VI-8 Gravure du cuivre Copper etching

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

2 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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

15 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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

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

17 Gravure acide au chlorure cuivrique
Réactions chimiques Gravure : CuCl2 + Cu => 2CuCl Régénération : 2CuCl + 2HCl + H2O2 => 2 CuCl2 + 2H2O « replenisher » La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

18 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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

19 Gravure ammoniacale Réactions chimiques Gravure :
Cu(NH3)4Cl2 + Cu => 2Cu (NH3)2Cl Régénération : 2Cu (NH3)2Cl + 2 (NH4)Cl + 2 (NH4)OH + 1/2 O2 => « replenisher » => Cu(NH3)4Cl2 +3H2O La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

20 Gravure ammoniacale Paramètres : Propriétés température 47 - 53 °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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

21 Gravure au perchlorure de fer
Non régénérable en continu Réaction chimique Cu + 2 FeCl3 => CuCl2 +2FeCl2 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

22 Gravure au perchlorure de fer
Paramètres : concentration initiale en perchlorure 37 % densité 1,47  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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

23 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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

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

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

26 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 La fabrication des circuits imprimés VI-8 Gravure

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