Depozice mědi, také známé jako chemické poměďování, zkráceně PTH. Jeho hlavním účelem je pomocí chemických reakcí nanést tenkou a stejnoměrnou měděnou vrstvu na ne-vodivé povrchy desek s plošnými spoji, jako jsou izolované stěny otvorů a určité oblasti s neměděnou fólií, čímž se původně nevodivým částem vybaví vodivostí, položí se základ pro následné procesy galvanizace mědi a nakonec se dosáhne mezivrstvového elektrického propojení desek s plošnými spoji.
Vezmeme-li jako příklad vícevrstvou desku s plošnými spoji, elektrická spojení mezi vrstvami je třeba provést pomocí prokovů. Po vyvrtání je stěna otvoru izolována a bez úpravy měděným ponorem nemůže proud procházet otvorem, aby se dosáhlo mezivrstvového vedení. Měděná vrstva je jako stavba „mostu“, který umožňuje plynulé proudění proudu mezi vrstvami a zajišťuje integritu a funkčnost celého elektrického systému obvodové desky. Pokud se vyskytnou problémy s procesem nanášení mědi, jako je nerovnoměrné nanášení vrstvy mědi, nedostatečná tloušťka nebo vady, jako jsou dutiny, může to vést k nestabilnímu přenosu signálu, zkratům nebo otevřeným obvodům, což vážně ovlivňuje výkon a životnost desky s plošnými spoji.
Tok procesu depozice mědi
předzpracování
Odstraňování otřepů: Po vyvrtání mohou otvory v desce plošných spojů vytvářet otřepy a uvnitř otvorů mohou zůstat nečistoty z vrtání. Odstraňte tyto otřepy a třísky od vrtáků mechanickým kartáčováním a broušením, abyste zajistili hladké následné zpracování, zabránili poškození stěny a povrchu otvoru a ovlivnili účinek usazování mědi.
Bobtnání: U vícevrstvých desek může dojít k poškození epoxidové pryskyřice ve vnitřní vrstvě během procesu vrtání. Ke změkčení a nabobtnání epoxidové pryskyřice použijte specifická bobtnadla, jako jsou organické sloučeniny na bázi éteru, připravte se na následné kroky odvrtání, abyste zajistili účinné odstranění vrtných nečistot a zvýšili přilnavost mezi stěnou pórů a vrstvou mědi.
Odstraňte lepidlo a zbytky z vrtání: Využitím silných oxidačních vlastností manganistanu draselného, za vysoké teploty a silně alkalických podmínek, prochází oxidační praskavou reakcí s nabobtnalými a změkčenými zbytky z vrtání z epoxidové pryskyřice, aby je odstranil. Například při určité teplotě a alkalickém prostředí reaguje manganistan draselný s uhlíkovými řetězci v epoxidové pryskyřici, což způsobuje jejich lámání a rozklad, čímž je dosaženo cíle čištění stěny pórů.
Neutralizace: Odstraňte zbytkové látky, jako je manganistan draselný, manganistan draselný a oxid manganičitý, z procesu používání manganistanu draselného k odstranění úlomků z vrtů. Protože ionty manganu patří k iontům těžkých kovů, mohou v následných aktivačních krocích způsobit "otravu palladiem", což způsobí, že ionty nebo atomy palladia ztratí svou aktivační aktivitu, čímž se ovlivní účinek pokovování pórů. Proto je třeba je důkladně odstranit.
Odstraňování oleje/čištění děr: Použití speciálních prostředků na odstraňování oleje k odstranění olejových skvrn a jiných nečistot z povrchu desky. Současně se působením pórotvorného činidla upraví nábojové vlastnosti stěny pórů tak, aby byl její povrch kladně nabitý, což podporuje následnou rovnoměrnou adsorpci katalyzátoru.
Mikroleptání: Použití mikroleptacího roztoku k odstranění oxidů a jiných nečistot na měděném povrchu a mikrozdrsnění měděného povrchu. To nejen zvyšuje vazebnou schopnost mezi měděným povrchem a následnou elektrolytickou mědí, ale také poskytuje vhodnější povrchové prostředí pro adsorpci katalyzátorů.
Ponoření do kyseliny: Očistěte měděný prášek připojený k měděnému povrchu po mikroleptání, abyste zajistili čistotu měděného povrchu a vytvořili příznivé podmínky pro následné aktivační kroky.
katalýza
Před ponořením: zabraňuje neúplnému čištění předchozího procesu a nečistotám ve vstupu do drahé palladiové nádrže a zároveň smáčí stěny pórů epoxidové pryskyřice, aby se podpořila adsorpce katalyzátoru na povrchu desky. Předmáčecí nádrž a následná aktivační nádrž mají v podstatě stejné složení s výjimkou nepřítomnosti palladia.
Aktivace: Tento krok obvykle používá katalyzátory, jako je Pd/Sn nebo Pd/Cu, aby se umožnilo záporně nabitým palladiovým micelám na povrchu přilnout ke stěnám pórů v důsledku působení mezoporézního polymeru. Prostřednictvím aktivačního ošetření jsou katalyticky aktivní místa poskytnuta pro následné chemické ukládání mědi, což umožňuje iontům mědi podstoupit redukční reakce na těchto aktivních místech.
Zrychlení: Odstraňte koloidní část vnější vrstvy koloidních palladiových částic, odkryjte katalytické palladiové jádro a zajistěte dobrou adhezi mezi bezproudovou měděnou vrstvou a stěnou pórů. Například palladiové micely přilnou k desce a po promytí vodou a provzdušnění se mimo částice Pd vytvoří obal Sn (OH) 4, který se odstraní urychlovačem typu HBF4, aby se obnažilo palladiové jádro.
Chemická depozice mědi: Umístěte katalyticky upravenou desku s plošnými spoji do nádoby pro chemickou depozici mědi obsahující soli mědi (jako je síran měďnatý) a redukční činidla (jako je formaldehyd). Katalytickým působením palladiového jádra jsou ionty mědi redukovány formaldehydem a ukládány na stěnách pórů desek s plošnými spoji a na površích neměděných fólií, které vyžadují vodivost, a postupně vytvářejí tenkou vrstvu mědi. Jak reakce postupuje, nově generovaná chemická měď a vodík jako vedlejší produkt reakce mohou sloužit jako reakční katalyzátory, které dále podporují kontinuální průběh reakce a zvyšují tloušťku měděné vrstvy. Typy chemické depozice mědi lze rozdělit podle poptávky na tenkou měď (0,25-0,5 μm), střední měď (1-1,5 μm) a tlustou měď (2-2,5 μm).
po{0}}zpracování
Omývání vodou: Po dokončení depozice mědi jsou zbytkové chemikálie na povrchu desky plošných spojů důkladně odstraněny pomocí více{0}}promytí vodou, aby se zabránilo nepříznivým účinkům zbytkových látek na následné procesy.
Sušení: Použití metod, jako je sušení horkým vzduchem, k odstranění vlhkosti z povrchu desky s plošnými spoji, její udržení v suchém stavu pro následné skladování a zpracování.
kontrola kvality
Test úrovně podsvícení: Vytvořte řezy stěny otvoru a pozorujte pokrytí usazenou mědí na stěně otvoru pomocí metalografického mikroskopu. Úroveň podsvícení je obecně rozdělena do 10 úrovní a čím vyšší je úroveň, tím lepší je pokrytí usazenou mědí na stěně otvoru. Normálně průmyslové standardy vyžadují hodnocení vyšší nebo rovné 8,5. Prostřednictvím testování úrovně podsvícení lze intuitivně pochopit jednotnost a integritu nanesené měděné vrstvy na stěně otvoru a kvalitu nanesené mědi lze posoudit tak, aby splňovala požadavky.
Detekce tloušťky vrstvy mědi: K měření tloušťky nanesené vrstvy mědi použijte profesionální vybavení, jako jsou rentgenové tloušťkoměry, a ujistěte se, že splňuje rozsah tloušťky požadovaný konstrukcí. Různé scénáře použití a požadavky na produkty mají různé normy pro tloušťku vrstvy nanášení mědi.
Testování přilnavosti: K testování přilnavosti mezi vrstvou mědi a substrátem desky s plošnými spoji použijte metody, jako je testování pásky. Například pomocí speciální lepicí pásky nalepte na povrch měděné vrstvy, poté ji rychle odlepte a sledujte, zda se měděná vrstva odloupla, abyste mohli vyhodnotit, zda přilnavost odpovídá normě. Dobrá adheze je důležitým ukazatelem pro zajištění stability a spolehlivosti nanesené měděné vrstvy.
Kontrola stěny otvoru: Pomocí mikroskopu nebo jiných nástrojů pečlivě zkontrolujte měděnou vrstvu na stěně otvoru, zda nemá spojitost, vady, jako jsou dutiny a praskliny, abyste se ujistili, že kvalita měděné vrstvy na stěně otvoru splňuje požadavky na spolehlivost obvodu.
Klíčové body řízení procesu depozice mědi
Řízení teploty: Rychlost reakce během chemického nanášení mědi je vysoce citlivá na teplotu. Nadměrná teplota a rychlá reakční rychlost mohou vést k nerovnoměrnému ukládání vrstvy mědi, což má za následek vady, jako je drsnost a dutinky; Teplota je příliš nízká, reakční rychlost je pomalá, účinnost ukládání mědi je nízká a tloušťka měděné vrstvy je obtížné splnit požadavky. Například teplota nádrže pro chemické pokovování mědi obecně potřebuje být přesně řízena mezi 25-35 stupni, v závislosti na vzorci použitého chemického roztoku a požadavcích procesu.
Kontrola PH: Hodnota pH roztoku může ovlivnit formu iontů mědi a aktivitu redukčních činidel. Nevhodné hodnoty pH mohou bránit správnému průběhu reakce nebo vést ke snížení kvality měděné vrstvy. V procesu nanášení mědi je obvykle nutné kontrolovat hodnotu pH v alkalickém rozmezí 11-13 a udržovat stabilní hodnotu pH přidáním látek upravujících pH.
Kontrola koncentrace roztoku: Koncentrace solí mědi, redukčních činidel, chelatačních činidel a dalších složek roztoku musí být přísně kontrolována ve specifikovaném rozsahu. Nadměrná nebo nedostatečná koncentrace může ovlivnit rychlost a kvalitu ukládání mědi. Například nízká koncentrace měďnaté soli může vést k pomalé rychlosti ukládání mědi a nedostatečné tloušťce měděné vrstvy; Nadměrná koncentrace redukčního činidla může způsobit nadměrnou reakci a ovlivnit rovnoměrnost vrstvy mědi. Je nutné pravidelně testovat a upravovat koncentraci léku, aby bylo zajištěno, že je v nejlepším procesním stavu.
Řízení reakční doby: Doba depozice mědi určuje konečnou tloušťku měděné vrstvy. Doba je příliš krátká a tloušťka měděné vrstvy nesplňuje konstrukční požadavky; Nadměrný čas nejen plýtvá zdroji, ale může také vést k tlustým vrstvám mědi, což vede k hrubé krystalizaci a snížené adhezi. Podle různých typů nanášení mědi a požadavků na proces by měla být doba nanášení mědi přesně řízena. Například doba depozice mědi pro tenkou měď je obecně 10-15 minut, zatímco pro střední a silnou měď by měla být odpovídajícím způsobem prodloužena.