Aloittelijan opas piirilevyjen etsausprosesseihin
Johdanto:
Piirilevyjen etsaus on ratkaiseva prosessi piirilevyjen valmistuksessa. Se sisältää ei-toivotun kuparin poistamisen piirilevyltä halutun piirikuvion luomiseksi. Tämä opas on suunniteltu auttamaan aloittelijoita ymmärtämään erilaisia piirilevyjen etsausprosesseja ja valitsemaan sopivimman menetelmän projekteihinsa.
Kemiallinen etsaus
Kemiallinen syövytys on yksi yleisimmistä piirilevyjen syövytysmenetelmistä. Siinä käytetään kemiallisia liuoksia ei-toivotun kuparin poistamiseen piirilevyltä. Yleisimmin käytetty syövytysaine tässä prosessissa on rautakloridi, joka on voimakas hapettava aine, joka voi liuottaa kuparia. Piirilevy päällystetään ensin resistimateriaalilla, kuten UV-kovettuvalla musteella tai valokuvaresistillä, suojaamaan alueita, joiden on pysyttävä kuparipinnoitettuina. Sitten piirilevy upotetaan syövytysliuokseen, joka syövyttää suojaamatonta kuparia jättäen jälkeensä halutun piirikuvion. Tämä menetelmä on suhteellisen helppokäyttöinen ja tuottaa korkealaatuisia tuloksia, joten se on suosittu valinta harrastelijoille ja pienimuotoisille valmistajille.
Valokuvien etsaus
Fotoetsaus, joka tunnetaan myös nimellä fotolitografia, on tarkempi ja monimutkaisempi piirilevyjen etsausmenetelmä, jossa käytetään valoherkkiä kemikaaleja ja UV-valoa piirilevykuvion luomiseen. Prosessi alkaa päällystämällä koko piirilevy fotoresistikerroksella, joka sitten altistetaan UV-valolle fotomaskin läpi, joka sisältää halutun piirilevykuvion. UV-valo kovettaa fotoresistin valotetut alueet, kun taas valottamattomat alueet pysyvät pehmeinä. Sitten piirilevy kehitetään kemiallisessa liuoksessa, joka liuottaa valottamattoman fotoresistin paljastaen alla olevan kuparin. Sitten piirilevy upotetaan syövytysliuokseen ei-toivotun kuparin poistamiseksi, jolloin jäljelle jää piirilevykuvio. Fotoetsaus on erittäin tarkkaa ja sillä voidaan tuottaa monimutkaisia malleja, mikä tekee siitä ihanteellisen monimutkaisille piirilevyille.
Laseretsaus
Laseretsaus on kosketukseton piirilevyjen etsausmenetelmä, jossa käytetään fokusoitua lasersädettä kuparin poistamiseen valikoivasti piirilevyltä. Tämä menetelmä on erittäin tarkka ja sillä voidaan luoda monimutkaisia kuvioita korkealla resoluutiolla. Prosessissa lasersäde kohdistetaan halutuille piirilevyn alueille, jolloin kupari lämmitetään ja höyrystyy, jolloin jäljelle jää piirilevykuvio. Laseretsaus on nopeaa, puhdasta eikä vaadi lisäkemikaaleja, joten se on ympäristöystävällinen. Laseretsauslaitteet voivat kuitenkin olla kalliita, joten tämä menetelmä sopii paremmin suurille valmistajille.
Mekaaninen etsaus
Mekaaninen syövytys, joka tunnetaan myös jyrsintänä tai jyrsintänä, tarkoittaa CNC-koneen käyttöä ei-toivotun kuparin poistamiseksi piirilevystä. Tämä menetelmä on erittäin tarkka ja sillä voidaan tuottaa monimutkaisia malleja suurella tarkkuudella. Prosessi alkaa lataamalla haluttu piirikuvio CNC-koneeseen, joka sitten jyrsii tai kitkaa kuparin pois pyörivän työkalun avulla. Mekaaninen syövytys sopii erinomaisesti suuriin tuotantoeriin ja sillä voidaan käsitellä paksumpia piirilevymateriaaleja. Prosessi voi kuitenkin olla aikaa vievä ja tuottaa enemmän jätettä verrattuna muihin syövytysmenetelmiin.
Plasmaetsaus
Plasmaetsaus on kuivaetsausmenetelmä, jossa käytetään plasmareaktoria ei-toivotun kuparin poistamiseen piirilevystä. Tämä menetelmä on erittäin tarkka ja sillä voidaan tuottaa puhtaita ja tasaisia etsauksia korkealla resoluutiolla. Prosessissa piirilevy asetetaan tyhjiökammioon, joka on täytetty kaasulla, kuten argonilla tai hapella, ja siihen kohdistetaan korkeataajuinen sähkökenttä plasman luomiseksi. Plasma reagoi kemiallisesti kuparin kanssa muodostaen haihtuvia sivutuotteita, jotka poistetaan kammiosta. Plasmaetsaus on nopeaa, tehokasta ja ympäristöystävällistä, minkä vuoksi se on suosittu valinta suurten tuotantomäärien sarjoissa.
Yhteenveto:
Yhteenvetona voidaan todeta, että piirilevyjen syövytys on kriittinen prosessi piirilevyjen valmistuksessa. Piirilevyjen syövytykseen on useita menetelmiä, joilla jokaisella on omat etunsa ja rajoituksensa. Kemiallinen syövytys on yleinen ja helppokäyttöinen menetelmä, joka tuottaa korkealaatuisia tuloksia, kun taas fotoetsaus tarjoaa tarkkuutta ja monimutkaisuutta monimutkaisille malleille. Laseretsaus on kosketukseton menetelmä, joka on nopea ja puhdas, mutta saattaa vaatia kalliita laitteita. Mekaaninen syövytys on tarkkaa ja sopii laajamittaiseen tuotantoon, kun taas plasmaetsaus on tarkkaa ja ympäristöystävällistä. Ymmärtämällä eri piirilevyjen syövytysprosessit aloittelijat voivat valita projekteihinsa sopivimman menetelmän ja saavuttaa halutut tulokset.