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La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure1 VI-8 Gravure du cuivre Copper etching.

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1 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure1 VI-8 Gravure du cuivre Copper etching

2 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure2 Sommaire Gravure directe Gravure indirecte Attaque latérale Agents de gravures au chlorure cuivrique –gravure acide –gravure ammoniacale Gravure au perchlorure de fer Équipements d une ligne de gravure Contrôles

3 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure3 Gravure directe Transfert image (positif) Gravure Stripping

4 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure4 Gravure directe Après transfert image (positif) Réserve de gravure (encre ou résine photosensible)

5 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure5 Gravure directe Après gravure Cuivre gravé

6 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure6 Gravure directe Après stripage Réserve de gravure éliminée

7 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure7 Gravure indirecte Transfert image (négatif) Métallisation Stripping Gravure

8 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure8 Gravure indirecte Réserve de métallisation (résine photosensible) Après transfert image (négatif)

9 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure9 Gravure indirecte Réserve de gravure (Alliage Sn) Après métallisation

10 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure10 Gravure indirecte Après stripage Réserve de métallisation éliminée

11 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure11 Gravure indirecte Après gravure Cuivre gravé

12 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure12 Attaque latérale Réserve de gravure Attaque latérale Pulvérisation de l agent de gravure Attaque verticale Attaque latérale Attaque verticale

13 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure13 Attaque latérale Facteur de gravure sous-jacente v x Facteur de gravure = x /v (min >2)

14 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure14 Attaque latérale Largeur de piste La largeur w doit être conforme aux tolérances par rapport au plan w

15 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure15 Agents de gravure Critères de choix Solution acide ou alcaline selon la nature de la réserve Possibilité de régénération continue Qualité de gravure (facteur de gravure) Capacité de gravure élevée ( masse de cuivre gravé par litre de solution) Vitesse de gravure ( µm/mn ) Recyclage des solutions usées Traitement des rejets

16 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure16 Agents de gravure Régénération possible en continu Chlorure cuivrique acide Chlorure cuivrique ammoniacal Réactions de base : –Gravure :Cu° + Cu ++ => 2Cu + –Régénération :2Cu + => 2Cu e -

17 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure17 Gravure acide au chlorure cuivrique Réactions chimiques Gravure : CuCl 2 + Cu => 2CuCl Régénération : 2CuCl + 2HCl + H 2 O 2 => 2 CuCl 2 + 2H 2 O « replenisher »

18 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure18 Gravure acide au chlorure cuivrique Paramètres : – température : °C – normalité acide 1,5 - 3N – capacité de gravure 80 à 140 g/l Propriétés : – vitesse de gravure 30 µm / mn – solutions usées récupérables – coût bas – ! Attaque SnPb => utilisé en gravure directe

19 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure19 Gravure ammoniacale Réactions chimiques Gravure : Cu(NH 3 ) 4 Cl 2 + Cu => 2Cu (NH 3 ) 2 Cl Régénération : 2Cu (NH 3 ) 2 Cl + 2 (NH 4 )Cl + 2 (NH 4 )OH + 1/2 O 2 => « replenisher » => 2 Cu(NH 3 ) 4 Cl 2 +3H 2 O

20 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure20 Gravure ammoniacale Paramètres : –température °C –densité 1, ,227 –Ph 8,2 - 8,4 –capacité de gravure g/l Propriétés –vitesse de gravure : 50µ / mn –solution usée reprise par le fournisseur –compatible gravure directe et inverse –! tendance à striper les films alcalin –! utilisation d ammoniaque

21 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure21 Gravure au perchlorure de fer Non régénérable en continu Réaction chimique Cu + 2 FeCl 3 => CuCl 2 +2FeCl 2

22 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure22 Gravure au perchlorure de fer Paramètres : –concentration initiale en perchlorure37 % –densité1,47 1,7 (solution usée) –température °C –Ph 8,2 - 8,4 –capacité de gravure g/l Propriétés : –vitesse de gravure : 40 µm/mn au début, 8 µm/mn à la fin –solution usée reprise par le fournisseur - simple d utilisation –! Attaque SnPb => utilisé en gravure directe –! Vitesse de gravure non constante

23 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure23 Équipement d une ligne de gravure Module de gravure –pulvérisation par buses oscillantes ou pulvérisation alternée (réduction de l effet de flaque) – régulation de température (chauffage / refroidissement) –contrôle de l extraction des vapeurs (apport d oxygène) – dispositif de régénération automatique par contrôle de densité et pompe double Module de finition au « replenisher » limite les entraînements de cuivre Rinçages en cascade Désoxydation SnPb (finishing) Rinçages

24 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure24 Équipement d une ligne de gravure Chambre de gravure Finition au replenisher Régulation de densité Densimètre Pompe double Replenisher Produit usé Rinçages

25 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure25 Équipement d une ligne de gravure Rinçages en cascade Eau propre Eau usée

26 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure26 Contrôles de qualité En production : contrôle optique du graphisme (AOI) – coupures – échancrures – courts circuits – îlots En contrôle final : contrôle par coupe métallographique d un coupon – largeurs de piste – isolements – talus Essais d une ligne de gravure : par mesure de la résistance de serpentins conducteurs

27 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure27 Contrôles de qualité Figure de test par mesure de résistance Ohmmètres


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