Впроцесс производства печатной платыТехнология медных отверстий является ключевым звеном в обеспечении электрических соединений между различными слоями печатной платы. Ниже мы углубимся в соответствующие знания о медных отверстиях на печатных платах, включая их определение и функцию, процесс, а также общие проблемы и решения.
Определение и функция медных провалов
Отверстия с медным покрытием, также известные как металлизированные отверстия, относятся к отверстиям в много-слойных печатных платах, где тонкий слой меди наносится на стенки отверстий между верхним и нижним слоями посредством определенного процесса, тем самым соединяя разные слои печатной платы друг с другом. Его цель — установить надежные электрические соединения между различными проводящими слоями печатной платы, обеспечивая точную и быструю передачу электронных сигналов между различными компонентами. В сложных электронных устройствах большое количество электронных компонентов должно быть соединено и работать вместе через печатные платы. Наличие медных отверстий обеспечивает высокую-плотность проводки на печатных платах, что значительно улучшает интеграцию и производительность электронных устройств.
Процесс проходки медных отверстий
Процесс изготовления медненых отверстий относительно сложен и включает в себя несколько этапов, каждый из которых оказывает существенное влияние на конечное качество меднения. Ниже приводится общий процесс продавливания медных отверстий:
Щелочное обезжиривание: это первый этап процесса проплавки медных отверстий, который удаляет масляные пятна, отпечатки пальцев, оксиды и пыль внутри отверстий на поверхности пластины. В то же время полярность подложки стенки пор регулируется для изменения заряда стенки пор с отрицательного на положительный, что облегчает адсорбцию коллоидного палладия в последующих процессах. Обычно используется щелочная система удаления масла с рабочей температурой обычно в диапазоне 60-80 градусов. Концентрацию бакового раствора поддерживают на уровне 4-6%, а время удаления масла контролируют на уровне около 6 минут. Эффективность удаления масла напрямую влияет на эффект подсветки отложений меди. Если удаление масла не будет тщательным, это может привести к плохой адгезии между слоем осаждения меди и подложкой, что приведет к отслаиванию и вспениванию.
Основное микротравление (придание шероховатости): Целью микротравления является удаление оксидов с поверхности платы и придание ей шероховатости для обеспечения хорошей адгезии между последующим слоем осаждения меди и основной медью подложки. Вновь созданная медная поверхность обладает высокой активностью и может лучше адсорбировать коллоидный палладий. Обычно используемые на рынке агенты для придания шероховатости в настоящее время включают сернокислотную систему перекиси водорода и персульфатную систему. Сернокислотная система перекиси водорода имеет высокую растворимость меди (до 50 г/л), хорошую промываемость водой, легкую очистку сточных вод, низкую стоимость и возможность вторичной переработки. Однако у него есть такие недостатки, как неравномерная шероховатость поверхности, плохая устойчивость резервуара, легкое разложение перекиси водорода и сильное загрязнение воздуха. Персульфатная система (включающая персульфат натрия и персульфат аммония) обладает хорошей стабильностью в баковом растворе, равномерным огрубением поверхности пластины, но небольшим количеством растворенной меди (25 г/л), легкой кристаллизацией и осаждением сульфата меди, несколько плохой промывкой водой и высокой стоимостью. Кроме того, существует новый микротравильный агент моноперсульфат калия от DuPont, который обладает хорошей стабильностью в резервуаре, равномерным приданием шероховатости поверхности, стабильной скоростью придания шероховатости и не зависит от содержания меди. Он прост в эксплуатации и подходит для тонких линий, небольших интервалов, высокочастотных пластин и т. д. Время микротравления обычно составляет около 1–2 минут. Если время слишком короткое, эффект придания шероховатости может быть плохим, что может привести к недостаточной адгезии медного слоя после гальваники медью; Чрезмерное огрубление может привести к коррозии медной подложки в отверстии отверстия, что приведет к обнажению подложки в отверстии отверстия и образованию отходов.
Предварительное замачивание/активация. Основная цель предварительного замачивания — защитить палладиевый резервуар от загрязнения раствором резервуара для предварительной-обработки и продлить срок службы палладиевого резервуара. Основные компоненты раствора для предварительного погружения, за исключением хлорида палладия, соответствуют компонентам резервуара с палладием. Он может эффективно смачивать стенки пор, облегчая своевременное проникновение последующего активирующего раствора в поры для активации. Удельный вес раствора для предварительного замачивания обычно поддерживается на уровне около 18 градусов по Фаренгейту. Цель активации состоит в том, чтобы дать возможность положительно заряженным стенкам пор после регулировки полярности удаления щелочного масла эффективно адсорбировать достаточное количество отрицательно заряженных коллоидных частиц палладия, обеспечивая однородность, непрерывность и плотность последующего осаждения меди. Хлорид палладия в активационном растворе существует в коллоидной форме. Чтобы предотвратить желатинизацию коллоидного палладия, необходимо обеспечить достаточное количество ионов олова и ионов хлорида, поддерживать достаточный удельный вес (обычно выше 18 градусов по Боме) и иметь достаточную кислотность (соответствующее количество соляной кислоты), чтобы предотвратить осаждение олова. Температура не должна быть слишком высокой, обычно комнатной или ниже 35 градусов. Время активации обычно составляет около 7 минут, а интенсивность активации регулируется на уровне около 30%.
Дежелатинизация: Функция дежелатинизации заключается в эффективном удалении ионов олова, окружающих коллоидные частицы палладия, обнажая ядра палладия в коллоидных частицах, тем самым обеспечивая прямой и эффективный катализ реакции химического осаждения меди. Поскольку олово является амфотерным элементом, его соли растворимы как в кислотах, так и в основаниях, что делает как кислоты, так и основания эффективными в качестве гелеобразующих агентов. Однако щелочь более чувствительна к качеству воды и может легко образовывать осадок или взвешенные твердые вещества, которые могут легко привести к разрушению медных отверстий; Соляная кислота и серная кислота являются сильными кислотами, которые не только вредны для производства многослойных плит (поскольку сильные кислоты могут разрушать внутренний слой черного оксида), но также склонны к чрезмерному гелеобразованию, вызывающему диссоциацию коллоидных частиц палладия от поверхности стенок пор. Фторборная кислота обычно используется в качестве основного разрыхляющего агента. Благодаря своей слабой кислотности она, как правило, не вызывает чрезмерного отслоения, а эксперименты показали, что при использовании фторборной кислоты в качестве разрыхлителя значительно улучшаются прочность склеивания, эффект подсветки и плотность осажденного слоя меди. Концентрацию клеевого раствора обычно контролируют на уровне около 10%, а время устанавливают на уровне около 5 минут. Зимой следует уделять внимание контролю температуры.
Осаждение меди: это основной этап процесса осаждения меди, который вызывает самокалитическую реакцию химического осаждения меди посредством активации ядер палладия. Используя способность к восстановлению формальдегида в щелочных условиях для восстановления комплексных растворимых солей меди, вновь образующаяся химическая медь и побочный продукт реакции водород могут служить катализаторами реакции для непрерывного проведения реакции осаждения меди, тем самым осаждая слой химической меди на поверхности пластины или стенке пор. Раствор в резервуаре должен поддерживать нормальное перемешивание воздуха для окисления ионов меди и медного порошка в растворе в резервуаре, превращая их в растворимую двухвалентную медь. В процессе осаждения меди необходимо сбалансировать добавление раствора А и раствора Б. Раствор А в основном дополняет медь и формальдегид, а раствор Б в основном дополняет гидроксид натрия. Медная раковина обычно обслуживается путем перелива или периодического вычерпывания некоторого количества отработанной жидкости и своевременного пополнения новой жидкости. Количество добавки обычно составляет около 1 литра жидкости AB на 6-10 квадратных метров. В то же время медная раковина должна поддерживать постоянное перемешивание воздуха, поэтому рекомендуется установить систему фильтрации с использованием фильтрующего элемента из полипропилена толщиной 10 мкм и своевременно заменять фильтрующий элемент каждую неделю. Кроме того, необходимо регулярно очищать медный отстойник от медных отложений, чтобы обеспечить стабильность резервуарного раствора.
Распространенные проблемы и решения для медных провалов
В процессе производства отверстий с медным покрытием могут возникнуть некоторые проблемы с качеством, которые влияют на производительность и надежность печатных плат. Вот некоторые распространенные проблемы и решения:
Плохая адгезия слоя осаждения меди: возможные причины включают неполное удаление масла, недостаточную или чрезмерную микрокоррозию, плохой эффект активации, неправильное отслоение и т. д. Решение заключается в усилении контроля процесса удаления масла для обеспечения чистоты поверхности пластины и стенки отверстия; Разумно отрегулируйте время и параметры микротравления, чтобы обеспечить эффект огрубления; Строго контролировать условия активации, чтобы обеспечить достаточную адсорбцию коллоидного палладия; Оптимизируйте процесс отсоединения, чтобы избежать чрезмерного или недостаточного отсоединения.
Пустоты в стенках отверстий или точечные отверстия: могут быть вызваны низкой скоростью осаждения меди, неравномерным составом раствора в резервуаре, недостаточным перемешиванием воздуха и другими причинами. Скорость осаждения меди можно улучшить, регулируя параметры процесса осаждения меди; Усилить перемешивание и фильтрацию бакового раствора, чтобы обеспечить однородный состав бакового раствора; Регулярно обслуживайте и очищайте оборудование для промывки меди, чтобы обеспечить правильное перемешивание воздуха.
Подложка с отверстиями: обычно возникает из-за чрезмерной микрокоррозии. Время микротравления и концентрацию ванны следует строго контролировать, чтобы избежать чрезмерной коррозии медной подложки в области отверстия.
Грубый слой осаждения меди: это может быть вызвано слишком высокой скоростью осаждения меди, чрезмерным количеством примесей в растворе резервуара и другими причинами. Скорость осаждения меди можно соответствующим образом снизить, а фильтрацию и очистку резервуарного раствора можно усилить для удаления примесей.