Depunere de cupru, cunoscut și sub denumirea de placare chimică cu cupru, abreviat ca PTH. Scopul său principal este de a depune un strat subțire și uniform de cupru pe suprafețele ne{-conductoare ale plăcilor de circuite imprimate, cum ar fi pereții orificiilor izolați și anumite zone specifice de folie de cupru, prin reacții chimice, dotând piesele inițial ne-conductoare cu conductivitate, punând bazele proceselor ulterioare de galvanizare și interconectare a straturilor electrice de cupru, în cele din urmă. plăci de circuite imprimate.
Luând ca exemplu o placă de circuit imprimat multi-strat, conexiunile electrice între straturi trebuie realizate prin vias. După găurire, peretele găurii este izolat, iar fără tratament cu imersie în cupru, curentul nu poate trece prin gaură pentru a obține conducția interstrat. Stratul de cupru este ca și cum ar construi o „punte”, permițând curentului să circule fără probleme între straturi, asigurând integritatea și funcționalitatea întregului sistem electric al plăcii de circuite. Dacă există probleme cu procesul de depunere a cuprului, cum ar fi depunerea neuniformă a stratului de cupru, grosimea insuficientă sau defecte, cum ar fi goluri, poate duce la transmisie instabilă a semnalului, scurtcircuite sau circuite deschise, afectând grav performanța și durata de viață a plăcii de circuit imprimat.
Fluxul procesului de depunere de cupru
preprocesare
Debavurare: După găurire, orificiile plăcii de circuit imprimat pot produce bavuri, iar resturile de foraj pot rămâne în interiorul găurilor. Îndepărtați aceste bavuri și așchii de găurit prin periere mecanică și șlefuire pentru a asigura o prelucrare ulterioară lină, pentru a evita deteriorarea peretelui și a suprafeței găurii și pentru a afecta efectul de depunere a cuprului.
Umflare: pentru plăcile cu mai multe-strat, rășina epoxidică din stratul interior poate fi deteriorată în timpul procesului de găurire. Utilizați agenți de umflare specifici, cum ar fi compuși organici pe bază de eter, pentru a înmuia și umfla rășina epoxidica, pregătindu-se pentru etapele ulterioare de forare pentru a asigura îndepărtarea eficientă a resturilor de foraj și pentru a îmbunătăți aderența dintre peretele porului și stratul de cupru.
Îndepărtați lipiciul și resturile de foraj: Utilizând proprietatea puternică de oxidare a permanganatului de potasiu, în condiții de temperatură ridicată și în condiții alcaline puternice, suferă o reacție de cracare oxidativă cu resturile de foraj umflate și înmuiate din rășină epoxidice pentru a-l îndepărta. De exemplu, la o anumită temperatură și mediu alcalin, permanganatul de potasiu reacționează cu lanțurile de carbon din rășina epoxidice, determinându-le să se rupă și să se descompună, atingând astfel obiectivul de curățare a peretelui porilor.
Neutralizare: Îndepărtați substanțele reziduale, cum ar fi permanganatul de potasiu, permanganatul de potasiu și dioxidul de mangan, din procesul de utilizare a permanganatului de potasiu pentru a îndepărta resturile de foraj. Deoarece ionii de mangan aparțin ionilor de metale grele, aceștia pot provoca „otrăvire cu paladiu” în etapele de activare ulterioare, determinând ca ionii sau atomii de paladiu să își piardă activitatea de activare, afectând astfel efectul metalizării porilor. Prin urmare, acestea trebuie îndepărtate complet.
Îndepărtarea uleiului/curățarea găurilor: Folosind agenți specializați de îndepărtare a uleiului pentru a îndepărta petele de ulei și alte impurități de pe suprafața plăcii. În același timp, prin acțiunea agentului de formare a porilor, proprietățile de încărcare ale peretelui porilor sunt ajustate pentru a face suprafața sa încărcată pozitiv, promovând adsorbția uniformă ulterioară a catalizatorului.
Microgravare: Folosirea unei soluții de microgravare pentru a îndepărta oxizii și alte impurități de pe suprafața de cupru și micro-asperarea suprafeței de cupru. Acest lucru nu numai că îmbunătățește capacitatea de legare între suprafața de cupru și cuprul electrolitic ulterior, dar oferă și un mediu de suprafață mai potrivit pentru adsorbția catalizatorilor.
Imersie acidă: curățați pulberea de cupru atașată la suprafața de cupru după microgravare pentru a asigura puritatea suprafeței de cupru și pentru a crea condiții favorabile pentru etapele ulterioare de activare.
cataliză
Preimersie: previne curățarea incompletă a procesului anterior și pătrunderea impurităților în rezervorul scump de paladiu, în timp ce umezește pereții porilor rășinii epoxidice pentru a promova adsorbția catalizatorului pe suprafața plăcii. Rezervorul de preînmuiere și rezervorul de activare ulterioară au practic aceeași compoziție cu excepția absenței paladiului.
Activare: Această etapă utilizează de obicei catalizatori precum Pd/Sn sau Pd/Cu pentru a permite micelilor de paladiu încărcate negativ de pe suprafață să adere la pereții porilor datorită acțiunii polimerului mezoporos. Prin tratamentul de activare, sunt furnizate situsuri active catalitice pentru depunerea chimică ulterioară a cuprului, permițând ionilor de cupru să sufere reacții de reducere la aceste locuri active.
Accelerație: Îndepărtați porțiunea coloidală a stratului exterior de particule de paladiu coloidal, expunând miezul catalitic de paladiu, asigurând o bună aderență între stratul de placare cu cupru fără electroși și peretele porului. De exemplu, miceliile de paladiu aderă la placă, iar după spălarea și aerarea cu apă, se formează o înveliș Sn (OH) 4 în afara particulelor de Pd, care este îndepărtată de un accelerator de tip HBF4 pentru a expune miezul de paladiu.
Depunere chimică de cupru: Puneți placa de circuit imprimat tratată catalitic într-un rezervor de depunere chimică de cupru care conține săruri de cupru (cum ar fi sulfatul de cupru) și agenți reducători (cum ar fi formaldehida). Sub acțiunea catalitică a miezului de paladiu, ionii de cupru sunt reduși de formaldehidă și depuși pe pereții porilor plăcilor de circuit imprimat și ai suprafețelor foliei necupru care necesită conductivitate, formând treptat un strat subțire de cupru. Pe măsură ce reacția progresează, cuprul chimic nou generat și hidrogenul subprodusului de reacție pot servi ca catalizatori de reacție, promovând în continuare progresul continuu al reacției și crescând grosimea stratului de cupru. Tipurile de depunere chimică de cupru pot fi împărțite în cupru subțire (0,25-0,5 μm), cupru mediu (1-1,5 μm) și cupru gros (2-2,5 μm) în funcție de cerere.
post{0}procesare
Spălarea cu apă: după ce depunerea cuprului este finalizată, substanțele chimice reziduale de pe suprafața plăcii de circuit imprimat sunt îndepărtate complet prin spălare cu apă în mai multe-etape pentru a preveni efectele adverse ale substanțelor reziduale asupra proceselor ulterioare.
Uscarea: Folosind metode precum uscarea cu aer cald pentru a elimina umezeala de pe suprafața plăcii de circuit imprimat, menținând-o într-o stare uscată pentru depozitare și procesare ulterioară.
inspectie de calitate
Testul nivelului de iluminare de fundal: Faceți felii de perete de găuri și observați acoperirea cuprului depus pe peretele găurii folosind un microscop metalografic. Nivelul de iluminare de fundal este în general împărțit în 10 niveluri, iar cu cât nivelul este mai mare, cu atât este mai bună acoperirea cuprului depus pe peretele găurii. În mod normal, standardele din industrie necesită o evaluare mai mare sau egală cu 8,5. Prin testarea nivelului de iluminare de fundal, uniformitatea și integritatea stratului de cupru depus pe peretele găurii pot fi înțelese intuitiv, iar calitatea cuprului depus poate fi apreciată pentru a îndeplini cerințele.
Detectarea grosimii stratului de cupru: utilizați echipamente profesionale, cum ar fi calibrele de grosime cu raze X-, pentru a măsura grosimea stratului de cupru depus, asigurându-vă că acesta îndeplinește intervalul de grosime cerut de proiect. Diferite scenarii de aplicare și cerințe de produs au standarde diferite pentru grosimea stratului de depunere de cupru.
Testarea aderenței: Utilizați metode precum testarea benzii pentru a testa aderența dintre stratul de cupru și substratul plăcii de circuit imprimat. De exemplu, utilizați o bandă adezivă specifică pentru a lipi suprafața stratului de cupru, apoi îndepărtați-o rapid și observați dacă stratul de cupru s-a desprins, pentru a evalua dacă aderența respectă standardul. Aderența bună este un indicator important pentru a asigura stabilitatea și fiabilitatea stratului de cupru depus.
Inspecția peretelui găurii: Folosind un microscop sau alte instrumente, inspectați cu atenție stratul de cupru de pe peretele găurii pentru continuitate, defecte, cum ar fi goluri și fisuri, pentru a vă asigura că calitatea stratului de cupru de pe peretele găurii îndeplinește cerințele de fiabilitate a circuitului.
Puncte cheie ale controlului procesului de depunere de cupru
Controlul temperaturii: viteza de reacție în timpul depunerii chimice a cuprului este foarte sensibilă la temperatură. Temperatura excesivă și viteza de reacție rapidă pot duce la depunerea neuniformă a stratului de cupru, ducând la defecte precum rugozitatea și golurile; Temperatura este prea scăzută, viteza de reacție este lentă, eficiența depunerii de cupru este scăzută, iar grosimea stratului de cupru este dificil de îndeplinit cerințele. De exemplu, temperatura unui rezervor de placare chimică cu cupru trebuie, în general, să fie controlată cu precizie între 25-35 de grade, în funcție de formula soluției chimice utilizate și de cerințele procesului.
Controlul pH-ului: Valoarea pH-ului unei soluții poate afecta forma ionilor de cupru și activitatea agenților reducători. Valorile inadecvate ale pH-ului pot împiedica derularea corectă a reacției sau pot duce la o scădere a calității stratului de cupru. În procesul de depunere a cuprului, este de obicei necesar să se controleze valoarea pH-ului în intervalul alcalin de 11-13 și să se mențină o valoare stabilă a pH-ului prin adăugarea de ajustatori de pH.
Controlul concentrației soluției: concentrația de săruri de cupru, agenți reducători, agenți de chelare și alte componente ale soluției trebuie controlată strict în intervalul specificat. Concentrația excesivă sau insuficientă poate afecta viteza și calitatea depunerii cuprului. De exemplu, o concentrație scăzută de sare de cupru poate duce la o rată lentă de depunere a cuprului și la o grosime insuficientă a stratului de cupru; Concentrația excesivă de agent reducător poate provoca o reacție excesivă și poate afecta uniformitatea stratului de cupru. Este necesar să testați și să ajustați în mod regulat concentrația medicamentului pentru a vă asigura că este în cea mai bună stare de proces.
Controlul timpului de reacție: Timpul de depunere a cuprului determină grosimea finală a stratului de cupru. Timpul este prea scurt, iar grosimea stratului de cupru nu îndeplinește cerințele de proiectare; Timpul excesiv nu numai că irosește resurse, dar poate duce și la straturi groase de cupru, ducând la cristalizare grosieră și la scăderea aderenței. În funcție de diferitele tipuri de depunere de cupru și cerințele procesului, timpul de depunere a cuprului trebuie controlat cu precizie. De exemplu, timpul de depunere a cuprului pentru cuprul subțire este în general de 10-15 minute, în timp ce pentru cuprul mediu și gros, acesta ar trebui extins corespunzător.