У зв'язку з ситуацією, що склалася, не завжди є можливість відповідати на дзвінки. Якщо ми не відповідаємо – пишіть на пошту zakaz@ten24.com.ua або заповнюйте форму замовлення на сайті. Ми обов'язково передзвонимо вам найближчим часом.

Травлення міді під час виготовлення друкованих плат

Травлення міді - одне із важливих процесів під час виробництва друкованих плат. Можна просто сказати, що вологе травлення друкованих плат – це процес контрольованої корозії. У нормальних умовах корозія ушкоджує метали, але з допомогою ефективного процесу механічної обробки корозію можна контролювати, і це називається травленням. Давайте докладно розглянемо процес вологого травлення.

Що таке друкована плата? 

Друкована плата (PCB або ПП) механічно підтримує та електрично з'єднує електронні компоненти за допомогою провідних доріжок, контактних майданчиків та інших елементів, витравлених з мідних листів, ламінованих на непровідну підкладку. Друкована плата має заздалегідь спроектовані мідні доріжки на листі. Доріжки скорочують кількість дротів, тим самим зменшуючи кількість несправностей, що виникають через ненадійні з'єднання. Достатньо просто розмістити компоненти на друкованій платі та припаяти їх.


Травлення міді під час виготовлення друкованих плат


Що таке травлення друкованих плат?

Травлення друкованої плати - це видалення небажаної міді (Cu) з друкованої плати. Коли ми говоримо «небажаної», це не що інше, як все покриття, яке не є схемою відповідно до конструкції друкованої плати. В результаті залишається потрібна схема плати.

Інакше кажучи, травлення схоже на гравірування друкованої плати. Якщо ви можете мислити як художник, дошка – це скеля, а гравірування перетворює скелю на гарну скульптуру. Під час процесу базова мідь або стартова мідь видаляються з плати. Проката і відпалена мідь легше нацьковується в порівнянні з міддю з гальванічним покриттям.

Перед травленням готується макет, щоб кінцевий продукт відповідав вимогам проектувальника. Бажане інженером зображення схеми переноситься на друковану плату за допомогою процесу, який називають фотолітографією. Це формує схему, за якою вирішується, яка частина міді має бути вилучена з плати.

Існує два різні підходи до травлення внутрішнього шару та зовнішнього шару. У процесі травлення зовнішнього шару лудіння діє як резистент травлення. Тоді як у внутрішньому шарі фоторезист є травильний резист.

Травлення міді під час виготовлення друкованих плат

Методи вологого травлення друкованих плат

Вологе травлення - це тип процесу травлення, при якому небажаний матеріал розчиняється при зануренні в хімічний розчин.

Виробники друкованих плат зазвичай використовують два методи вологого травлення залежно від травників, що використовуються.

  1. Кислотне травлення (хлорид заліза та хлорид міді).
  2. Лужне травлення (аміачне)

В обох цих методах є свої плюси та мінуси.

Процес кислотного травлення

Кислотний метод використовується для наповнення внутрішніх шарів жорсткої друкованої плати. У цьому методі використовуються хімічні розчинники, такі як хлорид заліза (FeCl3) або міді хлорид (CuCl2). Кислотний метод більш точний і дешевий, але трудомісткий у порівнянні з лужним методом. Цей метод реалізований для внутрішніх шарів, оскільки кислота не входить у реакцію з фоторезистом і пошкоджує потрібну деталь. До того ж піднутрення у цьому методі мінімальні.

Піднутрення – це бічна ерозія протруєного матеріалу під захисним шаром олова/свинцю. Коли розчин потрапляє у мідь, він атакує мідь і залишає по собі захищені доріжки. Доріжки захищені покриттям для травлення чи фоторезистом. На краю доріжки завжди є трохи міді, видаленої під резистом, це називається піднутренням.

Травлення хлоридом міді

Хлорид міді є найбільш широко використовуваним травником, оскільки він точно труїть дрібніші деталі. Процес хлориду міді також забезпечує постійну швидкість травлення та безперервну регенерацію за порівняно нижчих витрат.

Максимальна швидкість травлення в системі міді хлориду досягається при поєднанні систем хлорид міді-хлорид натрію-HCl. Ця комбінація дає максимальну швидкість травлення 60 секунд на 30 г міді при 55 °С. Отже, цей тип травлення використовується для травлення внутрішніх шарів тонких ліній.

Примітка. Використання газоподібного хлору потребує відповідної вентиляції, зберігання резервуарів та балонів, а також обладнання для виявлення витоків. Крім того, для цього потрібні протоколи дій у надзвичайних ситуаціях, засоби індивідуального захисту, навчені оператори та схвалення пожежної служби.

Травлення хлоридом заліза

Травник з хлоридом заліза має обмежене застосування у промисловості через дорогу утилізації містить мідь травника. Однак хлорид заліза є привабливим засобом для травлення розпиленням через його простоту використання, що утримує здібності для міді та можливості використання в нечастих періодичних застосуваннях. Хлорид заліза можна використовувати з трафаретними фарбами, фоторезистами та золотими візерунками, але його не можна використовувати з олов'яними чи олов'яно/свинцевими резистами.

Зазвичай розчин хлориду заліза розчиняють у питній воді з концентрацією від 28 до 42% за вагою. HCl (до 5%) також змішують з цим розчином, щоб запобігти утворенню нерозчинних опадів гідроксиду тривалентного заліза.

Зазвичай питома вага хлориду заліза становить 36 Be, або приблизно 4,0 фунта / галон FeCl3  . Вміст кислоти (HCL) буде в межах від 1,5 до 2% для комерційних цілей. 

Лужний процес травлення

Лужний метод використовується для наповнення зовнішніх шарів друкованої плати. Тут використовуються хімічні речовини: хлорид міді (CuCl2  , 2H2O) + гідрохлорид (HCl) + пероксид водню (H2O2) + вода (H2O). Лужний метод – це швидкий процес, до того ж він трохи дорогий. Необхідно неухильно дотримуватись параметрів цього процесу, оскільки розчинник може пошкодити плиту, якщо вона знаходиться в контакті протягом більш тривалого періоду. Процес має добре контролюватись.

Весь процес здійснюється в конвеєрній камері розпилювання високого тиску, де друкована плата піддається впливу свіжого струменя травника. При лужному травленні друкованої плати слід зважати на важливі параметри. Це швидкість руху панелі, хімічне розпилення і кількість міді, що видаляється. Це гарантує, що процес травлення буде рівномірним із прямими бічними стінками.

Під час процесу травлення точка, у якій завершується травлення небажаної міді, називається точкою зламу. Зазвичай це досягається в середині камери розпилювання. Наприклад, припустимо, що довжина камери розпилювання становить 2 метри, точка зупинки буде досягнута, коли дошка досягне середньої точки, тобто 1 метр.


Травлення міді під час виготовлення друкованих плат


Параметри, що визначають якість травників

В ідеальному випадку швидкість травлення залежить від часу травлення і склад травника буде постійним. Але в реальних випадках склад травника постійно змінюється. Таким чином, для забезпечення якості необхідно контролювати деякі параметри. Наступні параметри використовуються для оцінки якості травника для безперебійної роботи процесу:

  • Шкала Боме
  • Температура
  • Окисно-відновний потенціал (ОВП)
  • Хімічні добавки (Вільна кислота)
  • pH

Боме (Bé)

Боме - це молярна концентрація травника, яка залежить від частки травника. 

Чим вище значення Bе, тим вище буде молярність травника, отже швидкість травлення розчину. Нижче значення Bе дасть низьку швидкість травлення з поганою роздільною здатністю лінії, а більш високе травлення призведе до низької швидкості травлення. Піднутрення також зменшується із збільшенням значення Боме.

Температура

Як правило, при високих температурах швидкість травлення для будь-яких травників буде вищою. Але вибір температури травлення залежить від використовуваної травильної машини. У більшості травильних машин використовуються пластмасові деталі, тому що всі метали реагують до травників. Отже, температура травлення не може бути надто високою. Максимально допустимий діапазон температур травлення становить 50-55 °C

Оскільки кислотні ванни для травлення працюють з агресивними речовинами, нагрівальні елементи повинні мати захисні колби з некорозійного матеріалу і точний контроль температури за допомогою термопари. Зазвичай для кислотних ванн застосовуються спеціальні занурювальні нагрівачі з оболонками із кислотостійких металів або сухі керамічні ТЕНи в колбах із кварцу.

Окисно-відновний потенціал (ОВП)

Вимір ОВП вказує на активність травника. Це міра відносної провідності травника, виражена в мілівольтах. ОВП показує співвідношення між іонами двовалентної міді та іонами двовалентного заліза або іонами тривалентного заліза та іонами двовалентного заліза. У міру протруювання міді стан травителя змінюється з мідно-тривалентного на мідно-двохвалентне. Чим вище значення ОВП, тим ефективнішим буде травник, тоді як низькі значення ОВП вказують на повільне та неефективне травлення.

Виробники підтримуватимуть ЗВП на високому постійному рівні для досягнення постійної швидкості травлення металу. Значення ОВП залежить від вмісту вільної кислоти та температури травника. Додавання в травник вільної кислоти та окислювача дає вільний хлор. Це повертає іони міді до форми міді. 

Додавання хімічних добавок (вільна кислота)

Хімічні добавки використовуються у промислових травниках для збільшення швидкості травлення. HCl є зазвичай використовуваною добавкою для травників CuCl  2  та FeCl  3  . HCl є джерелом хлору для утворення хлоридів металів замість гідроксидів, що збільшує здатність травника утримувати розчинені метали. Добавки дуже важливі для безперервного травлення. Вони додаються перед першим використанням травника або регенерації. Значення рН розчину оцінюється для перевірки кислотності розчину.

Значення pH

Значення pH – дуже важливий параметр у процесі травлення, особливо при травленні лужним аміаком. Він знаходиться в діапазоні від 7,9 до 8,1 для надійного лужного травлення. Низький рівень pH нижче 8 може бути викликаний низьким вмістом аміаку, надмірною вентиляцією, нагріванням тощо. У таких випадках pH можна підвищити, додавши безводний аміак. Більш високе значення pH вище 8,8 викликає низьку швидкість травлення. Це може бути викликано недостатньою вентиляцією, підвищеним вмістом міді або водою у травнику. 


Травлення міді під час виготовлення друкованих плат


Після процесу травлення кінцевий продукт матиме електричну схему відповідно до специфікацій розробника. Незабаром після того, як травлення буде завершено, плата буде піддана подальшій обробці для зачистки. Процес зачистки видаляє гальванічне олово або олово/свинець або фоторезист із поверхні плати.

Компанія ТЕН 24 займається виготовленням нагрівальних елементів для різноманітного обладнання. Зокрема, ми виготовляємо керамічні сухі ТЕНи та трубостійкі кислотостійкі нагрівачі для кислотних ванн для травлення. Також ми можемо запропонувати вам сучасні нано-нагрівачі із кислотостійкою колбою.





Дивитися усі статі



Задати питання

Логотип ТЕН 24
Для того, щоб купити нагрівачі або надіслати електронною поштою питання заповніть форму або просто зателефонуйте за телефонами