La gravure de PCB est une technique pour éliminer les matériaux indésirables de la surface. Dans le cadre du processus de fabrication des PCB, la gravure enlève l'excès de cuivre de la couche de cuivre, laissant le circuit souhaité dessus. Il existe deux types de techniques de gravure des PCB : la gravure humide et la gravure sèche.
Procédé de gravure de PCB – gravure humide
La gravure humide fait référence à la gravure chimique, utilise deux types de produits chimiques : les produits chimiques acides et les produits chimiques alcalins.
Gravure acide
Dans le processus de gravure acide des PCB, les agents de gravure utilisés sont le chlorure ferrique (FeCl3) et le chlorure cuivrique (CuCl2). La gravure acide est souvent destinée à la gravure de la couche interne dans un PCB rigide. La raison en est que la gravure acide est plus précise et moins chère que la gravure alcaline. Le solvant acide ne réagit pas avec la résine photosensible et n'endommage pas la pièce souhaitée. De plus, cette méthode présente les plus petites contre-dépouilles, qui sont la partie du cuivre retirée sous la résine photosensible. Cependant, la gravure acide prend beaucoup plus de temps que la gravure alcaline.
Chlorure cuivrique (CuCl2) est un agent de gravure plus courant que le chlorure ferrique (FeCl3) car il offre une vitesse de gravure constante et est moins coûteux. En outre, il peut graver correctement de petites caractéristiques telles que les couches internes de lignes fines et se recycler et se régénérer en continu. Le chlorure cuivrique en combinaison avec le chlorure de sodium (NaCl) est l'une des méthodes pour obtenir la vitesse de gravure maximale. Les réactions chimiques comprennent :
Cu + CuCl2 2CuCl
2CuCl + 4Cl- 2(CuCl3)2-
2CuCl + 2HCl + H2O2 2CuCl2 + 2H2O
Contrairement au chlorure cuivrique, le chlorure ferrique (FeCl3) est un graveur avec utilisation limitée en raison de son élimination coûteuse après les techniques de gravure des PCB. Mais c'est un agent de gravure par pulvérisation préféré en raison de sa capacité à retenir le cuivre.
Gravure alcaline
La gravure alcaline élimine chimiquement la couche de cuivre indésirable dans le motif de circuit dans des conditions alcalines. La gravure alcaline convient à la gravure des motifs de circuit de la couche externe avec un placage plomb/étain, un placage au nickel, un placage à l'or, etc. Le décapant alcalin est la composition de chlorure cuivrique + ammoniac. Le [Cu(NH3)4]2+Cl2 dans la solution de gravure se trouve un agent oxydant puissant, qui réagit avec et dissout le cuivre métallique. L'ensemble du processus de gravure de PCB s'effectue dans une chambre de pulvérisation à haute pression, donc certains paramètres clés tels que la température, le pH et la concentration de Cu2+ et NH4Cl dans ce processus doit être pris en compte. La température de réaction est généralement comprise entre 48 et 52 . Les réactions chimiques comprennent :
CuCl2 + 4NH3 [Cu (NH3)4]2+Cl2
Cu + [Cu(NH3)4]2+Cl2 2 [Cu (NH3)2]+Cl
2 [Cu (NH3)2]+Cl + 2NH4Cl + 2NH3 H2O + o2 2 [Cu (NH3)4]2+Cl2 + 3H2O
Gravure sèche
La gravure sèche des circuits imprimés utilise du gaz ou du plasma comme agent de gravure pour éliminer les matériaux de substrat indésirables. Contrairement à la gravure humide, la gravure sèche évite l'utilisation de produits chimiques et génère d'énormes déchets chimiques dangereux. En même temps, il réduit le risque de contamination de l'eau.
Gravure au laser
La gravure au laser est l'une des méthodes de gravure sèche, qui utilise un matériel contrôlé par ordinateur pour produire des PCB de haute qualité. Les lignes de trace sur le substrat PCB sont gravées par une puissance élevée contenue dans le faisceau laser. Ensuite, l'ordinateur élimine les traces de cuivre indésirables. Par rapport à d'autres techniques de gravure humide de PCB, la gravure au laser réduit considérablement le nombre d'étapes, diminuant ainsi les coûts de production ainsi que le temps de production.
Gravure au plasma
La gravure au plasma est une autre technique de gravure sèche conçue pour aider à réduire l'élimination des déchets liquides dans le processus de fabrication et réaliser une sélectivité difficile à acquérir avec la chimie humide. Il s'agit d'une gravure sélective réagissant avec des radicaux libres chimiquement actifs. Il comprend également la direction du flux à grande vitesse de plasma d'un mélange gazeux approprié sur le matériau gravé. Par rapport aux méthodes de gravure humide, la gravure au plasma est propre. En outre, l'ensemble du processus peut être simplifié et les tolérances dimensionnelles peuvent être améliorées. La gravure plasma PCB peut effectuer une gravure contrôlée et précise à très petite échelle. Ce processus spécial réduit également l'apparition de vias pollués et l'absorption de solvant.
Vérifiez également: Principes de base des PCB