エッチングプロセスPCB試作機外回路
I. 概要:
現在、プリント基板(PCB)の典型的なプロセスは「パターンメッキ法」を用いています。つまり、基板の外層、すなわち回路のパターン部分に鉛錫の防錆層を事前にメッキし、残りの銅箔を化学的に腐食させるというエッチングを行います。この時点で基板上には2層の銅が重なっていることに注意してください。外層エッチングプロセスでは、銅の1層のみを完全にエッチングし、残りが最終的な回路を形成します。このタイプのパターンメッキの特徴は、銅メッキ層が鉛錫レジスト層の下にのみ存在することです。別の工程方法として、基板全体に銅メッキを施し、感光膜以外の部品は錫または鉛錫レジストのみで塗る方法です。この工程は「全板銅メッキ工程」と呼ばれます。パターン電気めっきと比較すると、フルボード銅メッキの最大の欠点は、銅を基板のすべての部分に2回メッキしなければならず、エッチング時にすべて腐食しなければならない点です。したがって、ワイヤー幅が非常に細い場合、一連の問題が生じます。同時に、側面腐食は配管の均一性に大きな影響を与えます。
印刷基板の外回路を現像する際には、金属コーティングの代わりに感光膜をレジスト層として使用する別の方法があります。この方法は内層エッチング工程と非常に似ており、内層製造プロセスにおけるエッチングと言えます。現在、錫または鉛錫が最も一般的に使用されている防錆層であり、アンモニア系エッチングのエッチング工程で使用されています。アンモニア系エッチングは一般的に使われる化学液体であり、錫や鉛錫との化学反応はありません。アンモニアエッチンは主にアンモニア/塩化アンモニウムのエッチング溶液を指します。さらに、アンモニア/硫酸アンモニウムエッチング化学薬品も市場に出回っています。
硫酸塩系エッチング液は、使用後に中の銅を電気分解で分離できるため再利用可能です。腐食速度が低いため、実際の生産では一般的に稀ですが、塩素を使わないエッチングには使用されることが期待されています。誰かが硫酸-過酸化水素をエッチングトとして使って外層のパターンを腐食させようとしました。経済性や廃液処理など多くの理由から、このプロセスは商業的に広く使われていません。さらに、硫酸-過酸化水素は鉛スズレジストのエッチングには使えず、この工程はPCB製でないため、多くの人はあまり気にしません。
2. エッチング品質と過去の問題点
「エッチング品質の基本要件は、レジスト層の下を除くすべての銅層を完全に除去できることです。それだけです。」厳密に言えば、正確に定義するためには、エッチング品質にワイヤーライン幅の一貫性とアンダーカットの度合いが含まれなければなりません。現在のエッチング溶液の特性により、下向きだけでなく左右方向にもエッチング効果が生じるため、側面エッチングはほぼ避けられません。
アンダーカットの問題はエッチングパラメータでよく議論される項目です。これはアンダーカット幅とエッチング深さの比率として定義され、これをエッチングファクターと呼びます。プリント回路業界では、1:1から1:5まで大きく異なります。もちろん、アンダーカット度やエッチングファクターが低いのが最も満足のいくものです。
「エッチング機器の構造や異なる組成のエッチング溶液は、エッチング因子や側面エッチングの度合いに影響を与えます。楽観的に言えば、制御可能です。」特定の添加物の使用は側面侵食の程度を軽減できます。これらの添加物の化学組成は一般的に営業秘密であり、各開発者は外部に開示しません。エッチング機器の構造については、以下の章で具体的に議論します。
「多くの面で、エッチングの品質は印刷基板がエッチング機に入るずっと前から存在していました。印刷回路のさまざまなプロセスやプロセス間には非常に密接な内部接続があるため、他のプロセスの影響を受けず、他のプロセスに影響を与えないプロセスは存在しません。エッチング品質として指摘された多くの問題は、フィルムを剥がす過程やそれ以前に存在していました。外層グラフィックスのエッチングプロセスでは、「逆流」がほとんどの印刷基板プロセスよりも顕著であるため、多くの問題が最終的に反映されます。同時に、エッチングは自己粘着や感光性から始まる長い工程の最後の段階であるためでもあります。その後、外層パターンが正常に転送されます。リンクが多ければ多いほど、問題が発生する可能性も高まります。これはプリント回路の製造工程における非常に特別な側面と見なすことができます。
