Процесс травленияпрототип печатной платынаружного слоя схемы
I. Обзор:
ãã В настоящее время типичный процесс обработки печатных плат (PCB) использует метод «селективного гальванопокрытия». То есть на части медной фольги, которую необходимо сохранить на внешнем слое платы, то есть на рисунке схемы, предварительно наносится слой свинцово-оловянного антикоррозионного покрытия, а затем остальная медная фольга подвергается химическому травлению, что называется травлением. Следует отметить, что в этот момент на плате находятся два слоя меди. В процессе травления внешнего слоя только один слой меди должен быть полностью вытравлен, а остальная часть образует окончательно требуемую схему. Особенность этого типа селективного гальванопокрытия заключается в том, что слой медного покрытия существует только под свинцово-оловянным резистом. Другой метод процесса заключается в нанесении меди на всю плату, а части, отличные от фоторезиста, покрываются только оловом или свинцово-оловянным резистом. Этот процесс называется «процессом гальванопокрытия всей платы». По сравнению с селективным гальванопокрытием, самым большим недостатком гальванопокрытия всей платы является то, что медь должна наноситься дважды на все части платы, и все они должны быть вытравлены во время травления. Поэтому, когда ширина проводника очень мала, возникает ряд проблем. В то же время боковое травление серьезно влияет на равномерность линий.
ãããВ процессе обработки внешнего слоя печатной платы существует еще один метод, который заключается в использовании фоторезиста вместо металлического покрытия в качестве резистивного слоя. Этот метод очень похож на процесс травления внутреннего слоя, и можно обратиться к травлению в процессе изготовления внутреннего слоя. В настоящее время олово или свинцово-оловянный сплав являются наиболее часто используемым антикоррозионным слоем, применяемым в процессе травления аммиачными травителями. Аммиачный травитель — это широко используемая химическая жидкость, которая не вступает в химическую реакцию с оловом или свинцово-оловянным сплавом. Аммиачный травитель в основном относится к раствору для травления аммиак/хлорид аммония. Кроме того, на рынке также доступны химикаты для травления на основе аммиак/сульфат аммония.
ãã Раствор для травления на основе сульфата после использования может быть подвергнут электролизу для отделения меди, поэтому его можно использовать повторно. Из-за низкой скорости травления он обычно редко используется в реальном производстве, но ожидается, что он будет использоваться в бесхлорном травлении. Кто-то пытался использовать серную кислоту-перекись водорода в качестве травителя для травления рисунка внешнего слоя. Из-за многих причин, включая экономические и вопросы обработки отработанных растворов, этот процесс не получил широкого коммерческого применения. Кроме того, серная кислота-перекись водорода не может использоваться для травления свинцово-оловянного резиста, и этот процесс не является основным методом в производстве внешнего слоя печатных плат, поэтому большинство людей редко обращают на него внимание.
2. Качество травления и предыдущие проблемы
ãããОсновное требование к качеству травления — полное удаление всех слоев меди, кроме тех, что находятся под резистом, и это все. Строго говоря, если дать точное определение, то качество травления должно включать соответствие ширины линий проводников и степень подтравливания. Из-за присущих характеристик современных травильных растворов, которые оказывают травящее действие не только в вертикальном направлении, но и в горизонтальном, боковое подтравливание практически неизбежно.
ããПроблема подтравливания является часто обсуждаемым параметром травления. Она определяется как отношение ширины подтравливания к глубине травления и называется фактором травления. В индустрии печатных плат этот показатель варьируется в широких пределах, от 1:1 до 1:5. Очевидно, что малая степень подтравливания или низкий фактор травления являются наиболее удовлетворительными.
ãããКонструкция травильного оборудования и травильные растворы различного состава влияют на фактор травления или степень бокового подтравливания, или, оптимистично говоря, это можно контролировать. Использование определенных добавок может уменьшить степень бокового подтравливания. Химический состав этих добавок обычно является коммерческой тайной, и разработчики не раскрывают его. Что касается конструкции травильного оборудования, то это будет подробно рассмотрено в следующих главах.
ãããВо многих аспектах качество травления существовало задолго до того, как печатная плата попадала в травильную машину. Поскольку между различными процессами обработки печатных плат существуют очень тесные внутренние связи, нет ни одного процесса, который не зависел бы от других процессов и не влиял бы на них. Многие проблемы, которые идентифицируются как проблемы качества травления, на самом деле существовали на этапе удаления пленки или даже раньше. Для процесса травления внешнего слоя графики, поскольку «обратный поток», который он воплощает, более выражен, чем в большинстве процессов печатных плат, многие проблемы в конечном итоге отражаются именно в нем. В то же время это также связано с тем, что травление является последним шагом в длинной серии процессов, начинающихся с нанесения фоторезиста и экспонирования. После этого рисунок внешнего слоя успешно переносится. Чем больше этапов, тем больше вероятность возникновения проблем. Это можно рассматривать как очень специфический аспект процесса производства печатных плат.
