Впроцес на производство на печатни платки, технологията с медни отвори е ключова връзка за постигане на електрически връзки между различните слоеве на печатната платка. По-долу ще се задълбочим в съответните знания за отворите с медно покритие на печатни платки, включително тяхното определение и функция, процес, както и често срещани проблеми и решения.
Определение и функция на медни потъващи отвори
Дупките с медно покритие, известни също като метализирани дупки, се отнасят за дупки в много{0}}слойни печатни платки, където тънък слой мед се отлага по стените на дупките между горния и долния слой чрез специфичен процес, като по този начин свързва различни слоеве на печатната платка един с друг. Целта му е да установи надеждни електрически връзки между различни проводящи слоеве на платката, осигурявайки точно и бързо предаване на електронни сигнали между различните компоненти. В сложните електронни устройства голям брой електронни компоненти трябва да бъдат свързани и да работят заедно чрез платки. Наличието на отвори с медно покритие позволява високо-плътно окабеляване на печатни платки, което значително подобрява интегрирането и производителността на електронните устройства.
Процесът на потъване на меден отвор
Производственият процес на отвори с медно покритие е сравнително сложен и включва множество стъпки, всяка от които има значително влияние върху крайното качество на медното покритие. Следва общият процес на потъване на меден отвор:
Алкално обезмасляване: Това е първата стъпка в процеса на потъване на медни дупки, който премахва маслени петна, пръстови отпечатъци, оксиди и прах вътре в отворите на повърхността на плочата. В същото време полярността на субстрата на стената на порите се регулира, за да промени стената на порите от отрицателен заряд към положителен заряд, което улеснява адсорбцията на колоиден паладий в следващите процеси. Обикновено се използва алкална система за отстраняване на масло с работна температура обикновено в диапазона 60-80 градуса. Концентрацията на разтвора в резервоара се поддържа на 4-6%, а времето за отстраняване на маслото се контролира на около 6 минути. Ефективността на отстраняването на маслото пряко влияе върху ефекта на подсветката от отлагането на мед. Ако отстраняването на маслото не е цялостно, това може да доведе до лоша адхезия между медния слой и субстрата, което води до лющене и разпенване.
Основно микроецване (награпавяване): Целта на микроецването е да се отстранят оксидите от повърхността на дъската и да се награпави, за да се осигури добра адхезия между последващия слой от отлагане на мед и основната мед на субстрата. Новосъздадената медна повърхност има силна активност и може по-добре да адсорбира колоиден паладий. Често използваните грапави агенти на пазара в момента включват сярна киселина система с водороден прекис и персулфатна система. Системата с водороден прекис със сярна киселина има висока разтворимост на мед (до 50 g/l), добра измиваемост с вода, лесно пречистване на отпадъчни води, ниска цена и възможност за рециклиране. Той обаче има недостатъци като неравномерно загрубяване на повърхността, лоша стабилност на резервоара, лесно разлагане на водороден пероксид и силно замърсяване на въздуха. Персулфатната система (включително натриев персулфат и амониев персулфат) има добра стабилност в разтвора на резервоара, равномерно загрубяване на повърхността на плочата, но малко количество разтворена мед (25 g/l), лесна кристализация и утаяване на меден сулфат, леко лоша измиваемост с вода и висока цена. В допълнение има новият микроецващ агент на DuPont калиев моноперсулфат, който има добра стабилност в резервоара, равномерно нагрубяване на повърхността, стабилна скорост на нагрубяване и не се влияе от съдържанието на мед. Лесен е за работа и е подходящ за тънки линии, малко разстояние, високо-честотни плочи и т.н. Времето за микроецване обикновено се контролира на около 1-2 минути. Ако времето е твърде кратко, ефектът на грапавост може да е слаб, което може да доведе до недостатъчна адхезия на медния слой след галванично покритие с мед; Прекомерното загрубяване може да корозира медния субстрат в отвора на отвора, което води до оголен субстрат в отвора на отвора и причинява брак.
Предварително накисване/активиране: Основната цел на предварителното накисване е да предпази паладиевия резервоар от замърсяване от -разтвора за предварителна обработка на резервоара и да удължи експлоатационния живот на паладиевия резервоар. Основните компоненти на разтвора преди потапяне, с изключение на паладиевия хлорид, са в съответствие с тези на резервоара за паладий. Той може ефективно да намокри стената на порите, което улеснява последващия разтвор за активиране да навлезе в порите навреме за активиране. Специфичното тегло на разтвора за предварително накисване обикновено се поддържа около 18 градуса по Фаренхайт. Целта на активирането е да даде възможност на положително заредените стени на порите след регулиране на полярността на отстраняване на алкално масло ефективно да адсорбират достатъчно отрицателно заредени колоидни паладиеви частици, осигурявайки еднородност, непрекъснатост и плътност на последващото отлагане на мед. Паладиевият хлорид в разтвора за активиране съществува в колоидна форма. За да се предотврати желатинирането на колоидния паладий, е необходимо да се осигури достатъчно количество калаени йони и хлоридни йони, да се поддържа достатъчно специфично тегло (обикновено над 18 градуса по Бауме) и да има достатъчна киселинност (подходящо количество солна киселина), за да се предотврати утаяването на калаени йони. Температурата не трябва да е твърде висока, обикновено при стайна температура или под 35 градуса. Времето за активиране обикновено е около 7 минути, а интензитетът на активиране се контролира на около 30%.
Дежелатинизация: Функцията на дежелатинизацията е ефективно да отстрани калаените йони, заобикалящи колоидните паладиеви частици, излагайки паладиеви ядра в колоидните частици, като по този начин позволява директна и ефективна катализа на химическата реакция на отлагане на мед. Тъй като калайът е амфотерен елемент, неговите соли са разтворими както в киселини, така и в основи, което прави и киселините, и основите ефективни като желиращи агенти. Въпреки това, алкалът е по-чувствителен към качеството на водата и може лесно да произведе утайка или суспендирани твърди вещества, които лесно могат да причинят счупване на медни отвори; Солната киселина и сярната киселина са силни киселини, които не само са вредни за производството на многослойни плоскости (тъй като силните киселини могат да атакуват вътрешния черен оксиден слой), но също така са склонни към прекомерно желиране, което води до дисоциация на колоидните паладиеви частици от повърхността на стената на порите. Флуороборната киселина обикновено се използва като основен разглобяващ агент. Поради слабата си киселинност, той обикновено не причинява прекомерно разцепване и експериментите показват, че когато се използва флуороборна киселина като разединяващ агент, силата на свързване, ефектът на задно осветяване и плътността на отложения меден слой са значително подобрени. Концентрацията на лепилния разтвор обикновено се контролира на около 10%, а времето се контролира на около 5 минути. През зимата трябва да се обърне внимание на контрола на температурата.
Отлагане на мед: Това е основният етап от процеса на отлагане на мед, който индуцира самокаталитична реакция на химическо отлагане на мед чрез активиране на паладиеви ядра. Чрез използване на редуцируемостта на формалдехид при алкални условия за намаляване на комплексираните разтворими медни соли, новогенерираната химическа мед и вторичен продукт на реакцията водород могат да служат като реакционни катализатори за непрекъснато извършване на реакцията на отлагане на мед, като по този начин отлагат слой от химическа мед върху повърхността на плочата или стената на порите. Разтворът на резервоара трябва да поддържа нормално въздушно разбъркване, за да окисли медните йони и медния прах в разтвора на резервоара, превръщайки ги в разтворима двувалентна мед. По време на процеса на отлагане на мед е необходимо да се балансира добавянето на разтвор А и разтвор Б. Разтвор А основно допълва мед и формалдехид, докато разтвор Б основно допълва натриев хидроксид. Медната мивка обикновено се поддържа чрез преливане или периодично изгребване на малко отпадъчна течност и навременно допълване с нова течност. Добавеното количество обикновено е около 1 литър AB течност на 6-10 квадратни метра. В същото време медната мивка трябва да поддържа непрекъснато въздушно разбъркване и се препоръчва да се инсталира система за филтриране, като се използва 10um PP филтърен елемент и да се сменя филтърният елемент своевременно всяка седмица. Освен това е необходимо редовно да се почистват медните утайки в медния утаителен резервоар, за да се гарантира стабилността на разтвора в резервоара.
Често срещани проблеми и решения за медни отвори за потъване
По време на производствения процес на отвори с медно покритие може да има проблеми с качеството, които да повлияят на производителността и надеждността на печатните платки. Ето някои често срещани проблеми и решения:
Лоша адхезия на слоя от медно отлагане: Възможните причини включват непълно отстраняване на маслото, недостатъчна или прекомерна микрокорозия, слаб ефект на активиране, неправилно разлепване и т.н. Решението е да се засили контролът на процеса на отстраняване на маслото, за да се гарантира чистотата на повърхността на плочата и стената на отвора; Разумно регулирайте времето и параметрите на микроецване, за да осигурите ефекта на загрубяване; Контролирайте стриктно условията на активиране, за да осигурите достатъчна адсорбция на колоиден паладий; Оптимизирайте процеса на разлепване, за да избегнете прекомерно или недостатъчно разлепване.
Пукнатини или дупки в стените на дупките: могат да бъдат причинени от бавна скорост на отлагане на мед, неравномерен състав на разтвора в резервоара, недостатъчно въздушно разбъркване и други причини. Скоростта на отлагане на мед може да се подобри чрез регулиране на параметрите на процеса на отлагане на мед; Засилете разбъркването и филтрирането на разтвора в резервоара, за да осигурите равномерен състав на разтвора в резервоара; Редовно поддържайте и почиствайте медното потъващо оборудване, за да осигурите правилно смесване на въздуха.
Субстрат, изложен на отвори: обикновено се причинява от прекомерна микрокорозия. Времето за микроецване и концентрацията на банята трябва да се контролират стриктно, за да се избегне прекомерна корозия на медния субстрат в отвора.
Слой с грубо отлагане на мед: Може да се дължи на твърде висока скорост на отлагане на мед, прекомерни примеси в разтвора на резервоара и други причини. Скоростта на отлагане на мед може да бъде намалена по подходящ начин и филтрирането и пречистването на разтвора в резервоара може да бъде засилено, за да се премахнат примесите.