Das Ätzen von Leiterplatten ist ein Schlüsselverfahren in der PCB-Herstellungsprozess, dient dazu, unnötiges Kupfer von der Platine zu entfernen. Dadurch entsteht das erforderliche Schaltungsmuster, das die verschiedene Komponenten auf der LeiterplatteDas Ätzen einer Leiterplatte ist keine leichte Aufgabe, insbesondere für Anfänger, da spezielle Materialien, Werkzeuge und Fachwissen erforderlich sind. Daher möchte ich in diesem Leitfaden das Ätzen von Leiterplatten detailliert vorstellen und dabei die Definition, verschiedene Methoden und Vorsichtsmaßnahmen beim Ätzen von Leiterplatten erläutern.
Was ist PCB-Ätzen?
Das Ätzen von Leiterplatten ist ein Herstellungsverfahren, mit dem die gewünschten Kupfermuster und -schaltungen auf der Leiterplatte erzeugt werden. Dabei wird unerwünschtes Kupfer selektiv von einem kupferkaschierten Substrat entfernt. Zurück bleiben die erforderlichen Kupferspuren und -verbindungen, die die elektronischen Leiterbahnen auf der Leiterplatte bilden.
Wie ätzt man eine Leiterplatte?
Zum Ätzen einer Leiterplatte gibt es mehrere Methoden. Die gängigste Methode ist die Verwendung einer chemischen Lösung. Wir nennen diese Methode auch Nassätzen.
Nassätzen
Beim Nassätzen werden normalerweise zwei Arten von Chemikalien verwendet: saure Chemikalien und alkalische Chemikalien, die zusammen als PCB-Ätzlösungen bezeichnet werden.
- Alkalisches Ätzen
Beim alkalischen Ätzen wird eine alkalische Ätzlösung verwendet, um unerwünschtes Kupfer durch eine chemische Reaktion von der Leiterplatte zu entfernen. Dabei wird die Leiterplatte in die Lösung eingeweicht. Anschließend muss gewartet werden, bis die Lösung vollständig mit der Leiterplatte reagiert hat. Anschließend wird das Kupfer entfernt. Im Vergleich zu anderen Ätzlösungen für Leiterplatten ist das alkalische Ätzen weniger giftig und umweltfreundlicher.
- Säureätzen
Wie beim alkalischen Ätzen wird beim sauren Ätzen Kupfer durch eine chemische Reaktion entfernt, indem die Platine in Leiterplatten-Ätzlösungen eingeweicht wird. Der Unterschied besteht darin, dass die Lösungen sauer sind, wie z. B. Eisenchlorid und Kupferchlorid. Nach dem Ätzen wird die Leiterplatte gründlich gewaschen und getrocknet, um alle Säurerückstände zu entfernen. Das Säureätzverfahren eignet sich gut für die inneren Schichten von Leiterplatten, da die Säurelösungen die benötigten Kupferkomponenten nicht beschädigen.
Trockenätzung
Im Gegensatz zum Nassätzen wird beim Trockenätzen Kupfer mittels Gas oder Plasma entfernt. Im Folgenden stellen wir zwei gängige Trockenätzverfahren für Leiterplatten vor:
- PCB-Laserätzen
Laserätzen nutzt computergesteuerte Systeme, um hochpräzise Ergebnisse zu erzielen. Dabei wird ein konzentrierter Laserstrahl verwendet, um unerwünschte Kupferspuren vom Leiterplattensubstrat zu gravieren und zu entfernen, wobei die digitalen Schaltungsdaten verwendet werden. Im Gegensatz zu Nassätzverfahren, bei denen eine chemische Reaktion erforderlich ist, ermöglicht Laserätzen eine schnellere Produktion.
- Plasmaätzen
Plasmaätzen zeichnet sich durch eine sehr hohe Genauigkeit aus, die mit herkömmlichem Nassätzen nur schwer zu erreichen ist. Bei diesem Ätzverfahren wird hauptsächlich ein kontrollierter Strom ionisierter Gasmoleküle, sogenanntes Plasma, verwendet, um unerwünschtes Kupfer von der Leiterplattenoberfläche zu entfernen. Diese Technologie bietet Herstellern ein hohes Maß an Kontrolle und Selektivität und eignet sich daher für komplexe Schaltungsdesigns und -muster.
Der Prozess der PCB-Ätzlösung
Der PCB-Ätzprozess umfasst mehrere wichtige Schritte:
- Oberflächenvorbereitung
Vor dem Ätzen der Leiterplatte müssen wir die Leiterplatte sorgfältig reinigen, um Verunreinigungen wie Staub und Öl zu entfernen. Andernfalls können sie den Ätzvorgang beeinträchtigen.
- Ätzresist auftragen
Für Bereiche, die nicht geätzt werden müssen, muss eine Schicht Resistmaterial aufgetragen oder gedruckt werden, um die Kupferleiterbahnen zu schützen. Gängige Resists sind Trockenfilm, flüssige fotostrukturierbare Lötstoppmaske und Toner.
- Resist belichten und entwickeln
Bei der Verwendung lichtempfindlicher Resists wird die Leiterplatte im nächsten Schritt durch eine gemusterte Maske oder eine Druckfolie hindurch ultravioletter Strahlung ausgesetzt. Durch die UV-Bestrahlung härtet der Resist in den belichteten Bereichen aus. Anschließend wird die Platine mit einer chemischen Entwicklerlösung behandelt, die nicht ausgehärtetes Resistmaterial auflöst und entfernt. Zurück bleibt nur der ausgehärtete Resist, der das gewünschte Muster auf der Leiterplattenoberfläche bildet.
- Ätzen Sie unerwünschtes Kupfer
Tauchen Sie die blanke Leiterplatte in einer Ätzlösung, die das freiliegende Kupfer entfernt, während die durch den Resist abgeschirmten Kupferspuren erhalten bleiben, was zur Bildung der gewünschten Schaltungsmuster auf der Leiterplatte führt.
- Resist entfernen
Abschließend müssen wir das restliche Resistmaterial entfernen, um das fertige Kupferleiterbild auf der Platine freizulegen. Dies kann durch chemisches Ablösen, Abschleifen oder thermische Verfahren erfolgen.
Sicherheitsmaßnahmen für PCB-Ätzprozesse
Beim Nassätzen sind Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, da der Prozess den Einsatz von Chemikalien erfordert. Bei unzureichendem Schutz bestehen Gefahren. Nachfolgend finden Sie einige Tipps für ein sicheres Ätzen von Leiterplatten:
- Tragen Sie persönliche Schutzausrüstung, einschließlich Schutzhandschuhen, Schutzbrille und Atemschutzmaske. Ziehen Sie außerdem langärmelige Kleidung in Betracht, um freiliegende Hautstellen zu bedecken. Vermeiden Sie direkten Hautkontakt mit der Lösung.
- Das chemische Ätzen sollte am besten in einer gut belüfteten Umgebung durchgeführt werden. Da die Ätzlösung Dampf oder Rauch freisetzt, besteht Vergiftungsgefahr, wenn sie in geschlossenen Räumen eingeatmet wird.
- Entsorgen Sie nach Abschluss des Ätzvorgangs die verwendete Ätzlösung und alle kontaminierten Materialien gemäß den örtlichen Vorschriften und Richtlinien.
Abschließende Überlegungen
Den Erfolg des Ätzens von Leiterplatten sicherzustellen, ist keine einfache Aufgabe. Es erfordert professionelles Wissen und Werkzeuge. Ob Sie Nassätztechniken anwenden oder sich für fortschrittliche Trockenätzmethoden entscheiden, Die Einhaltung der richtigen Sicherheitsprotokolle und Qualitätskontrollmaßnahmen ist von größter Bedeutung. Bei MOKO Technology verstehen wir die Feinheiten des Ätzens und der Herstellung von Leiterplatten. Dank unseres Fachwissens können wir hochwertige Leiterplatten liefern, die auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind. Möchten Sie jetzt Ihr PCB-Fertigungsprojekt starten?? Kontaktieren Sie uns um eine kostenlose Beratung zu erhalten.
