Una tra le aziende di punta nella produzione di prodotti chimici per il wet process è Elga Europe, che ha i propri stabilimenti sulla direttrice del Sempione poco fuori Milano. Nel 2005 inizia la commercializzazione dei prodotti chimici necessari per la produzione di circuiti stampati (sgrassanti, rame acido, bagni di stagnatura etc). Dall'inizio del 2006 è in vigore l'accordo con la taiwanse Chang Chun Plastics che consente la commercializzazione in Europa del copper foil e di una gamma completa di laminati che comprendono CEM1, CEM3, FR2 e varie tipologie di FR4. Dal 1972 al 1979 l'attività dell'azienda si è sempre più indirizzata verso i processi di deposizione chimica ed elettrolitica nel settore dei circuiti stampati, divenendo il leader italiano, cui segue la commercializzazione in Europa del dry film, del solder mask fotografico e dei prodotti per semiconduttori. Il successo ottenuto in breve tempo ha portato alla fondazione nel 1996 della ditta Tok Italia la cui missione è la produzione in Italia del dry film e di alcuni prodotti per l'industria dei semiconduttori. La costante evoluzione di Elga Europe ha fatto si che la gamma di prodotti oggi offerti sia davvero ampia e accanto al dry film per circuiti stampati è realizzato anche il dry film biocompatibile per Mems. La maggior parte dei prodotti chimici destinati alla produzione di circuiti stampati comprendenti processi di metallizzazione , di rinforzo galvanico e tutti i prodotti specifici per il dry film quali soluzioni di sviluppo , strippaggio e antischiuma, fotoresist liquido per strati interni sia per applicazioni in verticale che in orizzontale, sono direttamente prodotti nel plant di Nerviano (MI), dove avviene anche la preparazione del copper foil (in bobine o fogli con spessore da 9 a 105 micron) e di tutti i tipi di laminati rigidi.
Strippaggio del dry film
I processi umidi hanno inizio all'uscita della camera gialla con lo sviluppo del dry film che avviene con carbonato di sodio o potassio di sodio (ph =10,30 - 11) e rimane il film non esposto alla luce. Lo strippaggio del dry film viene eseguito con una soluzione alcalina (ph>11) che scioglie il dry film polimerizzato (cioè esposto a luce ultravioletta).
In Elga sono realizzati tre differenti tipi di stripper:
• Dry Film Stripper 300 è un prodotto appositamente studiato per rimuovere tutti i dry films acquosi commercialmente disponibili; è particolarmente indicato per lo strippaggio in vasca ad immersione con o senza ultrasuoni. Può essere utilizzato anche nelle normali strippatrici a spruzzo.
• Dry film Stripper DFR 804 è stato sviluppato per lo strippaggio di tutti i dry-films alcalini, compresi quelli specifici per la placcatura di Nichel e Oro, notoriamente difficili da rimuovere. Offre ottime prestazioni per lo strippaggio di circuiti stampati “fine line” e “micro fine line”, anche in presenza di over plating. L'alta capacità di strippaggio e la bassa concentrazione d'esercizio, compresa tra il 3% ed il 7% rendono il DFR 804 molto economico. Altra positiva caratteristica è di non attaccare i depositi di Stagno e Stagno/Piombo, mentre la superficie del rame, dopo lo strippaggio, non presenta tracce d'ossidazione. Operativamente il controllo ed il rinforzo della soluzione può essere eseguito con una semplice analisi o mediante il calcolo della superficie di dry-film processata.
• Ordyl Stripper 5600, esente da solventi e con ph alcalino, è un prodotto appositamente studiato per rimuovere tutti i tipi di dry film acquosi, rimuovendo completamente i promotori di adesione. Lavorando a una temperatura compresa tra 50 e 60°C ha un tempo di strippaggio che varia da 70 a 100 secondi (per dry film con spessore di 50 micron), può essere utilizzato sia a spruzzo che a immersione. Non intacca lo stagno e le sue leghe lasciando inoltre le superfici metalliche pulite e brillanti.
Un altro prodotto utilizzato in questo stadio di lavorazione, ma non direttamente collegato alla realizzazione del circuito stampato è l'antischiuma. Ordyl Antifoam C e Antifoam T3 sono agenti chimici utilizzati nello sviluppo e nello strippaggio del dry film perché l'azione delle pompe crea turbolenza che a sua volta crea schiuma; i prodotti non sono a base siliconica, che depositandosi sulla superficie dei circuiti risulta poi impossibile da togliere. Essendo leggermente acidi sono utilizzati per le soluzioni di sviluppo e di strippaggio alcaline. Possiedono un'elevata stabilità rispetto ad alcali fortemente concentrati e una lunga durata. Essendo dei polialcole sono facilmente lavabili e di conseguenza presentano un minor rischio di contaminare i processi di lavorazione successivi allo sviluppo o strippaggio.
Gli altri step del processo
Nella preparazione degli outlayer si verificano i seguenti passaggi:
• Preparazione meccanica (spazzole o pomice) o chimica (microincisione)
• Laminazione del dry film
• Esposizione (laser o UV)
• Sviluppo
• Accrescimento Cu elettrolitico e Sn elettrolitico
• Strippaggio del dry film polimerizzato
• Incisione
• Strippaggio dello stagno elettrolitico
• Pulizia
• Stesura solder
Collegato alla fase di lavorazione del dry film c'è poi il bagno di rame elettrolitico (o acido), per la placcatura in linea galvanica. La qualità del processo dipende dalla capacità della soluzione di dare lo spessore desiderato. Al prodotto base è aggiunto un additivo con lo scopo di aiutare la soluzione ad entrare nel foro per la placcatura delle pareti interne. È composto dal brillantante più il wetter o carrier che possono essere già miscelati insieme o essere immessi nel bagno separatamente. L'accrescimento che avviene nel foro varia tra i 20-25 micron contro i circa 30 micron di riporto sulle parti esposte in superficie. Lavorando sulle variabili tempo e corrente, si ottiene l'accrescimento desiderato e l'uniformità nella distribuzione. Più la superficie risulta uniforme e più diventa facile la stesura del solder resist nella fase successiva. Anche per questa fase ElgaEurope propone un kit di prodotti capaci di soddisfare l'intero svolgersi del processo. Si parte con Acid Cleaner 230 E, specificatamente formulato per la pulizia della superfici di rame dai residui lasciati dopo lo sviluppo del dry film, cui segue Microetch 3100, un microincisore per il rame raccomandato come sostituto del persolfato di sodio in quanto più stabile e quindi con un'azione più costante, seguito dal deposito di Acid Copper Cu 230 che assicura un'eccellente adesione di rame su rame. Il deposito è ad alta penetrazione e ottimo microlivellamento. Il rame depositato è a grana fine ed equiassiale, ad alta purezza e duttilità. Il sistema ha un additivo singolo e soddisfa (ed eccede) quanto richiesto dalla Norma MIL-P-55110-D e BS9760. Tra le caratteristiche principali del processo c'è la possibilità di poterlo utilizzare sia per applicazioni in corrente continua che in corrente pulsata (può operare anche senza aria insufflata tramite movimentazione del liquido con eduttori), garantendo depositi regolari e lucidi da un elettrolita ad alta stabilità. L'eccellente compatibilità con deposizioni successive (stagno o stagno/piombo) e con le operazioni di saldabilità. Il processo risulta facile da controllare tanto con sistema Rta (Real Time Analyzer) quanto con metodi tradizionali e dosaggi automatici risultando così economicamente vantaggioso.
Stripper OS243
Per lo strippaggio dello stagno e/o stagno piombo ElgaEurope propone Stripper OS243, uno stripper monostadio ad alte prestazioni, studiato per una completa e veloce dissoluzione dello stagno e della lega stagno-piombo. Non produce azioni esotermiche e non intacca il laminato esposto, lasciando il rame lucido e brillante per tutto il tempo di attraversamento del normale ciclo produttivo. E' in grado di dissolvere almeno 150gr di lega o di stagno puro per ogni litro di soluzione alla velocità di 10-20 micron/minuto, senza produrre incrostazioni o fanghi e senza necessitare di antischiuma. Presenta un minimo attacco del rame, meno di un micron al minuto ed è ideale per l'utilizzo feed & bleed.
Copper foil
Tra i vari materiali di partenza che andranno a dar corpo al substrato da processare c'è anche il rivestimento di rame, per la precisione un foglio dalla consistenza della carta stagnola chiamato copper foil. Partendo da grosse bobine (master roll) viene tagliato in rotoli più piccoli o suddiviso in fogli, dalle dimensioni richieste dal cliente. Gli spessori sono 9, 12, 18, 35, 70 e 105 micron. Usualmente più è maggiore la qualità del circuito stampato finito e più è sottile lo spessore del foglio di rame richiesto. La faccia superiore si presenta lucida e l'inferiore opaca perché trattata chimicamente per aumentare l'aderenza sulla base resinosa del substrato. Il trattamento si chiama mordenzatura ed è eseguito con acido, conferisce una ben definita granulometria che aumenta la superficie di aderenza. La superficie del substrato su cui va fatto aderire il foglio di rame è semipolimerizzata, così da consentire mediante una forte pressione a caldo di poter incollare il cupper foil alla resina. La sua costruzione avviene per elettrodeposizione in cella elettrolitica, costituita da un cilindro che ruota a velocità costante in un bagno di rame. Il cilindro ha funzione di catodo, sulla sua superficie viene deposta anche una pellicola col compito di facilitare il distacco della pellicola di rame dal cilindro all'uscita del bagno. Lavorando sulla velocità di rotazione e sulla corrente della cella elettrolitica si determina lo spessore del cupper foil. In un successivo passaggio viene lucidata una superficie, trattata l'altra per l'aderenza al substrato e viene fatto un trattamento antiossidante.
