عملية الحفر لـنموذج ثنائي الفينيل متعدد الكلورالدائرة الخارجية
أولاً: نظرة عامة:
في الوقت الحالي، تستخدم العملية النموذجية لمعالجة لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) طريقة "طلاء النمط". أي يتم طلاء طبقة من طبقة مقاومة للتآكل من الرصاص والقصدير مسبقًا على الجزء من رقاقة النحاس الذي يجب الاحتفاظ به على الطبقة الخارجية للوحة، أي جزء نمط الدائرة، ثم يتم تآكل رقاقة النحاس المتبقية كيميائيًا، وهو ما يسمى بالحفر. يجب ملاحظة أن هناك طبقتين من النحاس على اللوحة في هذا الوقت. في عملية حفر الطبقة الخارجية، يجب حفر طبقة واحدة فقط من النحاس تمامًا، والباقي سيشكل الدائرة المطلوبة النهائية. تتميز طريقة طلاء النمط هذه بأن طبقة طلاء النحاس موجودة فقط تحت طبقة مقاومة الرصاص والقصدير. طريقة عملية أخرى هي طلاء النحاس على اللوحة بأكملها، والأجزاء الأخرى غير الفيلم الحساس للضوء تكون فقط مقاومة للقصدير أو الرصاص والقصدير. تسمى هذه العملية "عملية طلاء النحاس للوحة كاملة". مقارنةً بالطلاء الكهربائي للنمط، فإن أكبر عيب في طلاء النحاس للوحة كاملة هو أنه يجب طلاء النحاس مرتين على جميع أجزاء اللوحة ويجب تآكلها جميعًا أثناء الحفر. لذلك، عندما يكون عرض السلك دقيقًا جدًا، ستظهر سلسلة من المشاكل. في نفس الوقت، سيؤثر التآكل الجانبي بشدة على توحيد الخط.
في عملية معالجة الدائرة الخارجية للوحة الدوائر المطبوعة، هناك طريقة أخرى، وهي استخدام فيلم حساس للضوء بدلاً من طلاء معدني كطبقة مقاومة. هذه الطريقة مشابهة جدًا لعملية حفر الطبقة الداخلية، ويمكنك الرجوع إلى الحفر في عملية تصنيع الطبقة الداخلية. حاليًا، القصدير أو الرصاص والقصدير هو الطبقة الأكثر استخدامًا لمقاومة التآكل، وتستخدم في عملية الحفر باستخدام مادة الحفر القائمة على الأمونيا. مادة الحفر القائمة على الأمونيا هي سائل كيميائي شائع الاستخدام، ولا تتفاعل كيميائيًا مع القصدير أو الرصاص والقصدير. يشير حفار الأمونيا بشكل أساسي إلى محلول حفر الأمونيا/كلوريد الأمونيوم. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر أيضًا مواد كيميائية للحفر من الأمونيا/كبريتات الأمونيوم في السوق.
محلول الحفر القائم على الكبريتات، بعد الاستخدام، يمكن فصل النحاس الموجود فيه بالتحليل الكهربائي، لذلك يمكن إعادة استخدامه. نظرًا لانخفاض معدل تآكله، فهو نادر بشكل عام في الإنتاج الفعلي، ولكن من المتوقع استخدامه في الحفر الخالي من الكلور. حاول شخص ما استخدام حمض الكبريتيك وبيروكسيد الهيدروجين كعامل حفر لتآكل نمط الطبقة الخارجية. بسبب أسباب عديدة بما في ذلك الاقتصاد ومعالجة النفايات السائلة، لم يتم استخدام هذه العملية على نطاق واسع بالمعنى التجاري. علاوة على ذلك، لا يمكن استخدام حمض الكبريتيك وبيروكسيد الهيدروجين لحفر مقاومة الرصاص والقصدير، وهذه العملية ليست الطريقة الرئيسية في إنتاج الطبقة الخارجية للوحات PCB، لذلك نادرًا ما يهتم بها معظم الناس.
2. جودة الحفر والمشاكل السابقة
الشرط الأساسي لجودة الحفر هو القدرة على إزالة جميع طبقات النحاس تمامًا باستثناء تلك الموجودة تحت طبقة المقاومة، وهذا كل شيء. بالمعنى الدقيق، إذا كان سيتم تعريفها بدقة، فيجب أن تشمل جودة الحفر اتساق عرض خط السلك ودرجة التقويض. بسبب الخصائص المتأصلة لمحلول الحفر الحالي، الذي لا ينتج تأثير حفر في الاتجاه الهبوطي فحسب، بل أيضًا في الاتجاهين الأيسر والأيمن، فإن الحفر الجانبي يكاد يكون حتميًا.
مشكلة التقويض هي عنصر يتم مناقشته بشكل متكرر في معلمات الحفر. يتم تعريفها على أنها نسبة عرض التقويض إلى عمق الحفر، والتي تسمى عامل الحفر. في صناعة الدوائر المطبوعة، يختلف على نطاق واسع، من 1:1 إلى 1:5. من الواضح أن درجة التقويض الصغيرة أو عامل الحفر المنخفض هو الأكثر إرضاءً.
هيكل معدات الحفر ومحاليل الحفر ذات التركيبات المختلفة ستؤثر على عامل الحفر أو درجة الحفر الجانبي، أو بعبارة متفائلة، يمكن التحكم فيها. يمكن أن يؤدي استخدام بعض الإضافات إلى تقليل درجة التآكل الجانبي. التركيب الكيميائي لهذه الإضافات هو بشكل عام سر تجاري، ولا يكشفه المطورون المعنيون للعالم الخارجي. أما بالنسبة لهيكل معدات الحفر، فسيتم مناقشته على وجه التحديد في الفصول التالية.
من نواحٍ عديدة، كانت جودة الحفر موجودة منذ فترة طويلة قبل دخول اللوحة المطبوعة إلى آلة الحفر. نظرًا لوجود اتصالات داخلية وثيقة جدًا بين العمليات أو العمليات المختلفة لمعالجة الدوائر المطبوعة، لا توجد عملية لا تتأثر بالعمليات الأخرى ولا تؤثر على العمليات الأخرى. العديد من المشكلات التي تم تحديدها على أنها جودة حفر كانت موجودة بالفعل في عملية إزالة الفيلم أو حتى قبل ذلك. بالنسبة لعملية حفر رسومات الطبقة الخارجية، نظرًا لأن "التدفق العكسي" الذي تجسده أكثر بروزًا من معظم عمليات اللوحات المطبوعة، فإن العديد من المشكلات تنعكس في النهاية فيها. في نفس الوقت، هذا أيضًا لأن الحفر هو الخطوة الأخيرة في سلسلة طويلة من العمليات التي تبدأ بالالتصاق الذاتي والحساسية للضوء. بعد ذلك، يتم نقل نمط الطبقة الخارجية بنجاح. كلما زادت الروابط، زادت احتمالية حدوث مشاكل. يمكن اعتبار هذا جانبًا خاصًا جدًا من عملية إنتاج الدوائر المطبوعة.
