PCB Üretimi ve Elektronik Montaj için Proses Kimyasalları
Bir PCB fabrikası, yarı iletken fab’dan farklı bir saflık dünyasında çalışır: hatların çoğu teknik/ppm düzeyi kimyasalla döner, çünkü mikron ölçekli bakır desenler ppt saflık istemez. Ama iki istisna bu sektörün kimyasal alımını belirler. Birincisi kaplama banyolarıdır — organik ve metalik safsızlık, kaplama morfolojisini (boşluk, nodül, kırılganlık) doğrudan bozar. İkincisi montaj tarafındaki temizlik solventidir: iletken kalıntı bırakan bir IPA, sahada elektrokimyasal migrasyon ve dendrit büyümesiyle arıza üretir.
Bu sayfa bare-board üretiminden SMT montaja ıslak kimya akışını, hangi adımda hangi kalitenin gerektiğini ve Türkiye’deki alıcı profilini anlatır. Saflık sınıflarının genel çerçevesi için elektronik grade ile teknik grade farkı sayfası iyi bir başlangıçtır.
PCB Üretiminde Islak Proses Akışı
Bare-board (çıplak kart) üretiminde kimyanın devreye girdiği adımlar şöyle sıralanır:
- İç katman görüntüleme. Bakır kaplı laminat önce temizlenir ve mikro aşındırılır (microetch); kuru film fotorezist lamine edilip pozlanır, geliştirme %1 Na₂CO₃ ile yapılır. PCB’de developer TMAH değil, karbonattır — kuru film kimyası bunu gerektirir.
- Mikro aşındırma / yüzey aktivasyonu. Bakır yüzeyi, rezist ve kaplama adhezyonu için kontrollü biçimde pürüzlendirilir. İki yaygın kimya vardır: sodyum/amonyum persülfat çözeltileri veya H₂SO₄ + H₂O₂ karışımı. Mekanizma ve banyo yönetimi metal aşındırma prosesi sayfasında işlenmiştir.
- Ana bakır aşındırma (etch). Devre desenini oluşturan adımdır: asidik CuCl₂/HCl veya amonyaklı (alkalin) etchant kullanılır; her ikisi de rejenerasyonla döngüsel çalışır. Etch sonrası rezist %2–3 NaOH/KOH ile sıyrılır.
- Lamine etme, delme ve desmear. Çok katmanlı yapıda delik duvarına bulaşan reçine, permanganat (KMnO₄ + NaOH) ve şişirici çözücü (örneğin BDG) ile giderilir.
- Delik metalizasyonu. İletken olmayan delik duvarına ilk bakır, elektroless kaplamayla atılır: CuSO₄ + formaldehit + NaOH + kompleks yapıcı (EDTA/tartrat), Pd/Sn aktivatörle.
- Desen kaplama (elektrokaplama). Kalın bakır, asit bakır banyosunda büyütülür: yüksek saflık H₂SO₄ + CuSO₄ + klorür + organik katkılar. Katkı dengesi delik doldurma kalitesini belirler; banyonun safsızlık bütçesi dardır.
- Dış katman etch, kalay sıyırma ve yüzey kaplama. Kalay direnç katmanı HNO₃ bazlı çözeltiyle sıyrılır; ardından lehim maskesi ve ENIG/HASL/OSP yüzey kaplaması gelir.
Montaj (EMS/SMT) tarafında akış pasta baskı → dizgi → reflow şeklindedir; ardından flux temizliği ve conformal kaplama öncesi hazırlık gelir — bu iki adımın kimyasalı ağırlıkla IPA’dır.
Adım Adım Kimyasallar
Tablo 1 — PCB ve montaj hattı kimyasalları
| Adım | Kimyasal | Rolü |
|---|---|---|
| Mikro aşındırma / aktivasyon | H₂SO₄ + H₂O₂ veya persülfatlar | Bakır yüzeyini pürüzlendirme, oksit alma |
| Ana bakır etch | CuCl₂/HCl (asidik) veya amonyaklı etchant | Devre deseninin oluşturulması; rejenerasyonla döngüsel kullanım |
| Developer | Na₂CO₃ (%1) | Kuru film rezist geliştirme |
| Rezist sıyırma | NaOH/KOH (%2–3) | Etch sonrası film kaldırma |
| Desmear | KMnO₄ + NaOH + şişirici çözücü | Delik duvarındaki reçine bulaşmasının giderilmesi |
| Elektroless Cu | CuSO₄, HCHO, NaOH, EDTA, Pd/Sn aktivatör | Delik duvarına ilk iletken bakır |
| Elektrokaplama | H₂SO₄ (yüksek saflık) + CuSO₄ + katkılar | Kalın bakır büyütme |
| Kalay sıyırma | HNO₃ bazlı | Metal direnç katmanının kaldırılması |
| Flux temizliği | IPA (%99,9; düşük su, düşük kalıntı) | Rosin ve su bazlı flux kalıntılarının çözülmesi |
| Conformal kaplama hazırlığı | IPA, özel yüzey hazırlayıcılar | İyonik/organik kalıntısız yüzey; kaplama adhezyonu |
Elektronik grade tedarik teklifi
Ürünü, hedef saflık sınıfını, miktarı ve ambalajı yazın; fiyat ve net teslim tarihiyle dönelim.
Hangi Adımda Hangi Kalite Gerekir?
PCB kimyasallarının çoğu için teknik/ppm düzeyi yeterlidir; elektronik grade şartı iki noktada devreye girer.
Kaplama banyoları. Elektrokaplama H₂SO₄’ü ve CuSO₄ için “electronic/plating grade” istenir; organik ve metalik safsızlık kaplamada boşluk ve kırılganlık üretir. HDI kartlar ve IC substrat üretiminde (mSAP süreçleri) gereksinim yarı iletkene yaklaşır — bu üst segmentin ıslak kimyası ileri paketleme ve OSAT sayfasında ayrı işlenmiştir.
Temizlik IPA’sı. Montajda kullanılan IPA’nın su içeriği ve buharlaşma kalıntısı (NVR) düşük olmalıdır. Kalıntılı IPA, temizlediği yüzeyde iletken film bırakır; nemli ortamda bu film elektrokimyasal migrasyona ve dendrit büyümesine zemin hazırlar — arıza sahada, aylar sonra ortaya çıkar. Yüksek güvenilirlik montajında (havacılık, savunma, otomotiv) IPA kalitesi bu yüzden denetim konusudur. Sektörün itici metriği iyonik temizliktir: kart yüzeyindeki iyonik kirlilik µg NaCl eşdeğeri/cm² olarak IPC standartlarıyla ölçülür ve kimyasal saflığı bu metriğe doğrudan yansır.
Temizliğin ölçüsü: iyonik kirlilik testi. Montaj hattında temizliğin yeterli olup olmadığı tahminle değil ölçümle belirlenir: kart, ROSE testi (Resistivity of Solvent Extract) ile IPA/DI karışımında ekstraksiyona alınır ve yüzeydeki iyonik kirlilik µg NaCl eşdeğeri/cm² olarak raporlanır. Bu döngünün ironisi kaçırılmamalıdır — test çözeltisinin kendisi de IPA’dır: kalıntılı bir IPA ile hem temizlik hem ölçüm yapılırsa, kirlilik hem üretilir hem gizlenir. Conformal kaplama öncesi hazırlıkta bu ölçüm rutin kontrol noktasıdır.
Tüketim Profili
PCB fabrikasında hacim liderleri bakır etchant (rejenere edilerek döner), H₂SO₄ (kaplama + mikro aşındırma), NaOH/Na₂CO₃ (developer ve sıyırma hatları) ve HNO₃’tür (kalay sıyırma). Montaj tarafında tartışmasız lider IPA’dır: stencil temizliği, el temizliği, yıkama makineleri ve kaplama öncesi hazırlıkta kullanılır; orta ölçekli bir EMS hattı bile yılda ton mertebesinde IPA tüketir. Conformal kaplama çözücüleri ve özel defluxer’lar düşük hacimli, yüksek değerli kalemlerdir.
Türkiye’de PCB ve Elektronik Montaj
Türkiye’de bare-board PCB üreticisi azdır ama vardır — savunma odaklı hatlar dahil. Asıl genişlik montaj tarafındadır: Vestel gibi büyük üreticiler, savunma sanayii alt yüklenicileri ve onlarca bağımsız EMS firması aktif dizgi hattı işletir. Bu tablo, tedarik açısından net bir sonuç üretir: Türkiye’de elektronik grade IPA için en geniş tabanlı ve en kolay ulaşılabilir talep segmenti PCB/EMS ekosistemidir. Savunma elektroniği montajının iyonik temizlik disiplinine dair ayrıntı savunma ve havacılık elektroniği sayfasındadır.
Satın alma tarafında pratik model çok kalemli tek tekliftir: mikro aşındırma kimyasalları, kaplama asidi, sıyırıcılar ve temizlik IPA’sını ayrı tedarikçilerden toplamak yerine tek teklifte birleştirmek, hem süreç hem belge yükünü azaltır. Ambalaj ölçeği hat büyüklüğüne göre değişir — EMS hattının aylık IPA ihtiyacı bidon ölçeğindeyken, bare-board hattının asit kalemleri varil ölçeğine çıkar; her iki ölçek de teklif kapsamındadır.
Güvenlik Notları
Persülfat çözeltileri güçlü oksitleyicidir; organik maddeyle ve indirgeyicilerle teması engellenir, çözeltiler serin ortamda tutulur. H₂SO₄ + H₂O₂ karışımı hazırlanırken ekzoterm oluşur; peroksit daima asidin üzerine yavaş eklenir. HNO₃ bazlı sıyırıcılar NOx buharı çıkarır — çekişli havalandırma şarttır. IPA yanıcıdır; yıkama makineleri ve el temizliği alanlarında ateşleme kaynağı bulundurulmaz. Bu notlar tesis SOP’unuzun yerine geçmez.
Sıkça Sorulan Sorular
PCB üretiminde hangi kimyasallar kullanılır?
Ana kalemler bakır etchant (CuCl₂/HCl veya alkalin), mikro aşındırma için persülfat ya da H₂SO₄+H₂O₂, developer olarak Na₂CO₃, kaplama banyosu için yüksek saflık H₂SO₄ ve kalay sıyırma için HNO₃’tür. Adım bazlı tam liste yukarıdaki Tablo 1’dedir.
PCB kimyasalları için elektronik grade şart mı?
Çoğu adımda değil — teknik/ppm düzeyi yeterlidir. İstisna kaplama banyolarıdır (plating grade H₂SO₄/CuSO₄) ve montaj temizliğinde kullanılan IPA’dır; bu iki kalemde safsızlık doğrudan ürün güvenilirliğine yansır.
Flux temizliğinde hangi IPA kullanılmalı?
Düşük su içerikli, düşük buharlaşma kalıntılı (NVR) %99,9 IPA. Kalıntılı IPA yüzeyde iletken film bırakır ve elektrokimyasal migrasyonla saha arızası üretir; yüksek güvenilirlik montajında IPA kalitesi denetlenen bir parametredir.
Mikro aşındırmada persülfat mı, H₂SO₄+H₂O₂ mi tercih edilmeli?
İkisi de yaygındır. Persülfat banyoları yönetimi kolay, öngörülebilir bir aşındırma hızı sunar; H₂SO₄+H₂O₂ daha ekonomiktir ama banyo ömrü ve ekzoterm yönetimi ister. Seçim hat konfigürasyonuna ve atık yönetimine bağlıdır; iki kimya da metal aşındırma sayfasında karşılaştırılmıştır.
Türkiye’de PCB üretimi var mı?
Bare-board üretimi sınırlı sayıda firmada (savunma odaklı hatlar dahil) yapılır; elektronik montaj (EMS) sektörü ise geniştir. Kimyasal talebinin ağırlığı da montaj tarafındadır — özellikle temizlik IPA’sı.
SoleChem Kimya, PCB ve elektronik montaj hatlarına mikro aşındırma kimyasallarından yüksek saflık kaplama asitlerine ve temizlik IPA’sına kadar proses kimyasallarını üretici COA + SDS eşliğinde tedarik eder. Hattınızın kalemleri için teklif talep edin.
Kaynaklar
- US Patent 10,443,138 — https://image-ppubs.uspto.gov/dirsearch-public/print/downloadPdf/10443138