Wytrawianie PCB to technika usuwania niechcianych materiałów z powierzchni. W ramach procesu wytwarzania PCB, wytrawianie usuwa nadmiar miedzi z warstwy miedzi, pozostawiając na niej pożądany obwód. Istnieją dwa rodzaje technik trawienia PCB: trawienie na mokro i trawienie na sucho.
Proces trawienia PCB – Wytrawianie na mokro
Trawienie na mokro odnosi się do trawienia chemicznego, wykorzystuje dwa rodzaje chemikaliów: chemikalia kwasowe i chemikalia alkaliczne.
Trawienie kwaśne
W kwaśnym procesie trawienia PCB, stosowanymi wytrawiaczami są chlorek żelazowy (FeCl3) i chlorek miedzi (CuCl2). Trawienie kwasowe jest często stosowane do trawienia warstwy wewnętrznej w sztywnej płytce drukowanej. Powodem jest to, że trawienie kwasowe jest dokładniejsze i tańsze niż alkaliczne. Kwaśny rozpuszczalnik nie reaguje z fotorezystu, jak również nie uszkadza pożądanej części. Co więcej, ta metoda ma najmniejsze podcięcia, które są częścią miedzi usuwaną pod fotorezystu. Jednak trawienie kwasowe jest znacznie bardziej czasochłonne niż trawienie alkaliczne.
chlorek miedzi (CuCl2) jest bardziej powszechnym środkiem trawiącym niż chlorek żelazowy (FeCl3), ponieważ zapewnia stałą szybkość trawienia i jest mniej kosztowny. Ponadto może prawidłowo wytrawiać małe elementy, takie jak cienkie warstwy wewnętrzne, oraz stale przetwarzać i regenerować. Jedną z metod uzyskania maksymalnej szybkości trawienia jest chlorek miedzi w połączeniu z chlorkiem sodu (NaCl). Reakcje chemiczne obejmują:
Cu + CuCl2 2CuCl
2CuCl + 4Cl- 2(CuCl3)2-
2CuCl + 2HCl + H2O2 2CuCl2 + 2H2O
W przeciwieństwie do chlorku miedziowego, chlorek żelazowy (FeCl3) jest wytrawiaczem z ograniczone użycie ze względu na kosztowną utylizację po technikach trawienia PCB. Ale jest to ulubiony wytrawiacz natryskowy ze względu na jego zdolność do zatrzymywania miedzi.
Trawienie alkaliczne
Trawienie alkaliczne polega na chemicznym usuwaniu niepożądanej warstwy miedzi ze wzoru obwodu w warunkach alkalicznych. Trawienie alkaliczne jest odpowiednie do wytrawiania wzorów obwodów warstwy zewnętrznej za pomocą ołowiu/cynowania, niklowania, złocenia itp. Wytrawiacz alkaliczny to kompozycja chlorku miedzi i amoniaku. [Cu(NH3)4]2+Cl2 w roztworze do trawienia znajduje się silny środek utleniający, który reaguje z metalową miedzią i ją rozpuszcza. Cały proces trawienia PCB odbywa się w wysokociśnieniowej komorze natryskowej, dlatego niektóre kluczowe parametry, takie jak temperatura, pH i stężenie Cu2+ i NH4Cl w tym procesie należy wziąć pod uwagę. Temperatura reakcji wynosi na ogół od 48 do 52°C. Reakcje chemiczne obejmują:
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
Trawienie na sucho
Suche trawienie PCB wykorzystuje gaz lub plazmę jako wytrawiacz do usuwania niepożądanych materiałów podłoża. W przeciwieństwie do trawienia na mokro, trawienie na sucho pozwala uniknąć stosowania chemikaliów i generowania ogromnych niebezpiecznych odpadów chemicznych. Jednocześnie zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia wody.
Trawienie laserowe
Trawienie laserowe to jedna z metod suchego trawienia, która wykorzystuje sterowany komputerowo sprzęt do produkcji wysokiej jakości PCB. Linie śladu na podłożu PCB są grawerowane przez dużą moc zawartą w wiązce laserowej. Następnie komputer usuwa niepożądane ślady miedzi. W porównaniu z innymi technikami trawienia na mokro PCB, trawienie laserowe znacznie zmniejsza liczbę kroków, zmniejszając w ten sposób koszty produkcji, a także czas produkcji.
Trawienie plazmowe
Wytrawianie plazmowe to kolejna technika suchego trawienia zaprojektowana w celu zmniejszenia ilości odpadów płynnych w procesie produkcyjnym i uświadomić sobie selektywność, która jest trudna do osiągnięcia przy mokrej chemii. Jest to selektywne trawienie reagujące z aktywnymi chemicznie wolnymi rodnikami. Obejmuje to również skierowanie strumienia plazmy o dużej prędkości odpowiedniej mieszaniny gazów na wytrawiony materiał. W porównaniu z metodami trawienia na mokro, trawienie plazmowe jest czyste. Ponadto cały proces można uprościć, a tolerancje wymiarowe można poprawić. Wytrawianie plazmowe PCB może wykonywać kontrolowane i precyzyjne trawienie na bardzo małą skalę. Ten specjalny proces zmniejsza również występowanie zanieczyszczonych przelotek i absorpcji rozpuszczalników.
Sprawdź także: Podstawy PCB