ปัญหาในทางปฏิบัติของการปรับ PCB การผลิต

ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การรวมส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะสูงขึ้นและสูงขึ้น และปริมาณมีขนาดเล็กลงและเล็กลง และใช้บรรจุภัณฑ์ประเภท BGA กันอย่างแพร่หลาย ดังนั้นวงจรของ PCB จะเล็กลงเรื่อยๆ และจำนวนชั้นก็จะมากขึ้นเรื่อยๆ การลดความกว้างของเส้นและระยะห่างระหว่างบรรทัดคือการใช้พื้นที่จำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด และการเพิ่มจำนวนชั้นคือการใช้พื้นที่ว่าง กระแสหลักของแผงวงจรในอนาคตคือ 2-3mil หรือน้อยกว่า

เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าทุกครั้งที่แผงวงจรการผลิตเพิ่มขึ้นหรือเพิ่มเกรดจะต้องลงทุนเพียงครั้งเดียวและเงินลงทุนเป็นจำนวนมาก กล่าวอีกนัยหนึ่งแผงวงจรคุณภาพสูงผลิตโดยอุปกรณ์คุณภาพสูง อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกองค์กรที่สามารถลงทุนขนาดใหญ่ได้ และต้องใช้เวลาและเงินเป็นจำนวนมากในการทดลองเพื่อรวบรวมข้อมูลกระบวนการและการผลิตทดลองหลังการลงทุน ตัวอย่างเช่น ดูเหมือนว่าจะเป็นวิธีที่ดีกว่าในการทดสอบและทดลองการผลิตตามสถานการณ์ที่มีอยู่ขององค์กร แล้วตัดสินใจว่าจะลงทุนตามสถานการณ์จริงและสถานการณ์ตลาดหรือไม่ บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับขีดจำกัดความกว้างของเส้นบางที่สามารถผลิตได้ภายใต้สภาวะของอุปกรณ์ทั่วไป ตลอดจนเงื่อนไขและวิธีการในการผลิตเส้นบาง

กระบวนการผลิตทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการกัดรูที่ครอบและวิธีการชุบด้วยไฟฟ้ากราฟิค ซึ่งทั้งสองวิธีมีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป วงจรที่ได้จากวิธีการกัดกรดมีความสม่ำเสมอมาก ซึ่งเอื้อต่อการควบคุมอิมพีแดนซ์และมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง แต่ถ้ารูแตก รูจะถูกทำลาย การควบคุมการผลิตการกัดกร่อนของสารอัลคาไลทำได้ง่าย แต่สายการผลิตไม่เรียบและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน

ประการแรก ฟิล์มแห้งเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของสายการผลิต ฟิล์มแห้งต่างกันมีความละเอียดต่างกัน แต่โดยทั่วไปสามารถแสดง linewidth และระยะห่างบรรทัด 2mil / 2mil หลังจากการเปิดรับ ความละเอียดของเครื่องรับแสงธรรมดาสามารถเข้าถึง 2mil โดยทั่วไป ความกว้างของเส้นและระยะห่างระหว่างบรรทัดภายในช่วงนี้จะไม่ทำให้เกิดปัญหา ที่ระยะห่างบรรทัดความกว้างบรรทัด 4mil / 4mil หรือสูงกว่า ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและความเข้มข้นของยาเหลวไม่ดี ด้านล่างระยะห่างบรรทัด linewidth 3mil / 3mil หัวฉีดเป็นกุญแจสำคัญในการส่งผลต่อความละเอียด โดยทั่วไปจะใช้หัวฉีดรูปพัดลม และการพัฒนาสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อแรงดันอยู่ที่ประมาณ 3 บาร์เท่านั้น

แม้ว่าพลังงานแสงจะมีผลกระทบอย่างมากต่อสายการผลิต แต่ฟิล์มแห้งส่วนใหญ่ที่ใช้ในตลาดมักมีช่วงการรับแสงที่กว้าง สามารถแยกความแตกต่างได้ที่ระดับ 12-18 (ไม้บรรทัดการเปิดรับระดับ 25) หรือระดับ 7-9 (ไม้บรรทัดการเปิดรับระดับ 21) โดยทั่วไป พลังงานแสงน้อยเอื้อต่อความละเอียด อย่างไรก็ตาม เมื่อพลังงานต่ำเกินไป ฝุ่นและของกระจุกกระจิกต่างๆ ในอากาศจะมีผลกระทบอย่างมากต่อมัน ส่งผลให้วงจรเปิด (การกัดกร่อนของกรด) หรือไฟฟ้าลัดวงจร (การกัดกร่อนของด่าง) ในขั้นตอนต่อมา ดังนั้นการผลิตจริงจึงควรเป็น รวมกับความสะอาดของห้องมืด เพื่อเลือกความกว้างของเส้นขั้นต่ำและระยะห่างของแผงวงจรที่สามารถผลิตได้ตามสถานการณ์จริง

ผลกระทบของเงื่อนไขการพัฒนาต่อความละเอียดจะชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่อเส้นมีขนาดเล็กลง เมื่อเส้นอยู่เหนือ 4.0mil/4.0mil สภาพการพัฒนา (ความเร็ว ความเข้มข้นของยาเหลว ความดัน ฯลฯ) อิทธิพลไม่ชัดเจน เมื่อเส้นเป็น 2.0mil/2.0/mil รูปร่างและแรงกดของหัวฉีดจะมีบทบาทสำคัญในการที่เส้นสามารถพัฒนาได้ตามปกติหรือไม่ ในขณะนี้ ความเร็วในการพัฒนาอาจลดลงอย่างมาก ในขณะเดียวกัน ความเข้มข้นของยาเหลวก็มีผลกระทบต่อลักษณะของเส้น สาเหตุที่เป็นไปได้คือแรงดันของหัวฉีดรูปพัดลมมีขนาดใหญ่ และแรงกระตุ้นยังสามารถไปถึงด้านล่างของฟิล์มแห้งได้เมื่อระยะห่างบรรทัดมีขนาดเล็กมาก การพัฒนา: แรงดันของหัวฉีดทรงกรวยมีขนาดเล็กจึงเป็นเรื่องยาก เพื่อพัฒนาเส้นริ้ว ทิศทางของแผ่นอีกแผ่นมีผลกระทบอย่างมากต่อความละเอียดและผนังด้านข้างของฟิล์มแห้ง

เครื่องรับแสงที่แตกต่างกันมีความละเอียดต่างกัน ในปัจจุบัน เครื่องฉายแสงเครื่องหนึ่งเป็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ แหล่งกำเนิดแสงในพื้นที่ อีกเครื่องหนึ่งเป็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำและแหล่งกำเนิดแสงแบบจุด ความละเอียดเล็กน้อยของมันคือ 4mil อย่างไรก็ตาม การทดลองแสดงให้เห็นว่าสามารถบรรลุ 3.0mil/3.0mil โดยไม่ต้องปรับหรือดำเนินการพิเศษ มันสามารถบรรลุ 0.2mil/0.2/mil; เมื่อพลังงานลดลงก็สามารถแยกแยะได้ 1.5mil/1.5mil แต่การดำเนินการควรระมัดระวัง นอกจากนี้ไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างความละเอียดของพื้นผิว Mylar และพื้นผิวแก้วในการทดลอง

สำหรับการกัดกร่อนของอัลคาไล มักเกิดผลของเห็ดหลังการชุบด้วยไฟฟ้า ซึ่งโดยทั่วไปจะมองเห็นได้ชัดเจนเท่านั้นและไม่ชัดเจน ตัวอย่างเช่น หากเส้นมีขนาดใหญ่กว่า 4.0mil/4.0mil เอฟเฟกต์รูปเห็ดจะเล็กลง

เมื่อเส้นเป็น 2.0mil/2.0mil ผลกระทบจะดีมาก ฟิล์มแห้งสร้างรูปทรงเห็ดเนื่องจากมีตะกั่วและดีบุกล้นในระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้า และฟิล์มแห้งถูกยึดไว้ด้านใน ซึ่งทำให้ยากต่อการลอกฟิล์มออก วิธีแก้ปัญหาคือ 1. ใช้การชุบด้วยไฟฟ้าแบบพัลส์เพื่อทำให้การเคลือบสม่ำเสมอ 2. ใช้ฟิล์มแห้งที่หนากว่า ฟิล์มแห้งทั่วไปคือ 35-38 ไมครอน และฟิล์มแห้งที่หนากว่าคือ 50-55 ไมครอน ซึ่งมีราคาแพงกว่า ฟิล์มแห้งนี้อาจมีการกัดกรด 3. การชุบด้วยไฟฟ้ากระแสไฟต่ำ แต่วิธีการเหล่านี้ยังไม่สมบูรณ์ อันที่จริง เป็นการยากที่จะมีวิธีที่สมบูรณ์มาก

เนื่องจากเอฟเฟกต์เห็ด การลอกเส้นบาง ๆ จึงลำบากมาก เนื่องจากการกัดกร่อนของโซเดียมไฮดรอกไซด์ต่อตะกั่วและดีบุกจะเห็นได้ชัดมากที่ 2.0mil/2.0mil จึงสามารถแก้ไขได้โดยตะกั่วและดีบุกที่มีความหนา และลดความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้า

ในการกัดแบบอัลคาไลน์ ความกว้างและความเร็วของเส้นจะแตกต่างกันไปตามรูปร่างของเส้นและความเร็วที่แตกต่างกัน หากแผงวงจรไม่มีข้อกำหนดพิเศษเกี่ยวกับความหนาของสายการผลิต ให้ใช้แผงวงจรที่มีความหนา 0.25 ออนซ์ทองแดงฟอยล์ หรือส่วนหนึ่งของทองแดงฐาน 0.5 ออนซ์จะถูกแกะสลัก ทองแดงชุบ จะต้องบางลง ตะกั่วดีบุกต้องหนาขึ้น ฯลฯ ทั้งหมดมีบทบาทในการสร้างเส้นละเอียดด้วยการกัดด้วยอัลคาไลน์ และหัวฉีดจะต้องเป็นรูปพัด โดยทั่วไปจะใช้หัวฉีดทรงกรวยเพียง 4.0mil/4.0mil เท่านั้น

ในระหว่างการกัดกรด เช่นเดียวกับการกัดอัลคาไลคือความกว้างของเส้นและความเร็วของรูปร่างต่างกัน แต่โดยทั่วไป ในระหว่างการกัดกรด ฟิล์มแห้งจะแตกหรือขีดข่วนฟิล์มมาส์กและฟิล์มพื้นผิวในกระบวนการส่งผ่านและกระบวนการก่อนหน้าได้ง่าย ดังนั้นควรระมัดระวังในระหว่างการผลิต ผลกระทบของเส้นของการกัดด้วยกรดนั้นดีกว่าการกัดด้วยอัลคาไล ไม่มีผลกระทบของเห็ด การกัดเซาะด้านข้างน้อยกว่าการกัดด้วยอัลคาไล และผลกระทบของหัวฉีดรูปพัดลมนั้นดีกว่าหัวฉีดทรงกรวยอย่างเห็นได้ชัด อิมพีแดนซ์ของเส้นเปลี่ยนแปลงน้อยลงหลังจากการกัดกรด .

ในกระบวนการผลิต ความเร็วและอุณหภูมิของการเคลือบฟิล์ม ความสะอาดของพื้นผิวเพลท และความสะอาดของฟิล์มไดอาโซมีผลกระทบอย่างมากต่ออัตราคุณสมบัติ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับพารามิเตอร์ของการเคลือบฟิล์มกัดกรดและความเรียบของแผ่น พื้นผิว; สำหรับการกัดกรด ความสะอาดของการสัมผัสเป็นสิ่งสำคัญมาก

ดังนั้นจึงถือว่าอุปกรณ์ทั่วไปสามารถผลิตแผง 3.0mil/3.0mil (หมายถึงความกว้างและระยะห่างของเส้นฟิล์ม) โดยไม่ต้องปรับแต่งพิเศษ อย่างไรก็ตามอัตราคุณสมบัติได้รับผลกระทบจากความสามารถและระดับการปฏิบัติงานของสิ่งแวดล้อมและบุคลากร การกัดกร่อนของสารอัลคาไลเหมาะสำหรับการผลิตแผงวงจรที่ต่ำกว่า 3.0mil/3.0mil ยกเว้นว่าทองแดงที่ไม่ใช่เบสมีขนาดเล็กในระดับหนึ่ง ผลกระทบของหัวฉีดรูปพัดลมนั้นดีกว่าหัวฉีดทรงกรวยอย่างเห็นได้ชัด