La placa de circuit té la gran responsabilitat de la transmissió del senyal i la connexió elèctrica. El procés de deposició de coure a les plaques de circuit és com un enllaç clau per dotar la placa de circuits de "vitalitat", que té un profund impacte en el rendiment de la placa de circuits i fins i tot de tot el dispositiu electrònic.
1, Anàlisi conceptual de la deposició de coure a les plaques de circuit
La deposició de coure a les plaques de circuit, també coneguda com a revestiment de coure químic o deposició de coure, és un procés que utilitza la seva pròpia reacció d'oxidació catalítica-reducció per construir una capa de coure a la superfície de la placa de circuit. El principi és utilitzar agents químics específics per afavorir la reacció de reducció dels ions de coure en àrees específiques de la placa de circuit, dipositant i formant així una capa de coure.
Al començament de la fabricació de plaques de circuit, la majoria de materials de substrat, com ara plaques de fibra de vidre, no tenien conductivitat. Per aconseguir diverses funcions dels dispositius electrònics, els circuits de la placa de circuits han de poder conduir el corrent sense problemes. Ha sorgit el procés de deposició de coure per a plaques de circuit, que pot "créixer" capes conductores de coure a la superfície de substrats aïllats, posant les bases per a la construcció posterior de xarxes de circuits complexes.
2, procés detallat de la tecnologia de deposició de coure
Preprocessament en fase inicial
Neteja i descontaminació: durant el processament de substrats de plaques de circuit, la superfície pot estar contaminada amb oli, pols i altres impureses. Aquests contaminants afectaran seriosament l'adhesió entre la capa de coure i el substrat en el procés de deposició de coure posterior. Per tant, primer cal netejar a fons el substrat amb agents de neteja i equips professionals per assegurar-se que no hi hagi impureses residuals a la superfície.
Tractament d'engrossament: per millorar l'adhesió entre la capa de coure i el substrat, cal aspre la superfície del substrat netejat. Aquest procés normalment utilitza mètodes com ara el gravat químic o el poliment mecànic per formar petites estructures convexes còncaves a la superfície del substrat. Aquestes estructures convexes còncaves poden augmentar l'àrea de contacte entre el substrat i la capa de coure, de la mateixa manera que la rugositat de la paret pot fer que el recobriment s'adhereixi millor, permetent que la capa de coure dipositada posteriorment s'uneixi més fermament amb el substrat.
Pas d'activació: l'activació és un pas crucial en el procés de deposició de coure. El substrat que ha sofert un tractament de rugositat s'ha de submergir en una solució d'activació que contingui ions metàl·lics específics (com ara ions de pal·ladi). Els ions de pal·ladi s'adsorbiran a la superfície del substrat i formaran una pel·lícula fina amb activitat catalítica. Aquesta pel·lícula fina actua com a "catalitzador" de reaccions químiques, afavorint que les reaccions posteriors de reducció d'ions de coure es produeixin preferentment a la seva superfície, proporcionant així un punt de partida per a la deposició de la capa de coure.
Procés de revestiment de coure químic
Configuració de la solució de xapat: la solució química de xapat de coure és l'agent bàsic per aconseguir el procés de deposició de coure. Els seus components principals inclouen sals de coure (com el sulfat de coure), agents reductors (com formaldehid, hipofosfit de sodi, etc.), agents quelants (utilitzats per estabilitzar ions de coure a la solució de revestiment) i diversos additius (com abrillantadors, anivellants, etc., utilitzats per millorar la qualitat i el rendiment de la capa de coure). Aquests components s'han de configurar en proporcions precises, i els diferents requisits de la placa de circuits i les condicions del procés poden provocar variacions en les formulacions de la solució de revestiment.
Progrés de la reacció: el substrat pretractat es submergeix en una solució química de coure preparada prèviament. En determinades condicions de temperatura i pH, els ions de coure de la solució de revestiment experimenten reaccions redox amb agents reductors sota l'acció catalítica dels llocs activats a la superfície del substrat. Els ions de coure obtenen electrons i es redueixen a àtoms metàl·lics de coure, dipositant gradualment una capa de coure a la superfície del substrat. A mesura que la reacció continua, la capa de coure s'espesseix contínuament fins a assolir l'estàndard de gruix requerit.
Procediments posteriors al processament
Passos de neteja: després del revestiment de coure, hi haurà una solució de revestiment residual i -productes generats per la reacció a la superfície de la placa de circuits. Si aquests residus no es netegen de manera oportuna, poden tenir un impacte negatiu en el rendiment de la placa de circuit, com ara provocar corrosió i reduir el rendiment de l'aïllament. Per tant, cal esbandir repetidament la placa de circuits amb una gran quantitat d'aigua per assegurar-se que no hi ha cap solució de revestiment residual a la superfície.
Inspecció de qualitat: aquesta és una part important del procés de deposició de coure, que avalua la qualitat de la capa de coure mitjançant diversos mètodes de prova. Per exemple, utilitzant un microscopi per observar la morfologia superficial de la capa de coure i comprovar si hi ha defectes com forats i esquerdes; Ús de sondes electròniques i altres equips per analitzar la composició i la puresa de les capes de coure; Utilitzeu proves de resistència per verificar si la conductivitat de la capa de coure compleix els requisits. Només les plaques de circuit que hagin superat estrictes inspeccions de qualitat poden entrar a les etapes de processament posteriors.
Tractament de passivació: per millorar la resistència a la corrosió de la capa de coure i allargar la vida útil de la placa de circuit, el tractament de passivació es realitza normalment a la placa de circuit xapada de coure. El tractament de passivació és la formació d'una pel·lícula de passivació extremadament fina a la superfície d'una placa de circuit, que pot prevenir l'oxigen extern, la humitat i altres reaccions químiques amb la capa de coure, protegint així la capa de coure. Els mètodes de passivació comuns inclouen la passivació química i la passivació electroquímica.
3, el paper important del procés de deposició de coure
Construcció de vies conductores: la funció principal de la deposició de coure a les plaques de circuit és construir vies conductores sobre substrats aïllants. En els dispositius electrònics moderns, s'han d'interconnectar diversos components electrònics mitjançant circuits per aconseguir la transmissió del senyal i la coordinació funcional. La capa de coure formada pel procés de deposició de coure és com una "autopista" que permet que el corrent flueixi sense problemes a la placa de circuit, connectant estretament diversos components electrònics per garantir el funcionament normal de tot el dispositiu electrònic.
Millora del rendiment de la transmissió del senyal: el coure té una bona conductivitat i una baixa resistència, cosa que dóna a la capa de coure formada pel procés de deposició de coure un avantatge significatiu en la transmissió del senyal. En circuits d'alta-freqüència, la velocitat de transmissió i la qualitat dels senyals són crucials. Les capes de coure poden reduir eficaçment les pèrdues i les distorsions durant la transmissió del senyal, assegurant que els senyals es puguin transmetre de manera ràpida i precisa a diversos components electrònics, millorant així la velocitat de funcionament i l'estabilitat del rendiment dels dispositius electrònics. Per exemple, a la placa de circuits dels equips de comunicació 5G, el procés de deposició de coure d'alta-qualitat té un paper clau per garantir una transmissió estable de senyals d'alta-velocitat.
Millora de la resistència mecànica de la placa de circuit: a més de la seva funció conductora, la capa de coure formada per la deposició de coure també pot millorar la resistència mecànica de la placa de circuit fins a cert punt. La capa de coure està fortament unida al substrat, cosa que pot millorar la duresa general i la resistència a la flexió de la placa de circuit, fent-la menys propensa a fractures o danys quan se sotmet a forces externes. Això és especialment important per als dispositius electrònics que s'han d'utilitzar en entorns complexos, com ara plaques de circuits en electrònica d'automòbils, equips aeroespacials, etc.
4, Factors que afecten la qualitat de la deposició de coure
Composició i estabilitat de la solució de revestiment: com s'ha esmentat anteriorment, la composició de la solució de revestiment de coure electroless és complexa i els requisits de proporció són estrictes. La concentració excessiva o insuficient d'ions de coure a la solució de revestiment pot afectar la taxa de deposició i la qualitat de la capa de coure. Una concentració excessiva pot provocar un creixement ràpid de la capa de coure, donant lloc a defectes com ara rugositat i porositat; Si la concentració és massa baixa, la velocitat de revestiment serà massa lenta i l'eficiència de producció serà baixa. A més, el contingut i l'estabilitat dels agents reductors, agents complexants i additius a la solució de revestiment també poden tenir un impacte significatiu en la qualitat de la capa de coure. Qualsevol fluctuació o deteriorament de qualsevol component pot provocar canvis en el rendiment de la solució de revestiment, afectant així l'efecte de deposició de coure.
Control dels paràmetres del procés: es requereix un control precís dels paràmetres del procés, com ara la temperatura, el valor del pH i el temps de reacció durant el procés de deposició de coure. Una temperatura excessiva pot accelerar la velocitat de reacció de la solució de revestiment, però pot provocar una cristal·lització gruixuda de la capa de coure i una disminució de la qualitat de la superfície; Si la temperatura és massa baixa, la velocitat de reacció pot disminuir i fins i tot impedir que la reacció continuï amb normalitat. El valor del pH té un impacte significatiu en l'estabilitat i la reactivitat de la solució de xapat, i les diferents formulacions de solució de xapat tenen els seus rangs de valors de pH adequats. El temps de reacció és massa curt i el gruix de la capa de coure és insuficient per complir els requisits de conductivitat i rendiment del circuit; Si el temps de reacció és massa llarg, pot provocar que la capa de coure sigui massa gruixuda, augmenti els costos i també pot provocar altres problemes de qualitat, com ara una disminució de l'adhesió entre la capa de coure i el substrat.
Material del substrat i efecte del-pretractament: els diferents materials dels substrats de la placa de circuits tenen diferents característiques de superfície i compatibilitat amb les capes de coure. Per exemple, el rendiment de substrats com el tauler de fibra de vidre i el tauler de poliimida durant la deposició de coure varia. Mentrestant, la qualitat del-pretractament del substrat afecta directament l'adhesió i la qualitat general de la capa de coure. Si la neteja no és exhaustiva, l'efecte de rugositat és deficient o l'activació és insuficient durant el procés de preprocessament, provocarà una unió feble entre la capa de coure i el substrat, donant lloc a defectes com ara delaminació i butllofes.