Осадження міді, також відомий як хімічне міднення, скорочено ПТГ. Його головна мета полягає в нанесенні тонкого й однорідного шару міді на не-провідні поверхні друкованих плат, такі як ізольовані стінки отворів і певні спеціальні немідні ділянки фольги, шляхом хімічних реакцій, наділення початково не-провідних частин провідністю, закладаючи основу для подальших процесів гальванічного мідного покриття та, зрештою, досягнення міжшарового електричного з’єднання друкованої схеми дошки.
Взявши як приклад багатошарову друковану плату, електричні з’єднання між шарами мають здійснюватися через отвори. Після свердління стінка отвору ізольована, і без обробки зануренням міддю струм не може проходити через отвір для досягнення міжшарової провідності. Мідний шар нагадує «міст», що дозволяє струму плавно протікати між шарами, забезпечуючи цілісність і функціональність усієї електричної системи друкованої плати. Якщо виникають проблеми з процесом осадження міді, наприклад нерівномірне осадження мідного шару, недостатня товщина або дефекти, наприклад пустоти, це може призвести до нестабільної передачі сигналу, коротких замикань або розривів, що серйозно вплине на продуктивність і термін служби друкованої плати.
Хід процесу осадження міді
попередня обробка
Зняття задирок: після свердління в отворах друкованої плати можуть утворюватися задирки, а сміття від свердління може залишатися всередині отворів. Видаліть ці задирки та свердління за допомогою механічної щітки та шліфування, щоб забезпечити гладку подальшу обробку, уникнути пошкодження стінки отвору та поверхні та вплинути на ефект осадження міді.
Набухання: для багато{0}}шарових плит епоксидна смола у внутрішньому шарі може бути пошкоджена під час процесу свердління. Використовуйте спеціальні агенти, що сприяють набуханню, такі як органічні сполуки на основі ефіру, щоб пом’якшити та набухнути епоксидну смолу, підготувавши її до наступних етапів видалення свердління, щоб забезпечити ефективне видалення сміття від свердління та посилити адгезію між стінкою пор і шаром міді.
Видалення клею та сміття від свердління: завдяки сильній окислювальній властивості перманганату калію за високої температури та сильних лужних умов він вступає в реакцію окислювального розтріскування з набряклими та розм’якшеними уламками свердління епоксидної смоли, щоб видалити його. Наприклад, при певній температурі та лужному середовищі перманганат калію реагує з вуглецевими ланцюгами в епоксидній смолі, викликаючи їх руйнування та розкладання, таким чином досягаючи мети очищення стінки пор.
Нейтралізація: видаліть залишкові речовини, такі як перманганат калію, перманганат калію та діоксид марганцю, з процесу використання перманганату калію для видалення бурового сміття. Оскільки іони марганцю належать до іонів важких металів, вони можуть спричинити «отруєння паладієм» на наступних стадіях активації, внаслідок чого іони або атоми паладію втрачають свою активаційну активність, тим самим впливаючи на ефект металізації пор. Тому їх необхідно ретельно видалити.
Видалення масла/очищення отворів: використання спеціальних засобів для видалення масла для видалення масляних плям та інших забруднень з поверхні дошки. У той же час, завдяки дії агента, що утворює пори, властивості заряду стінки пор регулюються, щоб зробити її поверхню позитивно зарядженою, сприяючи наступній рівномірній адсорбції каталізатора.
Мікротравлення: використання розчину для мікротравлення для видалення оксидів та інших домішок на поверхні міді та мікрошорсткості поверхні міді. Це не тільки підвищує зв’язувальну здатність між поверхнею міді та подальшою електролітичною міддю, але також забезпечує більш відповідне поверхневе середовище для адсорбції каталізаторів.
Занурення в кислоту: очистіть мідний порошок, прикріплений до мідної поверхні після мікротравлення, щоб забезпечити чистоту мідної поверхні та створити сприятливі умови для наступних етапів активації.
каталіз
Попереднє занурення: запобігає неповному очищенню попереднього процесу та потраплянню забруднень у дорогий резервуар для паладію, водночас змочуючи стінки пор епоксидної смоли для сприяння адсорбції каталізатора на поверхні пластини. Резервуар для попереднього замочування та резервуар для подальшої активації мають в основному однаковий склад, за винятком відсутності паладію.
Активація: на цьому етапі зазвичай використовуються такі каталізатори, як Pd/Sn або Pd/Cu, щоб дозволити негативно зарядженим міцелам паладію на поверхні прилипати до стінок пор завдяки дії мезопористого полімеру. Завдяки активаційній обробці створюються каталітичні активні центри для подальшого хімічного осадження міді, що дозволяє іонам міді проходити реакції відновлення в цих активних центрах.
Прискорення: видаліть колоїдну частину зовнішнього шару частинок колоїдного паладію, оголюючи каталітичне ядро паладію, забезпечуючи хорошу адгезію між шаром безгальванічного мідного покриття та стінкою пор. Наприклад, міцели паладію прилипають до плати, і після промивання водою та аерації поза частинками Pd утворюється оболонка Sn (OH) 4, яка видаляється за допомогою прискорювача типу HBF4, щоб відкрити ядро паладію.
Хімічне осадження міді: помістіть каталітично оброблену друковану плату в резервуар для хімічного осадження міді, що містить солі міді (наприклад, сульфат міді) і відновники (наприклад, формальдегід). Під каталітичною дією паладієвого ядра іони міді відновлюються формальдегідом і осідають на стінках пір друкованої плати та поверхнях із фольги без міді, які потребують провідності, поступово утворюючи тонкий шар міді. По ходу реакції новоутворена хімічна мідь і водень, побічний продукт реакції, можуть служити каталізаторами реакції, сприяючи безперервному перебігу реакції та збільшуючи товщину шару міді. Типи хімічного осадження міді можна розділити на тонку мідь (0,25-0,5 мкм), середню мідь (1-1,5 мкм) і товсту мідь (2-2,5 мкм) відповідно до попиту.
пост{0}}обробка
Промивання водою: після завершення осадження міді залишкові хімікати з поверхні друкованої плати ретельно видаляються за допомогою багато-етапного промивання водою, щоб запобігти несприятливому впливу залишкових речовин на наступні процеси.
Сушка: використання таких методів, як сушка гарячим повітрям, для видалення вологи з поверхні друкованої плати, утримання її в сухому стані для подальшого зберігання та обробки.
перевірка якості
Перевірка рівня підсвічування: зробіть зрізи стінки отвору та спостерігайте за покриттям нанесеної міді на стінці отвору за допомогою металографічного мікроскопа. Рівень підсвічування зазвичай ділиться на 10 рівнів, і чим вищий рівень, тим краще покриття осадженої міді на стінці отвору. Зазвичай галузеві стандарти вимагають рейтингу більше або дорівнює 8,5. За допомогою перевірки рівня підсвічування можна інтуїтивно зрозуміти рівномірність і цілісність нанесеного мідного шару на стінці отвору, а якість нанесеної міді можна оцінити як відповідність вимогам.
Визначення товщини мідного шару: використовуйте професійне обладнання, наприклад рентгенівські товщиноміри, щоб виміряти товщину нанесеного мідного шару, переконавшись, що він відповідає діапазону товщини, який вимагає проект. Різні сценарії застосування та вимоги до продукції мають різні стандарти щодо товщини шару осадження міді.
Перевірка адгезії: Використовуйте такі методи, як перевірка стрічки, щоб перевірити адгезію між шаром міді та підкладкою друкованої плати. Наприклад, використовуйте спеціальну клейку стрічку, щоб наклеїти її на поверхню мідного шару, потім швидко відклеїти її та спостерігати, чи не відшаровувався мідний шар, щоб оцінити, чи відповідає адгезія стандарту. Хороша адгезія є важливим показником для забезпечення стабільності та надійності нанесеного шару міді.
Перевірка стінки отвору: за допомогою мікроскопа або інших інструментів уважно перевірте мідний шар на стінці отвору на безперервність, дефекти, такі як порожнечі та тріщини, щоб переконатися, що якість мідного шару на стінці отвору відповідає вимогам надійності схеми.
Основні моменти управління процесом осадження міді
Контроль температури: швидкість реакції під час хімічного осадження міді дуже чутлива до температури. Надмірна температура та швидка швидкість реакції можуть призвести до нерівномірного осадження мідного шару, що призведе до дефектів, таких як шорсткість і порожнечі; Температура занадто низька, швидкість реакції повільна, ефективність осадження міді низька, а товщина шару міді важко відповідати вимогам. Наприклад, температуру резервуара для хімічного міднення зазвичай потрібно точно контролювати в межах 25-35 градусів, залежно від формули використовуваного хімічного розчину та вимог процесу.
Контроль PH: значення pH розчину може впливати на форму іонів міді та активність відновників. Невідповідні значення pH можуть перешкодити належному протіканню реакції або призвести до погіршення якості мідного шару. У процесі осадження міді зазвичай необхідно контролювати значення pH у лужному діапазоні 11-13 і підтримувати стабільне значення pH шляхом додавання регуляторів pH.
Контроль концентрації розчину: концентрація солей міді, відновників, хелатоутворювачів та інших компонентів розчину повинна суворо контролюватися в межах зазначеного діапазону. Надмірна або недостатня концентрація може вплинути на швидкість і якість осадження міді. Наприклад, низька концентрація солі міді може призвести до повільної швидкості осадження міді та недостатньої товщини шару міді; Надмірна концентрація відновника може викликати надмірну реакцію та вплинути на однорідність мідного шару. Необхідно регулярно перевіряти та регулювати концентрацію препарату, щоб переконатися, що він перебуває в найкращому технологічному стані.
Контроль часу реакції: час осадження міді визначає кінцеву товщину шару міді. Час занадто короткий, а товщина мідного шару не відповідає проектним вимогам; Надмірний час не тільки витрачає ресурси, але також може призвести до утворення товстих шарів міді, що призводить до грубої кристалізації та зниження адгезії. Відповідно до різних типів осадження міді та вимог до процесу, час осадження міді слід точно контролювати. Наприклад, час осадження міді для тонкої міді зазвичай становить 10-15 хвилин, тоді як для середньої та товстої міді його слід відповідно збільшити.