впроцес виготовлення друкованої платитехнологія мідних отворів є ключовою ланкою в досягненні електричних з’єднань між різними шарами друкованої плати. Нижче ми розглянемо відповідні знання про мідні отвори на друкованих платах, включаючи їх визначення та функції, процес, а також загальні проблеми та рішення.
Визначення та функція мідних отворів
Отвори з мідним покриттям, також відомі як металізовані отвори, стосуються отворів у багато{0}}шарових друкованих платах, де тонкий шар міді наноситься на стінки отворів між верхнім і нижнім шарами за допомогою спеціального процесу, таким чином з’єднуючи різні шари друкованої плати один з одним. Його призначення - встановити надійні електричні з'єднання між різними провідними шарами друкованої плати, забезпечуючи точну та швидку передачу електронних сигналів між різними компонентами. У складних електронних пристроях велику кількість електронних компонентів потрібно з’єднати та працювати разом через друковані плати. Наявність мідних отворів забезпечує високу-щільність проводки на платах, що значно покращує інтеграцію та продуктивність електронних пристроїв.
Процес заглиблення мідного отвору
Процес виготовлення отворів з мідним покриттям є відносно складним і включає кілька етапів, кожен з яких має значний вплив на кінцеву якість мідного покриття. Нижче наведено загальний процес заглиблення мідного отвору:
Лужне знежирення: це перший крок у процесі обробки мідних отворів, який видаляє масляні плями, відбитки пальців, оксиди та пил всередині отворів на поверхні пластини. У той же час полярність підкладки стінки пор регулюється для зміни негативного заряду стінки пор на позитивний, що полегшує адсорбцію колоїдного паладію в наступних процесах. Як правило, використовується лужна система видалення масла з робочою температурою, як правило, в діапазоні 60-80 градусів. Концентрація розчину в резервуарі підтримується на рівні 4-6%, а час видалення масла контролюється приблизно на рівні 6 хвилин. Ефективність видалення масла безпосередньо впливає на ефект підсвічування від осадження міді. Неретельне видалення масла може призвести до поганої адгезії між шаром осадження міді та підкладкою, що призведе до відшарування та спінювання.
Основне мікротравлення (надання шорсткості): мета мікротравлення — видалити оксиди з поверхні дошки та зробити її шорсткою, щоб забезпечити гарне зчеплення між наступним шаром осадження міді та основною міддю підкладки. Нещодавно створена мідна поверхня має сильну активність і може краще адсорбувати колоїдний паладій. Серед широко використовуваних засобів для шорсткості на ринку в даний час є система перекису водню сірчаної кислоти та система персульфату. Система перекису водню на основі сірчаної кислоти має високу розчинність міді (до 50 г/л), хорошу змивність водою, легку очистку стічних вод, низьку вартість і можливість повторного використання. Однак він має такі недоліки, як нерівномірне шорсткість поверхні, низька стабільність бака, легке розкладання перекису водню та сильне забруднення повітря. Персульфатна система (включаючи персульфат натрію та персульфат амонію) має хорошу стабільність у резервуарному розчині, рівномірне огрубіння поверхні пластини, але невелику кількість розчиненої міді (25 г/л), легку кристалізацію та осадження мідного купоросу, трохи погану змивність водою та високу вартість. Крім того, існує новий засіб для мікротравлення DuPont моноперсульфат калію, який має гарну стабільність у резервуарі, рівномірне шорсткість поверхні, стабільну швидкість шорсткості та не залежить від вмісту міді. Ним легко керувати, він підходить для тонких ліній, малих інтервалів, високо-частотних пластин тощо. Зазвичай час мікротравлення становить приблизно 1-2 хвилини. Якщо час занадто короткий, ефект шорсткості може бути поганим, що може призвести до недостатньої адгезії мідного шару після мідного гальванічного покриття; Надмірне огрубіння може призвести до корозії мідної підкладки в отворі, що призведе до оголення підкладки в отворі та спричинить брак.
Попереднє замочування/активація. Основна мета попереднього замочування — захистити резервуар для паладію від забруднення-розчином резервуара для попередньої обробки та подовжити термін служби резервуара для паладію. Основні компоненти розчину перед зануренням, за винятком хлориду паладію, узгоджуються з компонентами бака для паладію. Він може ефективно змочувати стінку пори, полегшуючи наступний активаційний розчин, щоб своєчасно потрапити в пори для активації. Питома вага розчину для попереднього замочування зазвичай підтримується на рівні близько 18 градусів за Фаренгейтом. Мета активації полягає в тому, щоб після регулювання полярності видалення лужної олії позитивно заряджені стінки пор могли ефективно адсорбувати достатню кількість негативно заряджених колоїдних частинок паладію, забезпечуючи однорідність, безперервність і щільність подальшого осадження міді. Хлорид паладію в розчині для активації існує в колоїдній формі. Щоб запобігти клейстеризації колоїдного паладію, необхідно забезпечити достатню кількість іонів олова та іонів хлориду, підтримувати достатню питому вагу (зазвичай вище 18 градусів Бома) і мати достатню кислотність (відповідна кількість соляної кислоти), щоб запобігти випаданню олова. Температура не повинна бути занадто високою, зазвичай кімнатної температури або нижче 35 градусів. Час активації зазвичай становить близько 7 хвилин, а інтенсивність активації контролюється приблизно на 30%.
Дежелатинізація: функція дежелатинізації полягає в ефективному видаленні іонів олова, що оточують колоїдні частинки паладію, оголюючи ядра паладію в колоїдних частинках, що забезпечує прямий та ефективний каталіз реакції хімічного осадження міді. Оскільки олово є амфотерним елементом, його солі розчиняються як у кислотах, так і в основах, що робить і кислоти, і основи ефективними гелеутворювачами. Однак луг більш чутливий до якості води і може легко утворювати осад або зважені тверді речовини, які можуть легко спричинити руйнування мідних отворів; Соляна кислота та сірчана кислота є сильними кислотами, які не тільки шкідливі для виробництва багатошарових плит (оскільки сильні кислоти можуть атакувати внутрішній шар чорного оксиду), але також схильні до надмірного гелеутворення, що спричиняє відокремлення частинок колоїдного паладію від поверхні стінки пор. Фторборна кислота зазвичай використовується як основний засіб для розшарування. Завдяки своїй слабкій кислотності він, як правило, не викликає надмірного роз’єднання, і експерименти показали, що при використанні фтороборної кислоти як роз’єднувача міцність з’єднання, ефект підсвічування та щільність нанесеного шару міді значно покращуються. Концентрація клейового розчину зазвичай контролюється на рівні близько 10%, а час контролюється на рівні близько 5 хвилин. Взимку слід звернути увагу на контроль температури.
Осадження міді: це основний етап процесу осадження міді, який викликає самокаталітичну реакцію хімічного осадження міді через активацію ядер паладію. Використовуючи відновлюваність формальдегіду в лужних умовах для зменшення розчинних у комплексі солей міді, щойно утворена хімічна мідь і водень, побічний продукт реакції, можуть служити каталізаторами реакції для безперервного проведення реакції осадження міді, тим самим осідаючи шар хімічної міді на поверхні пластини або стінці пор. Баковий розчин повинен підтримувати нормальне повітряне перемішування для окислення іонів купруму та порошку міді в баковому розчині, перетворюючи їх на розчинну двовалентну мідь. Під час процесу осадження міді необхідно збалансувати додавання розчину A та розчину B. Розчин A головним чином доповнює мідь і формальдегід, тоді як розчин B головним чином доповнює гідроксид натрію. Мідна раковина, як правило, підтримується переливом або періодичним зачерпуванням відпрацьованої рідини та своєчасним поповненням нової рідини. Кількість додавання, як правило, становить близько 1 літра рідини AB на 6-10 квадратних метрів. У той же час мідна раковина повинна підтримувати безперервне перемішування повітря, і рекомендується встановити систему фільтрації, використовуючи фільтрувальний елемент 10um PP, і своєчасно замінювати фільтрувальний елемент щотижня. Крім того, необхідно регулярно очищати мідні опади в мідному відстійнику, щоб забезпечити стабільність розчину в резервуарі.
Загальні проблеми та рішення для мідних отворів
У процесі виробництва отворів з мідним покриттям можуть виникнути певні проблеми з якістю, які впливають на продуктивність і надійність друкованих плат. Ось деякі поширені проблеми та рішення:
Погана адгезія шару осадження міді: можливі причини включають неповне видалення масла, недостатню або надмірну мікрокорозію, поганий ефект активації, неправильне роз’єднання тощо. Рішення полягає в посиленні контролю процесу видалення масла для забезпечення чистоти поверхні пластини та стінки отвору; Розумно відрегулюйте час і параметри мікротравлення, щоб забезпечити ефект огрублення; Суворо контролювати умови активації, щоб забезпечити достатню адсорбцію колоїдного паладію; Оптимізуйте процес роз’єднання, щоб уникнути надмірного або недостатнього роз’єднання.
Порожнечі на стінках отвору або точкові отвори: можуть бути спричинені повільною швидкістю осадження міді, нерівномірним складом розчину резервуару, недостатнім перемішуванням повітря та іншими причинами. Швидкість осадження міді можна покращити шляхом регулювання параметрів процесу осадження міді; Посилити перемішування та фільтрацію бакового розчину для забезпечення однорідного складу бакового розчину; Регулярно обслуговуйте та очищуйте мідне обладнання для поглинання, щоб забезпечити належне змішування повітря.
Підкладка з отворами: зазвичай спричинена надмірною мікрокорозією. Слід суворо контролювати час мікротравлення та концентрацію ванни, щоб уникнути надмірної корозії мідної підкладки на отворі.
Грубий шар осадження міді: це може бути спричинено занадто швидкою швидкістю осадження міді, надмірною кількістю домішок у розчині резервуару та іншими причинами. Швидкість осадження міді можна відповідно зменшити, а фільтрацію та очищення розчину в баку можна посилити для видалення домішок.