травление печатной платы
Химическое и (или) электрохимическое удаление ненужной части проводникового материала с поверхности заготовки печатной платы.
Рекомендуем ознакомиться с познавательными видеороликами, в которых наглядно показан процесс травления внутренних и внешних слоев печатной платы.
Связанные термины
- фоторезист печатной платы Англ. photo resist
Органический материал, предназначенный для нанесения на заготовку печатной платы для формирования на ней под воздействием облучения защитного рельефа. Примечание — Фоторезист может быть жидким или пленочным.
- локальная точка отсчета Англ. local fiducial
Точка, используемая для привязки конкретного электрорадиоизделия или ПМК.
- финишное покрытие печатной платы Англ. final finish
Покрытие контактных площадок печатной платы, обеспечивающее надежное присоединение устанавливаемых изделий электронной техники, квантовой электроники и электротехнических изделий.
Травление печатных плат
Рассмотрены особенности процесса травления (удаления меди) печатных плат, являющегося важным этапом химической обработки печатных плат, полученных субтрактивным методом изготовления.
Важным этапом химической обработки печатных плат, полученных субтрактивным способом, на пути достижения желаемого рисунка схемы является травление или удаление меди.
Хорошие результаты травления зависят от получения правильного рисунка как на органическом внутреннем слое резистов, полученных методом струйной печати
Выбрав резист, необходимо тщательно продумать процесс его снятия. Нужно учитывать воздействие на материалы платы, затраты, технологические требования
Выбор практически доступных растворов для травления печатных плат (травителей) ограничен экономическими, производственными и экологическими соображениями.
Щелочное травление с комплексообразующей гидроокисью аммония широко используется из-за непрерывности процесса, совместимости с основными металлическими
После гидроокиси аммония хлорид меди является самым распространенным травителем. Он лучше совместим с фотополимерными резистами и применяется для прецизионного
Травильные растворы печатных плат на основе перекиси серы (серная кислота-водород) в значительной степени используются для подготовки медных поверхностей
Для травления меди при производстве компьютеров нашли свое применение персульфаты аммония, натрия и калия, улучшенные определенными катализаторами.
Растворы хлорида трехвалентного железа (хлорного железа) используются в качестве травителей для меди, медных сплавов, никелево-железных сплавов и стали
Травители на основе бихромата калия и серной кислоты долгое время использовались для травления плат, покрытых припоем или оловом. Однако после внесения
Травление меди при изготовлении печатных плат
Травление или удаление меди из определенных участков заготовки будущей печатной платы является важнейшим и одним из наиболее сложных технологических процессов. Для его выполнения требуется филигранная точность, наличие дорогостоящего высокоточного оборудования. Ведь работать приходится с нанометровыми размерами, и малейшая ошибка может привести к возникновению брака, исправить который невозможно.
Как выполняется травление дорожек на печатной плате?
Травление – это процесс, при котором с помощью химических реагентов осуществляется контролируемое корродирование медного слоя, нанесенного на заготовку из фольгированного стеклотекстолита. Вытравливание является ключевым этапом в формировании дорожек на печатной плате.
Прежде чем приступить к травлению, нужно защитить те области, которые в последствии будут выполнять функцию проводника. Для этого плата предварительно покрывается резистом, форма исполнения которого в точности повторяет размещение будущих дорожек.
В зависимости от того, используется кислотная или щелочная среда для травления меди, применяются соответствующие резисты:
- Фоторезисты. Представленный тип покрытий используется для формирования дорожек печатных плат, толщина которых не превышает 0,05 мм. Вещества обладают значительной устойчивостью к кислотной среде. Применяются положительные или негативные фоторезисты. Первые позволяют получить «печать» дорожек с максимально ровными краями, но из-за чувствительности к белому свету использование этих фоторезистов требует создания особых технологических условий. У негативных нет этого недостатка.
- Металлорезисты. Это оловянные или олово-свинцовые покрытия, которые наносятся на поверхность путем гальванизации. Для формирования дорожек на печатной плате гальванорезисты подвергаются оплавлению. Процесс травления выполняется в щелочной среде с применением аммиачного комплексного соединения на основе хлорной или сернокислотной двухвалентной меди.
Процесс вытравливания может осуществляться по струйной технологии или технологии с полным погружением заготовки. Последняя отличается равномерной скоростью реакции по всей медной поверхности. Однако готовые платы имеют сильное боковое протравливание, поскольку химические процессы протекают не только вглубь области, где отсутствуют резисты, но и в ширь. Поэтому особое внимание уделяется такому показателю, как коэффициент бокового подтравления. Этот показатель является соотношением толщины меди к боковому подтраву.
Струйный метод травления подразумевает подачу травителя под значительным давлением исключительно в те области, где отсутствуют резисты. Концентрация реагентов подбирается таким образом, чтобы реакция протекала только после первого контакта с медью. Отработанный химический реагент быстро удаляется с поверхности платы с помощью мощных вакуумных насосов для предупреждения возникновения подтравов.
Технология струйной подачи травителя позволяет добиться минимального значения боковой протравки и максимальной проводимости дорожки. Форсунки специального аппарата подают реагент перпендикулярно заготовке, а время подачи регламентируется параметрами автоматики. Именно струйный метод применяется для производства современных одно- и многослойных печатных плат.
Независимо от технологии на качество травления большое влияние оказывает концентрация и температура травителя. Поэтому в ванных с реагентом применяются специальные погружные нагреватели с оболочками из кислотостойких металлов или сухие керамические ТЭНы в колбах из кварца.
Какие растворы применяются для травления меди на печатной плате?
Для травления внутренних слоев печатной платы преимущественно используются кислотные реагенты:
- Хлорид меди. Это соединение отличается высокой реакционной способностью, что позволяет выполнять вытравливание мелких дорожек печатной платы. Предельная скорость достигается при сочетании этого соединения с хлоридом натрия и соляной кислотой.
- Хлорид железа. По реакционной способности это вещество не уступает хлориду меди, но из-за дороговизны утилизации имеет меньшее промышленное распространение. Кроме этого, имеются некоторые ограничения по использованию резистов. Представленный хлорид не совместим с оловянными и оловянно-свинцовыми покрытиями.
Щелочные процессы травления преимущественно выполняются комплексным соединением, состоящим из хлорида меди, соляной кислоты, пероксида водорода и воды. Этот травитель используется на конвейерных линиях со струйной технологией травления и высоким уровнем автоматизации. Подача подается строго дозировано, что обусловлено возможностью повреждения платы при длительном контакте с раствором комплексного соединения.
Как поддерживается оптимальная температура травителя?
Температура является важным критерием, влияющим на скорость протекания химических реакций. Незначительное отклонение в 2-3 градуса может стать результатом недостаточного или избыточного травления меди на печатной плате. Слишком высокая температура приводит к повышению реакционной способности травителя, низкая – к снижению. Поэтому особое внимание при производстве печатных плат уделяется выбору оборудования для поддержания стабильного температурного режима растворов.
Погружные жидкостные ТЭНы
Конструкция этих нагревательных элементов одинакова с теми ТЭНами, что используются в обычных бытовых бойлерах. Они представляют собой закрученную трубку, выполненную из химически стойкой марки нержавеющей стали. Этот материал специально разработан для постоянного контакта с агрессивными кислотами и щелочами. Внутри ТЭНа находится резистивный нихромовый проводник. Пространство между трубчатым корпусом и
нагревателем заполнено периклазовым изолятором, который эффективно пропускает тепло, но не проводит электрический ток.
Непосредственный контакт корпуса ТЭНа с раствором обеспечивает максимально быстрый прогрев с минимальными затратами электроэнергии. В случае отключения они моментально остывают, что позволяет максимально точно контролировать температурный режим раствора для травления меди.
Недостаток погружных ТЭН в том, что в случае выхода их из строя придется полностью сливать резервуар с реагентами, тем самым останавливать весь производственный цикл.
Сухие керамические ТЭНы
Этот тип нагревателей не имеет непосредственного контакта с агрессивными веществами. Передача тепловой энергии осуществляется через специальный кварцевый стакан.
Сама ТЭНа представляет собой цилиндр из керамического изолятора, внутри которого установлена реостатная проволока. За счет этой конструкции нагревательный элемент полностью защищен и отличается длительным сроком эксплуатации, а открытая спираль обеспечивает мгновенную передачу тепловой энергии на стакан и подогреваемую жидкость.
По сравнению с погружными моделями, сухие ТЭНы имеют меньшую скорость реакции при выключении, что обязательно нужно учитывать в процессе травления меди на печатной плате. Однако полная изоляция обеспечивает возможность быстрой замены электронагревателя даже без необходимости слива резервуара или остановки процесса производства.
Как выбрать ТЭН для травления меди на печатных платах?
Чтобы приобрести электронагреватель, который гарантировано справится с поставленными задачами, нужно обратить внимание на эти моменты:
- Мощность. Не стоит устанавливать ТЭН, производительность которого будет соответствовать расчетной. Она должна быть как минимум на 20% выше. Если нагреватель постоянно будет работать на пределе своей мощности, это приведет к снижению его срока эксплуатации.
- Торговая марка. Оптимальным вариантом будет приобретение нагревательного элемента у непосредственного производителя. Только в этом случае можно заказать устройство с индивидуальными техническими характеристиками и габаритами.
- Аксессуары. Наличие возможности подключения термопары или других датчиков обеспечивает лучший контроль за нагревом травителя и состоянием самого ТЭНа.
Чтобы проконсультироваться касательно выбора оптимального варианта электронагревателя для решения конкретных производственных задач, обращайтесь за помощью к менеджерам «Электронагрев». Ассортимент нагревателей компании состоит только из устройств собственного производства. При сотрудничестве с «Электронагрев» вы не переплачиваете посредникам и получаете весь комплекс сервисных услуг. Имеется возможность организации поставки и подключения оборудования под ключ.
Что такое травление платы
После того, как рисунок печатной платы перенесён на фольгированный текстолит при помощи лазерно-утюжной технологии, необходимо произвести травление печатной платы. Несколько рецептов травления печатных плат описаны под катом.
1. Способ первый — хлорное железо.
Хлорное железо добавляем в воду в соотношении 1:3. Тщательно перемешать.
Время травления зависит от температуры раствора, толщины меди и «свежести» раствора.
В среднем от 10 мин до часа. При нанесении дорожек тонером лазерного принтера не нагревать выше 45°с.
Плату рекомендуется покачивать в растворе.
2. Способ второй — медный купорос плюс поваренная соль.
Приготовление раствора — на 200 мл. тёплой воды две столовые ложки поваренной соли и столовая ложка медного купороса. Процесс травления может быть довольно длительным.
Для нормального протекания процесса травления рекомендуется значительный избыток соли, подогрев раствора и покачивание платы в растворе.
3. Травление печатной платы в перекиси водорода плюс лимонная кислота.
Достаточно быстрый способ травления печатной платы при комнатной температуре плюс доступность компонентов.
Состав раствора:
В 100 мл. 3% перекиси водорода растворить 30 г. лимонной кислоты и 5 г. поваренной соли.
Соль можно дать с избытком.
Разбавлять раствор не следует. Чем больше перекеси, тем интенсивнее будет процесс.
Но надо учитывать, что раствор одноразовый и не подлежит хранению.
