به عنوان یکی از اجزای حیاتی محصولات الکترونیکی، فناوری ساخت بردهای مدار چاپی به طور مداوم در حال تکامل است. در میان این فناوری ها، اچ کردن مس به عنوان یکی از فرآیندهای اصلی تعیین کننده عملکرد، دقت و پیچیدگی بردهای مدار است.
اصل تکنولوژی حکاکی مس
حکاکی مس، همانطور که از نام آن پیداست، حذف انتخابی لایههای مسی ناخواسته روی ورقههای{0} روکش مسی از طریق روشهای شیمیایی یا فیزیکی خاص است که الگوهای مداری از پیش طراحیشده را بر روی زیرلایه باقی میگذارد. اصل بر اساس واکنش شیمیایی بین مس و محلول اچ است. در حال حاضر محلول های اصلی اچینگ به دو دسته اسیدی و قلیایی تقسیم می شوند.
محلول اچینگ اسیدی
با در نظر گرفتن سیستم اسید هیدروکلریک کلرید مس، در یک محیط اسیدی، فویل مس با محلول اچ واکنش می دهد و باعث می شود اتم های مس الکترون های خود را از دست داده و به یون های مس اکسید شوند. این فرآیند روی سطح فویل مس رخ می دهد و به تدریج آن را در محلول حل می کند. تحت شرایط خاص، یونهای مس موجود در محلول میتوانند الکترونها را به دست آورند و به اتمهای مس تقلیل یابند که روی کاتد رسوب میکنند. به منظور اطمینان از فرآیند حکاکی مداوم و پایدار، معمولاً لازم است به طور مداوم اسید هیدروکلریک را برای حفظ محیط اسیدی محلول، ترویج انحلال مداوم فویل مس و حذف دقیق مناطق فویل مسی ناخواسته، تکمیل کنید.
محلول اچینگ قلیایی
سیستم کلرید آمونیاک آمونیاک یک محلول معمولی اچینگ قلیایی است. در شرایط قلیایی، مس با آب آمونیاک واکنش داده و یک کمپلکس آمونیاک مس پایدار تشکیل می دهد. این کمپلکس می تواند مس را به شکل یونی در محلول حل کند و به اچ شدن فویل مسی دست یابد. در تولید واقعی، کنترل دقیق پارامترهایی مانند غلظت، دما و مقدار pH محلول بسیار مهم است. حتی یک انحراف جزئی ممکن است بر روی اثر اچ تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، غلظت بالای آب آمونیاک ممکن است منجر به اچ بیش از حد شود، در حالی که غلظت کم ممکن است منجر به راندمان اچ پایین و اچ ناقص شود.
فرآیند تکنولوژی حکاکی مس
اجرای فرآیند اچینگ مسی شامل مراحل دقیق متعددی است که هر کدام تاثیر مستقیمی بر کیفیت برد مدار دارد.
تولید لایه مقاوم در برابر خوردگی: قبل از اچ کردن مس، یک لایه مقاوم در برابر خوردگی باید روی سطح تخته مسی- روکش شده تولید شود. این مرحله بسیار مهم است، زیرا دقت و یکپارچگی لایه مقاومت مستقیماً دقت الگوی اچ را تعیین می کند. مواد متداول در برابر خوردگی-مقاوم در برابر نور و فیلم خشک هستند. فناوری فوتولیتوگرافی برای انتقال الگوهای مدار از پیش طراحی شده از یک ماسک عکس به یک تخته مسی- با استفاده از منابع نور فرابنفش استفاده می شود. پس از درمان توسعه، نور مقاوم در نواحی طرحدار بهعنوان یک لایه مقاوم نگه داشته میشود تا فرسایش فویل مس را توسط محلول اچینگ مسدود کند. فیلم خشک با فشار دادن داغ به سطح ورقههای مسی-روکش شده متصل میشود و سپس در معرض قرار گرفتن، توسعه و سایر فرآیندها قرار میگیرد تا الگوهای دقیق مقاوم در برابر خوردگی- تشکیل شود و از نواحی فویل مسی که باید حفظ شوند محافظت میکند.
فرآیند اچ کردن: پس از تکمیل لایه{0}مقاوم در برابر خوردگی، تخته روکش مسی- را در تجهیزات اچ قرار دهید و کاملاً با محلول اچ تماس بگیرید. در طول فرآیند اچ کردن، محلول اچ با فویل مس محافظت نشده واکنش شیمیایی انجام می دهد و به تدریج فویل مس را حل می کند. تجهیزات اچینگ به کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما، سرعت جریان، غلظت و زمان اچینگ محلول اچینگ نیاز دارند. دمای مناسب می تواند سرعت واکنش اچ را تسریع کند، اما دمای بیش از حد بالا ممکن است منجر به تبخیر سریع محلول اچ و اچ ناهموار شود. یک نرخ جریان پایدار و مناسب می تواند تامین مداوم محلول اچینگ تازه را به ناحیه اچ تضمین کند و از ثبات اثر اچینگ اطمینان حاصل کند. کنترل دقیق زمان اچ بسیار مهم تر است. اگر زمان خیلی کوتاه باشد، فویل مس اضافی باقی می ماند و باعث ایجاد خطر اتصال کوتاه بالقوه در مدار می شود. اگر زمان بیش از حد طولانی باشد، ممکن است بیش از حد مدار را خورده و منجر به قطع شدن مدار و آسیب رساندن به عملکرد برد مدار شود.
حذف لایه ضد خوردگی: پس از اتمام اچ، لایه ضد خوردگی باید از سطح تخته مدار جدا شود تا الگوی مدار از قبل اچ شده نمایان شود. برای لایه مقاوم به نور، معمولاً از یک محلول جداسازی خاص برای حذف استفاده می شود. لایه مقاوم در برابر خوردگی فیلم خشک{1}}را می توان با لایه برداری مکانیکی یا لایه برداری شیمیایی حذف کرد. پس از برداشتن لایه مقاوم در برابر خوردگی، برای آماده سازی برای نصب قطعات الکترونیکی بعدی و سایر فرآیندها، پس از برداشتن لایه{3}}مقاوم در برابر خوردگی، لازم است اقدامات بعدی مانند تمیز کردن و خشک کردن روی برد مدار انجام شود تا اطمینان حاصل شود که سطح برد مدار تمیز و عاری از ناخالصی های باقی مانده است.
مزایای فناوری اچ مس در ساخت برد مدار
ساخت مدار با دقت بالا: با توسعه محصولات الکترونیکی به سمت کوچکسازی و کارایی بالا، نیاز به دقت برای خطوط مدار روی بردهای مدار به طور فزایندهای بالا میرود. فناوری حکاکی مسی میتواند به حکاکی الگوی مدار بسیار ظریف دست یابد، که نیازهای محصولات الکترونیکی مدرن را برای کوچکسازی و چیدمان مدار با چگالی بالا- برآورده میکند. به عنوان مثال، در ساخت بردهای مدار برای دستگاه هایی مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها، می توان از فناوری پیشرفته اچ مس برای تولید خطوط مدار با عرض و فواصل خطوط به سطوح میکرومتر یا حتی زیر میکرومتر استفاده کرد و عملکرد یکپارچه سازی و انتقال سیگنال برد مدار را تا حد زیادی بهبود بخشید.
اجرای الگوی مدار پیچیده: بردهای مدار مدرن اغلب به اجرای توابع مدار پیچیده نیاز دارند، که مستلزم آن است که الگوهای مدار روی برد دارای درجه بالایی از پیچیدگی باشند. فناوری حکاکی مس، با قابلیت اچینگ دقیق خود، می تواند طرح های مختلف مدارهای پیچیده را با دقت به الگوهای برد مدار واقعی تبدیل کند. چه خطوط اتصال بین لایهای پیچیده در-بردهای مدار چندلایه و چه الگوهای مدار منحصربفرد با عملکردهای ویژه، فناوری حکاکی مس میتواند به راحتی آنها را مدیریت کند و پشتیبانی قوی برای طراحی نوآورانه محصولات الکترونیکی ارائه دهد.
ثبات و قابلیت اطمینان خوب: در فرآیند تولید-مقیاس بزرگ تختههای مدار، فناوری اچ مس میتواند درجه بالایی از سازگاری را در اثر اچینگ هر برد مدار تضمین کند. با کنترل دقیق پارامترهای فرآیند اچ، مانند ترکیب، دما، سرعت جریان و زمان اچ کردن محلول اچ، می توان اطمینان حاصل کرد که الگوهای مدار روی هر صفحه مدار با الزامات طراحی مطابقت دارند و مشکلات کیفیت محصول ناشی از تفاوت های اچ را کاهش می دهند. این ثبات و قابلیت اطمینان خوب برای تولید-در مقیاس بزرگ و کنترل کیفیت محصولات الکترونیکی، که میتواند به طور موثری کارایی تولید را بهبود بخشد و هزینههای تولید را کاهش دهد، بسیار مهم است.