VI-8 Gravure du cuivre Copper etching

1
VI-8Gravure du cuivreCopper etching
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

3
Gravure directe
Transfert image (positif)
Gravure
Stripping
4
Gravure directe
Après transfert image (positif)
Réserve de gravure (encre ou résine photosensible)
5
Gravure directe
Après gravure
Cuivre gravé
6
Gravure directe
Après stripage
Réserve de gravure éliminée
7
Gravure indirecte
Transfert image (négatif)
Métallisation
Stripping
Gravure
8
Gravure indirecte
Après transfert image (négatif)
Réserve de métallisation (résine photosensible)
9
Gravure indirecte
Après métallisation
Réserve de gravure (Alliage Sn)
10
Gravure indirecte
Après stripage
Réserve de métallisation éliminée
11
Gravure indirecte
Après gravure
Cuivre gravé
12
Attaque latérale
Pulvérisation de l agent de gravure
Attaque verticale
Attaque verticale
Réserve de gravure
Attaque latérale
Attaque latérale
13
Attaque latéraleFacteur de gravure sous-jacente
v
x
Facteur de gravure x /v (min gt2)
14
Attaque latéraleLargeur de piste
w
La largeur w doit être conforme aux tolérances
par rapport au plan
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

16
Agents de gravure

• Régénération possible en continu
• Chlorure cuivrique acide
• Chlorure cuivrique ammoniacal
• Réactions de base
• Gravure Cu Cu gt 2Cu
• Régénération 2Cu gt 2Cu 2e-

17
Gravure acideau chlorure cuivrique

• Réactions chimiques
• Gravure
• CuCl2 Cu gt 2CuCl
• Régénération
• 2CuCl 2HCl H2O2 gt 2 CuCl2 2H2O

 replenisher 
18
Gravure acideau chlorure cuivrique

• Paramètres
• température 47-53 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 gt utilisé en gravure directe

19
Gravure ammoniacale

• Réactions chimiques
• Gravure
• Cu(NH3)4Cl2 Cu gt 2Cu (NH3)2Cl
• Régénération
• 2Cu (NH3)2Cl 2 (NH4)Cl 2 (NH4)OH 1/2 O2
  gt
•  replenisher 
• gt 2 Cu(NH3)4Cl2 3H2O

20
Gravure ammoniacale

• Paramètres
• température 47 - 53 C
• densité 1,207 - 1,227
• Ph 8,2 - 8,4
• capacité de gravure 150 - 165 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
Gravure au perchlorure de fer

• Non régénérable en continu
• Réaction chimique
• Cu 2 FeCl3 gt CuCl2 2FeCl2

22
Gravure au perchlorure de fer

• Paramètres
• concentration initiale en perchlorure 37
• densité 1,47 ? 1,7 (solution usée)
• température 20 - 45 C
• Ph 8,2 - 8,4
• capacité de gravure 60 - 80 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 gt utilisé en gravure directe
• ! Vitesse de gravure non constante

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

24
Équipement d une ligne de gravure
Finition au replenisher
Chambre de gravure
Rinçages
Pompe double
Replenisher
Produit usé
Densimètre
Régulation de densité
25
Équipement d une ligne de gravure
Rinçages en cascade
Eau propre
Eau usée
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

27
Contrôles de qualité
Figure de test par mesure de résistance
?
Ohmmètres