Химический контроль жидкостных процессов

(из сообщений инженера-химика Chemcut — Christopher Bonsell, март 2023 года)

Как упоминалось ранее, травление может быть наиболее слложным прцессом в жидкостной обработке из-за наличия многих факторов, влияющих на скорость травления. Без поддержания устойчивости этих факторов скорость травления будет меняться и сказываться на качестве продукта. Если просматривается введение автоматизации для поддержания параметров травления, то далее представлены основы, которые необходимо учесть.

Структура контроляZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ

В большинстве случаев, если не всегда, системы контроля процесса базируются на простой обратной связи. На представленном выше рисунке, первоначально идёт стадия отслеживания. На этой стадии убеждаются в том, что все желаемые параметры соответствуют заданным значениям. Если это — так, то далее процесс протекает нормально. Однако, если что-то не соответствует заданному значению, то это побуждает к необходимым изменениям процесса. При таком событии всё переходит к «регулировке» процесса. После этого, снова контролируется параметр, чтобы быть уверенным в его соответствии заданному значению. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет получено желаемое значение. Это только примитивный вариант обратной системы, означая, что может быть более сложный для конкретного процесса. Процесс может выглядеть иначе, но концептуально, процессы должны оставаться подобными.

Внедрение контроляZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ

Имея базовую структуру процесса контроля, как можно применить её к собственному процессу травления? В контроль состава травителя входят многочисленные системы обратной связи. Каждый параметр травителя имеет свой собственный метод контроля. Каждый доступный травитель имеет собственный набор параметров. Перед началом контроля процесса понадобится оценить все параметры, влияющие на качество травления. Наиболее общие параметры показаны в таблице 1, наряду с методами и путями их контроля. Следует отметить, что температура и давление распыления — главные факторы, влияющие на качество травления; эти параметры автоматически контролируются в оборудовании травления; поэтому, далее не рассматриваются.

Из таблицы следует, что большинство параметров в травлении измеряется специальным инструментарием, упрощая стадию отслеживания. Поскольку каждый отслеживаемый параметр определяется химической составляющей травителя, в большинстве случаев требуется только корректировка добавлением убывающего химиката. Это упрощает контроль, потому что с соответствующей системой отслеживания, можно подсоединиться к насосу, который будет спусковым механизмом при выходе параметра из диапазона. Это будет простая система восстановления химического содержания состава травителя. К этому есть некоторые исключения, потому что, в некоторых случаях, связь контроля и корректировки не прямая. Такие параметры, как хлорид и свободную соляную кислоту трудно просто контролировать; поэтому, корректировка этих параметров должна быть сделана дифференцировано. Если один из этих параметров вышел из диапазона после титрования, то вероятно следует вручную добавить хлориды или соляную кислоту в установку.

Таблица 1. Общие химические параметры травителей, их методы контроля и корректировки.

Наряду с этим, если цеховые технологи не проводят регулярное титрование, то можно выйти из диапазона, не зная об этом. Чтобы избежать этого, есть другой вариант, где вместо поочерёдных химических добавок, вручную после титрования, можно просто добавить определённое количество этих реагентов после травления определённого числа заготовок. Потребуется точная настройка процесса с некоторым тестированием, пробами и ошибками. Справившись с этим, параметр процесса гораздо легче контролировать. Нужно будет продолжать следить за содержимым, чтобы учесть любые изменения, которые могут возникнуть в процессе травления.

Регенерировать или нет?ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ

Следующий важный параметр — окислительно- восстановительный потенциал (ORP). Он измеряется на готовом травителе и сливаемом. Поскольку сливаемый травитель разбавляет содержимое, травление становится менее эффективным. Поэтому, важно поддерживать ORP для постоянства процесса травления. Для этого необходимо определиться в возможностях регенерации травителя. Процесс травления печатных плат состоит, в первую очередь, из хлорида меди или щелочного хлорида меди; имеется вариант регенерации травителя; поэтому будет легче поддержать постоянство потенциала. Если используется непопулярный травитель плат такой, как хлорид железа, то возможность эффективной регенерации будет отсутствовать. Это из неписанных правил химизма травления. Правило гласит: идеально использовать травители, которые более похожи на вытравливаемый металл. Это означает, что вытравливаемый металл должен присутствовать, по возможности, в травителе. Чем больше число различных, растворённых компонентов в травителе, тем труднее осуществить отслеживание эффективности травления и провести регенерацию.

Например, если вытравливается медь хлоридом меди, то медь может напрямую использоваться для большего получения хлорида меди. Однако, если используется хлорид железа, содержание железа в травителе становится менее концентрированным из-за попадания меди в раствор, мешая регенерации и создавая осложнения. Если используется травитель не на основе меди, то, скорее всего, придётся довольствоваться процессом «слива- долива» для контроля потенциала ORP. Существует простой метод, в котором после вытравливания многих заготовок, часть травителя сливается, а свежая — закачивается. После точной настройки процесс становится постоянным.

**************************

Компания «БалтМедиа Партнёр», работая в содружестве с изготовителями оборудования для оснащения сборочно- монтажного и производства печатных плат, решает индивидуально с каждым заказчиком, как правильно выбрать необходимое оборудование и эффективно выстроить производственный процесс, сопровождая его поставками расходных и базовых материалов. Для совместной работы используется следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллиннское шоссе, 206

Тел. +7 (921)895−1422. (921)994−9502

Электронная почта: office@bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов