Deposició de coure, també conegut com a revestiment de coure químic, abreujat com a PTH. El seu objectiu principal és dipositar una capa de coure prima i uniforme a les superfícies no-conductores de plaques de circuits impresos, com ara parets de forats aïllades i determinades àrees específiques de làmines de coure, mitjançant reaccions químiques, dotant de conductivitat a les parts originalment no-conductores, establint les bases per al posterior procés de galvanoplastia i, finalment, la interconnexió de plaques de coure. plaques de circuit imprès.
Prenent com a exemple una placa de circuit imprès multi-capes, les connexions elèctriques entre capes s'han de fer mitjançant vias. Després de la perforació, la paret del forat està aïllada i, sense tractament d'immersió de coure, el corrent no pot passar pel forat per aconseguir la conducció entre capes. La capa de coure és com construir un "pont", permetent que el corrent flueixi sense problemes entre les capes, assegurant la integritat i la funcionalitat de tot el sistema elèctric de la placa de circuits. Si hi ha problemes amb el procés de deposició de coure, com ara una deposició desigual de la capa de coure, un gruix insuficient o defectes com ara buits, pot provocar una transmissió de senyal inestable, curtcircuits o circuits oberts, afectant seriosament el rendiment i la vida útil de la placa de circuit imprès.
Flux del procés de deposició de coure
preprocessament
Desbarbat: després de la perforació, els forats de la placa de circuit imprès poden produir rebaves i els residus de perforació poden quedar dins dels forats. Traieu aquestes rebaves i encenalls de perforació mitjançant el raspallat i la mòlta mecànica per garantir un processament posterior suau, evitar danys a la paret i la superfície del forat i afectar l'efecte de deposició de coure.
Inflor: per a taulers multi-capes, la resina epoxi de la capa interna es pot danyar durant el procés de perforació. Utilitzeu agents d'inflació específics, com ara compostos orgànics a base d'èter, per suavitzar i inflar la resina epoxi, preparant-se per als passos de perforació posteriors per assegurar l'eliminació eficaç de les restes de perforació i millorar l'adhesió entre la paret del porus i la capa de coure.
Traieu la cola i les restes de perforació: utilitzant la forta propietat oxidant del permanganat de potassi, en condicions d'alta temperatura i fortes alcalines, experimenta una reacció oxidativa de craqueig amb restes de perforació de resina epoxi inflades i suavitzades per eliminar-la. Per exemple, a una temperatura determinada i un entorn alcalí, el permanganat de potassi reacciona amb les cadenes de carboni de la resina epoxi, fent-les trencar i descompondre, aconseguint així l'objectiu de netejar la paret dels porus.
Neutralització: elimineu les substàncies residuals com ara permanganat de potassi, permanganat de potassi i diòxid de manganès del procés d'utilitzar permanganat de potassi per eliminar les restes de perforació. Com que els ions de manganès pertanyen als ions de metalls pesants, poden causar "intoxicació per pal·ladi" en els passos d'activació posteriors, fent que els ions o els àtoms de pal·ladi perdin la seva activitat d'activació, afectant així l'efecte de la metal·lització dels porus. Per tant, s'han d'eliminar a fons.
Eliminació d'oli/neteja de forats: Ús d'agents d'eliminació d'oli especialitzats per eliminar les taques d'oli i altres impureses de la superfície del tauler. Al mateix temps, mitjançant l'acció de l'agent de formació de porus, les propietats de càrrega de la paret del porus s'ajusten per fer que la seva superfície es carrega positivament, afavorint la posterior adsorció uniforme del catalitzador.
Micro-gravat: utilitzant una solució de micro-gravat per eliminar òxids i altres impureses de la superfície de coure, i micro rugositat de la superfície de coure. Això no només millora la capacitat d'unió entre la superfície de coure i el coure electrolític posterior, sinó que també proporciona un entorn superficial més adequat per a l'adsorció de catalitzadors.
Immersió àcida: Netegeu la pols de coure connectada a la superfície de coure després del micro-gravat per garantir la puresa de la superfície de coure i crear condicions favorables per als passos d'activació posteriors.
catàlisi
Preimmersió: evita que la neteja incompleta del procés anterior i les impureses entrin al car dipòsit de pal·ladi, mentre mulla les parets dels porus de la resina epoxi per afavorir l'adsorció del catalitzador a la superfície de la placa. El dipòsit de preremullat i el dipòsit d'activació posterior tenen bàsicament la mateixa composició excepte per l'absència de pal·ladi.
Activació: aquest pas normalment utilitza catalitzadors com Pd/Sn o Pd/Cu per permetre que les micel·les de pal·ladi carregades negativament a la superfície s'adhereixin a les parets dels porus a causa de l'acció del polímer mesoporós. Mitjançant el tractament d'activació, es proporcionen llocs actius catalítics per a la posterior deposició química de coure, permetent que els ions de coure experimentin reaccions de reducció en aquests llocs actius.
Acceleració: traieu la part col·loïdal de la capa exterior de partícules de pal·ladi col·loïdals, exposant el nucli catalític de pal·ladi, assegurant una bona adhesió entre la capa de revestiment de coure electroless i la paret del porus. Per exemple, les micel·les de pal·ladi s'adhereixen al tauler i, després de rentar i airejar amb aigua, es forma una closca Sn (OH) 4 fora de les partícules de Pd, que s'elimina mitjançant un accelerador de tipus HBF4 per exposar el nucli de pal·ladi.
Deposició química de coure: col·loqueu la placa de circuit imprès tractada catalíticament en un dipòsit de deposició química de coure que conté sals de coure (com el sulfat de coure) i agents reductors (com el formaldehid). Sota l'acció catalítica del nucli de pal·ladi, els ions de coure es redueixen pel formaldehid i es dipositen a les parets dels porus de la placa de circuit imprès i les superfícies de làmines no de coure que requereixen conductivitat, formant gradualment una fina capa de coure. A mesura que avança la reacció, el coure químic de nova generació i l'hidrogen del subproducte de la reacció poden servir com a catalitzadors de reacció, afavorint encara més el progrés continu de la reacció i augmentant el gruix de la capa de coure. Els tipus de deposició química de coure es poden dividir en coure prim (0,25-0,5 μm), coure mitjà (1-1,5 μm) i coure gruixut (2-2,5 μm) segons la demanda.
processament{0}de publicacions
Rentat amb aigua: un cop finalitzada la deposició de coure, els productes químics residuals de la superfície de la placa de circuit imprès s'eliminen a fons mitjançant un rentat d'aigua en diverses-etapes per evitar els efectes adversos de les substàncies residuals en els processos posteriors.
Assecat: s'utilitzen mètodes com l'assecat amb aire calent per eliminar la humitat de la superfície de la placa de circuit imprès, mantenint-la en estat sec per al seu emmagatzematge i processament posterior.
inspecció de qualitat
Prova de nivell de retroil·luminació: feu talls de paret del forat i observeu la cobertura del coure dipositat a la paret del forat mitjançant un microscopi metalogràfic. El nivell de llum de fons es divideix generalment en 10 nivells, i com més alt sigui el nivell, millor serà la cobertura del coure dipositat a la paret del forat. Normalment, els estàndards de la indústria requereixen una qualificació superior o igual a 8,5. Mitjançant les proves de nivell de retroil·luminació, la uniformitat i la integritat de la capa de coure dipositada a la paret del forat es poden entendre de manera intuïtiva i es pot jutjar la qualitat del coure dipositat per complir els requisits.
Detecció de gruix de la capa de coure: utilitzeu equips professionals com ara indicadors de gruix de raigs X-per mesurar el gruix de la capa de coure dipositada, assegurant-vos que compleixi l'interval de gruix requerit pel disseny. Els diferents escenaris d'aplicació i requisits del producte tenen estàndards diferents pel que fa al gruix de la capa de deposició de coure.
Prova d'adhesió: utilitzeu mètodes com ara proves de cinta per provar l'adhesió entre la capa de coure i el substrat de la placa de circuit imprès. Per exemple, utilitzeu una cinta adhesiva específica per enganxar-se a la superfície de la capa de coure, després desenganxar-la ràpidament i observar si la capa de coure s'ha desenganxat per avaluar si l'adhesió compleix l'estàndard. La bona adherència és un indicador important per garantir l'estabilitat i la fiabilitat de la capa de coure dipositada.
Inspecció de la paret del forat: utilitzant un microscopi o altres eines, inspeccioneu acuradament la capa de coure de la paret del forat per a la continuïtat, defectes com ara buits i esquerdes, per assegurar-vos que la qualitat de la capa de coure a la paret del forat compleixi els requisits de fiabilitat del circuit.
Punts clau del control del procés de deposició de coure
Control de temperatura: la velocitat de reacció durant la deposició química de coure és molt sensible a la temperatura. Una temperatura excessiva i una velocitat de reacció ràpida poden provocar una deposició desigual de la capa de coure, donant lloc a defectes com ara rugositat i buits; La temperatura és massa baixa, la velocitat de reacció és lenta, l'eficiència de deposició de coure és baixa i el gruix de la capa de coure és difícil de complir els requisits. Per exemple, la temperatura d'un dipòsit de coure químic generalment s'ha de controlar amb precisió entre 25 i 35 graus, depenent de la fórmula de la solució química utilitzada i dels requisits del procés.
Control del pH: el valor del pH d'una solució pot afectar la forma dels ions de coure i l'activitat dels agents reductors. Uns valors de pH inadequats poden impedir que la reacció continuï correctament o conduir a una disminució de la qualitat de la capa de coure. En el procés de deposició de coure, normalment és necessari controlar el valor del pH dins del rang alcalí d'11-13 i mantenir un valor de pH estable afegint ajustadors de pH.
Control de la concentració de la solució: la concentració de sals de coure, agents reductors, agents quelants i altres components de la solució s'ha de controlar estrictament dins del rang especificat. Una concentració excessiva o insuficient pot afectar la velocitat i la qualitat de la deposició de coure. Per exemple, una concentració baixa de sal de coure pot provocar una velocitat de deposició de coure lenta i un gruix insuficient de la capa de coure; Una concentració excessiva d'agent reductor pot provocar una reacció excessiva i afectar la uniformitat de la capa de coure. Cal provar i ajustar regularment la concentració del medicament per assegurar-se que es troba en el millor estat del procés.
Control del temps de reacció: el temps de deposició de coure determina el gruix final de la capa de coure. El temps és massa curt i el gruix de la capa de coure no compleix els requisits de disseny; L'excés de temps no només malgasta recursos, sinó que també pot provocar capes gruixudes de coure, donant lloc a una cristal·lització gruixuda i una disminució de l'adhesió. Segons els diferents tipus de deposició de coure i els requisits del procés, el temps de deposició de coure s'ha de controlar amb precisió. Per exemple, el temps de deposició de coure per al coure prim és generalment de 10-15 minuts, mentre que per al coure mitjà i gruixut, s'hauria d'allargar corresponentment.