Með hliðsjón af þróun rafeindatækja í átt að miklum krafti og miklum áreiðanleika,þykkt koparprentað hringrásarborðhafa orðið kjarna undirlag á sviðum eins og afleiningar, rafeindatækni í bifreiðum og iðnaðarbúnaði vegna framúrskarandi straumflutningsgetu þeirra og hitaleiðni. Hins vegar, meðan á ætingarferlinu á þykku koparprentuðu hringrásinni stendur, eru algengar áskoranir eins og mikil ætingardýpt, erfiðleikar við að stjórna hliðarætingu og ófullnægjandi einsleitni. Ójöfn æting getur leitt til fráviks í línubreidd, staðbundinna leifa eða of mikillar tæringar, sem hefur ekki aðeins áhrif á afköst hringrásarinnar heldur getur einnig valdið hættu á rusli.
Sérstaða og áskoranir við ætingarferli fyrir þykka koparplötu
Þykkt koparplata vísar til borðs með koparþynnuþykkt sem er ekki minna en 105 μ m, og algengar forskriftir eru 105 μ m, 140 μ m, 180 μ m, osfrv. Vegna þykkara koparlagsins er verulegur munur á ætingarferlinu miðað við venjulegt þunnt koparprentað hringrásarborð.
Stór ætunardýpt: Þykkt koparlagsins sem á að fjarlægja er 3-10 sinnum meiri en venjulegt þunnt koparprentað hringrásarborð og ætingartíminn lengist verulega. Til dæmis er tíminn sem þarf til að æta frá 180 μm til 35 μm 2-5 sinnum lengri en ætingin frá 18 μm koparþynnu til 35 μm;
Erfiðleikar við að stjórna hliðartæringu: Ætingarhraði ætingarlausnarinnar er mismunandi í lóðréttri og láréttri átt. Því þykkara sem koparlagið er, því augljósari er þessi munur, sem getur auðveldlega leitt til of mikillar línubreiddar nákvæmni. Til dæmis, ef hönnuð línubreidd 500 μm er ætuð, getur hún aðeins verið 450 μm, eða það getur verið vandamál með ætingarleifar þar sem staðbundið koparlagið er ekki alveg fjarlægt;
Miklar einsleitnikröfur: Við ætingu á stóru-flata þykku koparprentuðu hringrásarborði getur verið munur á flæðihraða, hitastigi og öðrum breytum efnalausnarinnar á milli brúna og miðsvæðis plötunnar, sem getur valdið ójafnri ætingu á mismunandi svæðum og leitt til meira en 10% frávik koparþykktar á mismunandi stöðum á sömu plötu.
Dæmigert vandamál og orsök greining á ójafnri ætingu
1. Ósamræmi ætingarhraði alls borðsins
Ósamræmi ætingarhraði alls borðsins er aðallega af völdum ójafnrar dreifingar efnalausnarinnar og hitastigs. Ef stúturinn á úðaætarvélinni er stífluð eða þrýstingurinn er ófullnægjandi mun það valda ójöfnu flæði vökva á yfirborði plötunnar. Til dæmis, ef staðalþrýstingur er 2,0 bör og mældur þrýstingur er aðeins 1,5 bör, mun ætingarhraði á sumum svæðum verulega minnka. Að auki getur bilun í hitastýringarkerfinu inni í ætingartankinum valdið hitasveiflum. Til dæmis, ef stillt hitastig er 50 gráður en raunverulegur hitamunur nær ± 5 gráðum mun ætingarhraði á háum-hitasvæðum hraðari, en á lágum-hitasvæðum er hætta á að koparlagsleifar eigi sér stað. Það hefur komið upp tilvik þar sem 140 μm þykk koparplata skemmdist vegna hitarörs vinstra megin á ætingarrofinu. Hiti í vinstri helmingi var 8 gráðum lægri en í hægri helmingi og koparþykkt afgangs í vinstri helmingi fór yfir 20 μm.
2. Staðbundin ætarleif eða óhófleg æting
Staðbundnar ætingarleifar eða óhófleg æting tengist venjulega göllum í viðnámslaginu og grófleika koparþynnunnar. Ef viðloðun þurrfilmunnar eða lóðagrímubleksins á yfirborði þykks kopars er ófullnægjandi, getur íferð átt sér stað við ætingu, það er að segja að brún tæringarþolna lagsins gæti hækkað, sem veldur tæringu á koparlaginu fyrir neðan. Á sama tíma er yfirborðsgrófleiki þykkrar koparþynnu tiltölulega hár. Ef grófleiki Ra er meiri en 5 μm, er íhvolfa svæðið tilhneigingu til að halda eftir lyfjalausninni og mynda blindan ætingarblett, sem leiðir til staðbundinna leifar. Til dæmis, á hástraumsleiðarsvæðinu á þykku koparplötu aflgjafaeiningarinnar, getur straumflutningsgetan minnkað vegna ætingarleifa og mæld viðnám er 15% hærra en hönnunargildið.
3. Of mikil hliðarrof leiðir til bilunar á nákvæmni línubreiddar
Óhófleg hliðaræting stafar aðallega af lengri ætingartíma og ójafnvægi í samsetningu ætingarlausnar. Að lengja vinnslutímann til að tryggja fullkomna ætingu á þykkum kopar getur leitt til aukinnar hliðarætingar. Venjulega mun línubreiddin minnka um 10-15 μm fyrir hverja viðbótarmínútu af ætingu. Að auki getur ófullnægjandi styrkur saltsýru eða of mikið innihald járnklóríðs í ætarlausninni dregið úr sértækri ætingargetu, en tærir tæringarþolið lagið og koparlagið, sem leiðir til taps á nákvæmni línubreiddar.
Markvissar úrbótaaðferðir og hagræðing ferla
1. Hagræðing á búnaði og lyfjakerfi
(1) Uppfærsla á úðakerfi
Með því að nota tvöfalda úðalagshönnun, er efri og neðri stútunum raðað í þrep til að bæta einsleitni lyfjaþekjunnar og þrýstingnum er stjórnað við 2,5-3,0 bör. Á sama tíma skaltu setja upp flæðisskynjara fyrir stútflæði til að gefa rauntíma viðvörun fyrir stíflu og hreinsa stútinn reglulega með 5% saltpéturssýrulausn að minnsta kosti einu sinni í viku. Reynsla hefur sýnt að þegar 180 μm þykka koparplötu er ætuð, getur aukning úðaþrýstings úr 1,8 börum í 2,8 bör bætt einsleitni alls plötuætingarinnar úr ± 12% í ± 5%.
(2) Hitastýring og hagræðing á lyfjaflæði
Skiptu um spóluhitun fyrir plötuvarmaskipta til að stjórna hitasveiflum innan ± 1 gráðu. Æskilegt hitastig ætingar er 55-60 gráður til að auka virkni efnalausnarinnar. Aukið kraft vökvahringrásardælunnar, aukið flæðihraðann úr 20m³/klst. í 35m³/klst. og settu upp 10 μm síueiningu til að fjarlægja koparjónaflokka og halda vökvanum hreinum.
Endurbætur á ferli gegn-tæringarlagi
(1) Forvinnslustyrking
Fyrir ætingu er malaplata og örætingarferli notað til að stjórna grófleika malaplötunnar við Ra2-3 μm og örætingardýptinni við 1,5-2,0 μm, sem eykur vélrænni samlæsingu milli koparyfirborðsins og tæringarþolna lagsins. Á sama tíma er sílantengiefni, eins og KH-570, beitt til að mynda sameindastig aðsogslags á koparyfirborðinu, sem eykur viðloðun þurrfilmu og eykur afhýðingarstyrk úr 1,2N/mm í 1,8N/mm.
(2) Val og fínstilling á húðun á tæringarþolnu-lagi
Þurrfilmur með þykkt filmu með þykkt 50-75 μm, eins og Asahi Kasei DF-2000, sem hefur betri tæringarþol og ætingarlausn í gegn en venjulegar 25 μm þurrar filmur ætti að hafa forgang. Þegar filman er sett á skaltu auka þrýstinginn í 1,5-2,0 MPa og halda honum við 2,5-3,0 kg/cm til að forðast staðbundna tæringarþolsbilun af völdum loftbólur eða hrukkum.
Dynamisk aðlögun á ætingarbreytum
(1) Segmentað ætingarferli
Með því að samþykkja þrepaða styrktarstýringu notar fyrsta stigið hástyrk ætingarlausn með saltsýrustyrk 8% og járnklóríðinnihald 450g/L til að fjarlægja fljótt mestan hluta koparlagsins, með ætingarhraða allt að 70%; Í öðru stigi skaltu skipta yfir í lágstyrk ætingarlausn með saltsýrustyrk upp á 5% og járnklóríðinnihald 300g/L fyrir fínt ætingu til að draga úr hliðarætingu, sem getur dregið úr magni hliðarætingar um 40%. Rauntíma eftirlit með framvindu ætingar er náð með koparþykktarprófara á netinu. Þegar koparþykktin sem eftir er nálgast markgildið skiptir hún strax yfir í annað stig.
(2) Púlsætingartækni
Reglubundin byrjun stöðva úða lyfja, eins og úða í 30 sekúndur og stöðva í 10 sekúndur, notar holaáhrif til að draga úr hliðarrofi af völdum stöðugrar úða og stuðla að losun tæringarafurða. Eftir púlsætingu var línubreiddarnákvæmni 105 μm þykkrar koparplötu bætt úr ± 25 μm í ± 10 μm og ætingarvirknin var aukin um 15%.
Endurvinnslu- og viðgerðartækni
(1) Staðbundin ætingaruppbót
Fyrir lítil svæði af ætarleifum, eins og svæði sem eru minni en 10 cm ², er hægt að nota bursta til að dýfa þynntu ætarlausninni, blanda saltsýru og vatni í hlutfallinu 1:1 og bera það jafnt á afgangssvæðið. Eftir 10-30 sekúndur af verkun, þvoðu fljótt með vatni og stjórnaðu tímanum nákvæmlega til að forðast of ætingu.
(2) Áfylling og viðgerðir á rafhúðun
Þegar of mikil æting veldur fráviki í línubreidd sem er yfir 15% er hægt að nota rafhúðun til að fylla og gera við. Í fyrsta lagi skaltu framkvæma olíufjarlægingu og öræta formeðferð á svæðinu sem á að gera við og nota síðan staðbundna rafhúðununarferli eins og burstahúðun, með straumþéttleika stjórnað við 10-15A/dm ² og rafhúðun tíma 5-10 mínútur þar til hönnunarlínubreidd er náð.
Smíði uppgötvunar- og forvarnarkerfis
1. Uppgötvunartækni á netinu
Með því að nota röntgenþykktarmælingartækni er eitt sýni tekið af hverjum fimm ætum prentplötum til að mæla koparþykkt á mörgum stöðum, þar á meðal fjórum brúnum og einum miðjupunkti, með vikmörkum sem er stjórnað innan ± 5%. Útbúinn með sjálfvirkum sjónskoðunarbúnaði, með 50x hlutlinsu, skannahraða sem er ekki meiri en 20cm ²/s, greinir galla eins og línubreiddarfrávik og ætingarleifar, með viðvörunarþröskuld stilltan á ± 10 μm.
2. Ferlamat og stöðlun
Fyrir hverja framleiðslulotu er fyrsta stykkið búið til og greint með því að sneiða og einsleitni ætingar er staðfest í smásjá sem er stækkuð 200 sinnum. Aðeins eftir að hafa staðist skoðun er hægt að framkvæma fjöldaframleiðslu. Komdu á fót rekjanleikakerfi breytu til að skrá hitastig, þrýsting, lyfjastyrk, tíma og önnur gögn meðan á ætingarferlinu stendur, koma á stóru gagnalíkani til að spá fyrir um áhættusveiflur í ferli, svo sem viðvörun um líf eiturlyfja.
Lausnin á ójöfnu ætingarvandamálinu með þykkri koparprentuðu hringrásarborði krefst hagræðingar á allri keðjunni frá vélbúnaði búnaðar, ferlibreytum, efnissamsvörun til greiningarkerfis. Með því að uppfæra úðakerfið, styrkja tæringarþolið-lag og innleiða hluta ætingarferla er hægt að bæta einsleitni og nákvæmni ætingar verulega.