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1. Resumo

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.

Na tecnologia de processamento do circuito exterior de painel impresso, outro método é usar filme fotosensível em vez de revestimento metal como camada anti-corrosão. Este método é muito semelhante ao processo de gravação da camada interna. Você pode se referir à gravação no processo de fabricação da camada interna.

Atualmente, a estanha ou a estanha de chumbo é a camada de resist ência mais comumente usada, que é usada no processo de gravação de amônia etchant Amônia etchant é uma solução química amplamente usada, que não tem reação química com estanha ou estanha de chumbo. - A amonia etchant se refere principalmente à solução de amonia/cloreto de amônia etchant. Além disso, solução de enxame de amônia/sulfato de amônia também pode ser comprada no mercado.

O cobre na solução de gravação baseada em sulfato pode ser separado por eletrolise após uso, de modo que pode ser reutilizado. Devido a sua baixa taxa de corrosão, é geralmente rara na produção real, mas espera-se que seja usada em gravação livre de cloro. Alguém tentou gravar o padrão externo com o peróxido de hidrogênio de ácido sulfúrico como gravador. Devido a muitas razões, incluindo economia e tratamento de resíduos líquidos, esse processo não foi amplamente utilizado no sentido comercial. Além disso, o peróxido de hidrogênio de ácido sulfúrico não pode ser usado para a gravação de camada de resist ência à estana de chumbo, e esse processo não é o principal método na produção da camada externa PCB, por is so a maioria das pessoas raramente presta atenção a ele.

2. Qualidade de rastreamento e 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 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.

O problema de gravação lateral é frequentemente discutido em parâmetros de gravação. Ela é definida como a relação entre a largura da gravação lateral e a profundidade da gravação, chamada de fator de gravação. Na indústria de circuitos impressos, varia amplamente de 1:1 a 1:5. Obviamente, um pequeno grau de gravação lateral ou fator de gravação baixo é o mais satisfatório.

A estrutura do equipamento de gravação e a solução de gravação com diferentes componentes afetarão o fator de gravação ou grau de gravação lateral, ou em uma palavra otimista, pode ser controlado. Alguns aditivos podem reduzir o grau de corrosão lateral.

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.

Além disso, em muitos casos, a dissolução é formada devido à reação. Na indústria de circuitos impressos, filme residual e cobre também podem acumular na solução corrosiva e bloquear no nozzle da máquina corrosiva e da bomba resistente ao ácido, então eles têm que ser fechados para tratamento e limpeza, o que afeta a eficiência de trabalho.

3. Ajustamento do equipamento e interação com solução corrosiva

No processamento de circuitos impressos, a gravação de amônia é um processo de reação química relativamente fino e complexo. Por outro lado, é um trabalho fácil. Uma vez que o processo seja ajustado, a produção contínua pode ser realizada. A chave é que uma vez que a máquina é iniciada, ela precisa manter um estado de trabalho contínuo e não deve ser parada. O processo de gravação depende em grande medida da boa condição de trabalho do equipamento. Atualmente, independentemente do tipo de solução de gravação que seja utilizada, deve ser utilizado pulverização de alta pressão, e para obter lados de linha limpa e efeito de gravação de alta qualidade, a estrutura do nozzle e o modo de pulverização devem ser estritamente selecionados.

Para obter bons efeitos colaterais, muitas teorias diferentes surgiram, formando diferentes métodos de design e estruturas de equipamento. Essas teorias são muitas vezes bastante diferentes. No entanto, todas as teorias sobre gravação reconhecem o princípio mais básico, isto é, manter a superfície metal em contato com a solução de gravação fresca o mais rapidamente possível. A análise do mecanismo químico do processo de gravação também confirma a visão acima. Em gravação de amônia, assumindo que todos os outros parâmetros permanecem intactos, a taxa de gravação é principalmente determinada por amônia (NH3) na solução de gravação. Portanto, há dois propósitos principais para a interação entre solução fresca e superfície gravada: um é lavar os novos íons de cobre gerados; A segunda é fornecer contínuamente amônia (NH3) necessária para a reação.
  
No conhecimento tradicional da indústria de circuitos impressos, especialmente os fornecedores de matérias-primas de circuitos impressos, é reconhecido que quanto menor o conteúdo de ion de cobre monovalente na solução de gravação de amônia, mais rápido a velocidade de reação. Isso foi confirmado pela experiência. De fato, muitos produtos etchantes de amônia contêm grupos especiais de coordenação de ións monovalentes de cobre (alguns solventes complexos), que são usados para reduzir ións monovalentes de cobre (esses são os segredos técnicos de seus produtos com alta capacidade de reação). Pode-se ver que a influência de ións monovalentes de cobre não é pequena. Se o cobre monovalente for reduzido de 5000 ppm para 50 ppm, a taxa de gravação será mais do que dobrada.

Porque um grande número de íons monovalentes de cobre são gerados no processo de reação de gravação, e porque íons monovalentes de cobre são sempre estreitamente combinados com o complexo grupo de amônia, é muito difícil manter seu conteúdo próximo de zero. O cobre monovalente pode ser removido convertendo cobre monovalente em cobre divalente através da ação de oxigênio na atmosfera. O propósito acima mencionado pode ser alcançado spraying.

Esta é uma razão funcional para passar ar para a caixa de gravação. No entanto, se houver ar demais, acelerará a perda de amônia na solução e reduzirá o valor de pH, o que ainda reduzirá a taxa de gravação. A amônia em solução também precisa ser controlada. Alguns usuários usam o método de passar amônia pura para o tanque de gravação. Para isso, deve ser adicionado um conjunto de sistema de controle de pH. Quando o resultado de pH automaticamente medido é menor do que o valor dado, a solução será adicionada automaticamente.

No campo relacionado da gravação química (também conhecido como gravação fotoquímica ou PCH), o trabalho de pesquisa começou e chegou ao estágio do design da estrutura da máquina de gravação. Neste método, a solução utilizada é cobre divalente, não gravação de cobre amônia. Provavelmente será usado na indústria de circuitos impressos. Na indústria do PCH, a espessura típica de folha de cobre gravada é de 5 a 10 milhas, e em alguns casos é bastante grande. Suas exigências para parâmetros de gravação são muitas vezes mais rigorosas do que aquelas na indústria do PCB. Existe um resultado de pesquisa do sistema industrial PCM, que não foi oficialmente publicado, mas o resultado será refrescante. Com forte apoio ao fundo de projetos, os pesquisadores têm a capacidade de mudar a ideia de projeto de dispositivo de gravação em um sentido de longo prazo e estudar os efeitos dessas mudanças. Por exemplo, em comparação com o nozzle cónico, o melhor design de nozzle adota um setor, e a câmara de coleta de pulverização (ou seja, o tubo em que o nozzle é enganado) também tem um ângulo de instalação, que pode pulverizar a peça de trabalho entrando na câmara de gravação a 30 graus. Se essa mudança não for feita, o modo de instalação do nozzle no coletor irá causar o ângulo de injeção de cada nozzle adjacente ser inconsistente. As superfícies de pulverização do segundo grupo de pulverizações são ligeiramente diferentes das do primeiro grupo (indica a condição de trabalho do pulverização). Dessa forma, a forma da solução pulverizada se torna um estado superimposto ou cruzado. Teoricamente, se as formas de solução se cruzam um ao outro, a força de ejecção desta parte será reduzida, e a antiga solução na superfície de gravação não pode ser efetivamente lavada para manter a nova solução em contato com ela. Esta situação é particularmente prominente na borda da superfície de spray. Sua força de jet é muito menor do que na direção vertical.

O estudo descobriu que o último parâmetro de design é de 65 psi (ou seja, 4 bar). Cada processo de gravação e cada solução prática tem uma pressão de injeção óptima. Atualmente, a pressão de injeção na câmara de gravação é superior a 30 quilos por polegada quadrada (2bar). Existe um princípio de que quanto maior a densidade (ou seja, gravidade específica ou Baume) de uma solução de gravação, maior a pressão óptima de injeção. Claro que não é um único parâmetro. Outro parâmetro importante é a mobilidade relativa (ou mobilidade) da taxa de reação em solução.

4. Na superfície superior e inferior da placa, os estados de gravação da fronte e da margem seguinte são diferentes.

Um grande número de problemas relacionados ao foco da qualidade da gravação na parte gravada da superfície da placa superior. É importante entender isso. Esses problemas vêm da influência de estruturas coloidais produzidas por etchant na superfície superior do circuito impresso. Depósitos colaoidais na superfície do cobre, por um lado, afetam a força do jet, por outro lado, bloqueam a renovação da solução de gravação fresca, resultando na redução da velocidade de gravação. É devido à formação e acumulação de estruturas coloidais que o grau de gravação dos gráficos superiores e inferiores do painel é diferente. Isso também torna a primeira parte da placa na máquina de gravação fácil de gravar completamente ou fácil de causar sobre a corrosião, porque a acumulação não foi formada naquela época e a velocidade de gravação é rápida. Pelo contrário, quando a parte atrás da placa entra, a acumulação foi formada e sua velocidade de gravação é lenta.

5. Mantenimento de equipamentos de gravação

O fator chave para a manutenção do equipamento de gravação é assegurar que o quebracabete seja limpo e não obstruído sem obstrução. Bloqueio ou arrasto irá impactar a disposição sob a ação da pressão de jet. Se o quebra-cabeça é suja, isso causará gravação desigual e destruirá todo o PCB.

Obviamente, a manutenção do equipamento é substituir as partes danificadas e usadas, incluindo o quebra-cabeça. O nozzle também tem o problema de usar. Além disso, o problema mais crítico é manter a cortadora livre de bateria, o que acontecerá em muitos casos. Acumulação excessiva de carga até afetará o equilíbrio químico da solução de carga. Da mesma forma, se houver desequilíbrio químico excessivo na solução de gravação, a gravação ficará cada vez mais séria. O problema de bateria e acumulação não pode ser exagerado. Uma vez que uma grande quantidade de esgotamento ocorre de repente na solução de esgotamento, normalmente é um sinal de que o equilíbrio da solução está errado. Isto deve ser limpo adequadamente com ácido clorírico forte ou adicionado à solução.

O filme residual também pode produzir bacalhas. Uma quantidade muito pequena de filme residual é dissolvida na solução de gravação, e então se formam precipitações de sal de cobre. A falha formada pelo filme residual indica que o processo anterior de retirada do filme não está completo. Pobre retirada de filmes é muitas vezes o resultado do filme de bordo e sobreposto.