que se llama factor de grabado. En la industria de circuitos impresos, varía ampliamente de 1:1 a 1:5. Obviamente, un pequeño grado de grabado lateral o un factor de grabado bajo es el más satisfactorio.

La estructura del equipo de grabado y la solución de grabado con diferentes componentes afectarán al factor de grabado o al grado de grabado lateral, o en una palabra optimista, se puede controlar. Algunos aditivos pueden reducir el grado de corrosión lateral. La composición química de estos aditivos es generalmente un secreto comercial, y sus desarrolladores no lo divulgan al mundo exterior. En cuanto a la estructura del equipo de grabado, los siguientes capítulos se dedicarán a la discusión.

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. 

Además, en muchos casos, la disolución se forma debido a la reacción. En la industria de circuitos impresos, la película residual y el cobre también pueden acumularse en la solución corrosiva y bloquearse en la boquilla de la máquina corrosiva y la bomba resistente al ácido, por lo que tienen que ser apagados para el tratamiento y la limpieza, lo que afecta a la eficiencia del trabajo. 

3, ajuste y interacción del equipo con la solución corrosiva

En el procesamiento de circuitos impresos, el grabado de amoniaco es un proceso de reacción química relativamente fino y complejo. Por otro lado, es un trabajo fácil. Una vez que se ajusta el proceso, se puede producir de forma continua. La clave es mantener el estado de trabajo continuo una vez que se inicie la máquina, y no es adecuado para secarse o detenerse. El proceso de grabado depende en gran medida del buen estado de trabajo del equipo. Por ejemplo, no importa qué tipo de solución de grabado se utilice, se debe usar pulverización a alta presión. Para obtener lados de línea limpios y efecto de grabado de alta calidad, la estructura y el modo de pulverización de la boquilla deben seleccionarse estrictamente.

Para obtener buenos efectos secundarios, han surgido muchas teorías diferentes, formando diferentes métodos de diseño y estructuras de equipos. Estas teorías suelen ser muy diferentes. Sin embargo, todas las teorías relacionadas con el grabado reconocen el principio más básico, es decir, mantener la superficie metálica en contacto con la solución de grabado fresca lo antes posible. El análisis del mecanismo químico del proceso de grabado también ha confirmadoEn el grabado de amoníaco, suponiendo que todos los demás parámetros permanecen inalterados, la velocidad de grabado se determina principalmente por el amoníaco (NH3) en la solución de grabado. Por lo tanto, hay dos propósitos principales para usar solución fresca para interactuar con la superficie de grabado: uno es lavar el ion de cobre recién generado; el otro es proporcionar continuamente el amoníaco (NH3) requerido para la reacción.

En el conocimiento tradicional de la industria de circuitos impresos, especialmente los proveedores de materias primas de circuitos impresos, se reconoce que cuanto menor sea el contenido de iones de cobre monovalentes en la solución de grabado de amoníaco, más rápida será la velocidad de reacción, lo que ha sido confirmado por la experiencia. De hecho, muchos productos de solución de grabado de amoníaco contienen grupos de coordinación especiales de iones de cobre monovalentes (algunos disolventes complejos), su función es reducir los iones de cobre monovalentes (estos son los secretos técnicos de sus productos con alta capacidad de reacción). Se puede ver que la influencia de iones de cobre monovalentes no es pequeña. Si el cobre monovalente se reduce de 5000ppm a 50ppm, la velocidad de grabado será más que duplicada. 

Debido a que se genera un gran número de iones de cobre monovalentes durante la reacción de grabado, y debido a que los iones de cobre monovalentes siempre se combinan estrechamente con el grupo complejo de amoníaco, es muy difícil mantener su contenido cerca de cero. El cobre monovalente se puede eliminar mediante la conversión del cobre monovalente en cobre divalente a través de la acción del oxígeno en la atmósfera. El propósito anterior se puede lograr mediante pulverización.