Der Ätzprozess vonPrototyp einer Leiterplatteäußerer Kreislauf
I. Überblick:
Gegenwärtig wird für den typischen Prozess der Bearbeitung von Leiterplatten (PCB) die "Musterplattierungsmethode" verwendet. Das heißt, eine Schicht aus Blei-Zinn-Korrosionsschutzschicht auf dem Teil der Kupferfolie, der auf der äußeren Schicht der Platine, dh dem Musterteil der Schaltung, zurückgehalten werden muss, vorplattiert und dann die verbleibende Kupferfolie chemisch korrodiert, was als Ätzen bezeichnet wird. Es ist zu beachten, dass sich zu diesem Zeitpunkt zwei Kupferschichten auf der Platine befinden. Beim Ätzen der äußeren Schicht muss nur eine Schicht Kupfer vollständig weggeätzt werden, und der Rest bildet die endgültige erforderliche Schaltung. Charakteristisch für diese Art der Musterbeschichtung ist, dass die Kupferbeschichtungsschicht nur unter der Blei-Zinn-Lackschicht vorhanden ist. Eine andere Verfahrensmethode besteht darin, Kupfer auf der gesamten Platine zu plattieren, und die Teile, die nicht der lichtempfindliche Film sind, bestehen nur aus Zinn oder Blei-Zinn-Resist. Dieses Verfahren wird als "Vollplatten-Kupferbeschichtungsverfahren" bezeichnet. Im Vergleich zur Mustergalvanik besteht der größte Nachteil der Vollplatinenverkupferung darin, dass Kupfer auf allen Teilen der Platine zweimal beschichtet werden muss und alle beim Ätzen korrodieren müssen. Wenn die Drahtbreite sehr fein ist, treten daher eine Reihe von Problemen auf. Gleichzeitig beeinträchtigt die Seitenkorrosion die Gleichmäßigkeit der Leitung erheblich.
Bei der Verarbeitung der äußeren Schaltung der Leiterplatte gibt es eine andere Methode, die darin besteht, eine lichtempfindliche Folie anstelle einer Metallbeschichtung als Resistschicht zu verwenden. Diese Methode ist dem Ätzprozess der Innenschicht sehr ähnlich, und Sie können sich auf das Ätzen im Herstellungsprozess der Innenschicht beziehen. Gegenwärtig ist Zinn oder Blei-Zinn die am häufigsten verwendete Korrosionsschutzschicht, die beim Ätzen von Ätzmitteln auf Ammoniakbasis verwendet wird. Ätzmittel auf Ammoniakbasis ist eine häufig verwendete chemische Flüssigkeit und reagiert nicht chemisch mit Zinn oder Blei-Zinn. Ammoniakätzmittel bezieht sich hauptsächlich auf Ammoniak/Ammoniumchlorid-Ätzlösung. Darüber hinaus sind auch Ammoniak/Ammoniumsulfat-Ätzchemikalien auf dem Markt erhältlich.
Ätzlösung auf Sulfatbasis, nach Gebrauch kann das darin enthaltene Kupfer durch Elektrolyse abgetrennt werden, so dass es wiederverwendet werden kann. Aufgrund seiner geringen Korrosionsrate ist es in der realen Produktion in der Regel selten, aber es wird erwartet, dass es beim chlorfreien Ätzen eingesetzt wird. Jemand versuchte, Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid als Ätzmittel zu verwenden, um das äußere Schichtmuster zu korrodieren. Aus vielen Gründen, einschließlich der Wirtschaftlichkeit und der Behandlung von Abfallflüssigkeiten, wurde dieses Verfahren im kommerziellen Sinne nicht weit verbreitet. Darüber hinaus kann Schwefelsäure-Wasserstoffperoxid nicht zum Ätzen von Blei-Zinn-Resist verwendet werden, und dieser Prozess ist nicht PCB Die Hauptmethode bei der Herstellung der Außenschicht, daher interessieren sich die meisten Menschen selten dafür.
2. Ätzqualität und bisherige Probleme
Die Grundvoraussetzung für die Qualität des Ätzens besteht darin, dass alle Kupferschichten außer unter der Lackschicht vollständig entfernt werden können, und das war's. Streng genommen muss die Ätzqualität, wenn sie genau definiert werden soll, die Konsistenz der Drahtlinienbreite und den Grad der Hinterschneidung umfassen. Aufgrund der inhärenten Eigenschaften der aktuellen Ätzlösung, die nicht nur in Abwärtsrichtung, sondern auch in linker und rechter Richtung einen Ätzeffekt erzeugt, ist das Seitenätzen nahezu unvermeidlich.
Die Problematik der Hinterschneidung ist ein häufig diskutierter Punkt in den Ätzparametern. Er ist definiert als das Verhältnis der Hinterschnittbreite zur Ätztiefe, das als Ätzfaktor bezeichnet wird. In der Leiterplattenindustrie variiert sie stark, von 1:1 bis 1:5. Offensichtlich ist ein kleiner Hinterschnittgrad oder ein niedriger Ätzfaktor am zufriedenstellendsten.
Die Struktur der Ätzausrüstung und die Ätzlösungen unterschiedlicher Zusammensetzung beeinflussen den Ätzfaktor oder den Grad des Seitenätzens oder können optimistisch ausgedrückt gesteuert werden. Durch den Einsatz bestimmter Additive kann der Grad der Seitenerosion verringert werden. Die chemische Zusammensetzung dieser Additive ist in der Regel ein Geschäftsgeheimnis und wird von den jeweiligen Entwicklern nicht nach außen verraten. Was den Aufbau der Ätzausrüstung betrifft, so werden die folgenden Kapitel speziell behandelt.
In vielerlei Hinsicht existierte die Qualität des Ätzens schon lange, bevor die Leiterplatte in die Ätzmaschine kam. Da es sehr enge interne Verbindungen zwischen den verschiedenen Prozessen bzw. Prozessen der Leiterplattenverarbeitung gibt, gibt es keinen Prozess, der nicht von anderen Prozessen beeinflusst wird und andere Prozesse nicht beeinflusst. Viele der Probleme, die als Ätzqualität identifiziert wurden, bestanden tatsächlich beim Entfernen des Films oder sogar schon vorher. Für den Ätzprozess der äußeren Schichtgrafik spiegelt sich schließlich viele Probleme wider, da der "invertierte Strom", den er verkörpert, stärker ausgeprägt ist als bei den meisten Leiterplattenprozessen. Gleichzeitig liegt das auch daran, dass das Ätzen der letzte Schritt in einer langen Reihe von Prozessen ist, die mit dem Selbstkleben und der Lichtempfindlichkeit beginnen. Danach wird das äußere Schichtmuster erfolgreich übertragen. Je mehr Links, desto größer ist die Möglichkeit von Problemen. Dies kann als ein ganz besonderer Aspekt des Produktionsprozesses von Leiterplatten angesehen werden.
