エッチングプロセスPCBプロトタイプ外部回路
I. 概要:
現在、プリント基板(PCB)の代表的な加工工程は「パターンめっき方式」が用いられています。つまり、基板の外層、つまり回路のパターン部分に保持する必要がある銅箔の部分に鉛錫防食層の層を事前にメッキし、残りの銅箔を化学的に腐食させます、これはエッチングと呼ばれます。このとき、ボード上には2つの銅の層があ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つの層のみを完全にエッチングする必要があり、残りは最終的に必要な回路を形成します。このタイプのパターンめっきの特徴は、銅めっき層がリード錫レジスト層の下にのみ存在することです。また、基板全体に銅をめっきする方法もあり、感光膜以外の部分は錫または鉛錫レジストのみとなります。このプロセスは「フルボード銅めっきプロセス」と呼ばれます。パターン電気めっきと比較して、フルボード銅めっきの最大の欠点は、基板のすべての部分に銅を2回めっきする必要があり、エッチング中にすべて腐食する必要があることです。そのため、電線幅が非常に細い場合、一連の問題が発生します。同時に、側面腐食はラインの均一性に深刻な影響を及ぼします。
プリント基板の外部回路を加工する過程では、レジスト層として金属コーティングの代わりに感光膜を使用する方法があります。この方法は内層エッチングプロセスと非常によく似ており、内層製造プロセスでのエッチングを参照できます。現在、錫または鉛錫は、アンモニアベースのエッチング剤のエッチングプロセスで使用される最も一般的に使用される防食層です。アンモニア系エッチング液は一般的に使用される化学液体であり、スズや鉛-スズとの化学反応はありません。アンモニアエッチング液とは、主にアンモニア/塩化アンモニウムエッチング液を指します。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、その中の銅を電気分解により分離できるため、再利用できます。腐食率が低いため、実際の生産では一般的に稀ですが、塩素フリーエッチングでの使用が期待されています。誰かが、外層パターンを腐食させるためのエッチング剤として硫酸-過酸化水素を使用しようとしました。経済性や廃液処理など多くの理由により、このプロセスは商業的な意味では広く使用されていません。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用できません、そしてこのプロセスはPCB外層製造の主要な方法ではないため、ほとんどの人がそれを気にすることはめったにありません。
2. エッチング品質と以前の問題点
エッチング品質の基本的な要件は、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あり、それだけです。厳密に言えば、正確に定義するには、エッチング品質にワイヤ線幅の一貫性とアンダーカットの程度を含める必要があります。現在のエッチング液は、下方向だけでなく左右方向にもエッチング効果を発揮するという固有の特性により、サイド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頻繁に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、エッチング係数と呼ばれます。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。明らかに、アンダーカット度が小さいか、エッチング係数が低いことが最も満足のいくものです。
エッチング装置の構造と異なる組成のエッチング溶液は、エッチング係数またはサイドエッチングの程度に影響を与えますが、楽観的に言えば、制御することができます。特定の添加剤を使用すると、側面侵食の程度を減らすことができます。これらの添加剤の化学組成は一般的に企業秘密であり、それぞれの開発者はそれを外部に開示していません。エッチング装置の構造については、以下の章で具体的に説明します。
多くの側面から、エッチングの品質は、プリント基板がエッチングマシンに入るずっと前から存在していました。さまざまなプロセスまたはプリント回路処理の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ありません。エッチング品質として特定された問題の多くは、実際にはフィルムを取り外す過程で、またはそれ以前にも存在していました。外層グラフィックスのエッチング加工では、それが具現化する「反転ストリーム」がほとんどのプリント基板加工よりも目立つため、最終的に多くの問題が反映されます。同時に、これはエッチングが自己粘着性と感光性から始まる長い一連のプロセスの最後のステップ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。リンクが多いほど、問題が発生する可能性が高くなります。これは、プリント回路製造プロセスの非常に特別な側面と見なすことができます。
