Kobberavsetning, også kjent som kjemisk kobberbelegg, forkortet PTH. Hovedformålet er å avsette et tynt og ensartet kobberlag på ikke-ledende overflater av trykte kretskort, slik som isolerte hullvegger og visse spesifikke ikke-kobberfolieområder, gjennom kjemiske reaksjoner, som gir de opprinnelig ikke-ledende delene konduktivitet, legger grunnlaget for påfølgende elektroplettering av elektroplettering av kobberbearbeiding og sammenkopling av kobber. kretskort.
Med flerlags trykt kretskort som eksempel, må elektriske forbindelser mellom lagene lages gjennom viaer. Etter boring er hullveggen isolert, og uten nedsenking av kobber kan ikke strøm passere gjennom hullet for å oppnå mellomlagsledning. Kobberlaget er som å bygge en "bro", som lar strømmen flyte jevnt mellom lagene, og sikrer integriteten og funksjonaliteten til hele kretskortets elektriske system. Hvis det er problemer med kobberavsetningsprosessen, slik som ujevn kobberlagsavsetning, utilstrekkelig tykkelse eller defekter som tomrom, kan det føre til ustabil signaloverføring, kortslutninger eller åpne kretsløp, som alvorlig påvirker ytelsen og levetiden til kretskortet.
Kobberavsetningsprosessflyt
forbehandling
Avgrading: Etter boring kan hull på kretskortet produsere grader, og borrester kan forbli inne i hullene. Fjern disse gratene og borsponene gjennom mekanisk børsting og sliping for å sikre jevn etterfølgende behandling, unngå skade på hullveggen og overflaten og påvirke kobberavsetningseffekten.
Hevelse: For multi-lagsplater kan epoksyharpiksen i det indre laget bli skadet under boreprosessen. Bruk spesifikke svellemidler, slik som eterbaserte organiske forbindelser, for å myke opp og svelle epoksyharpiksen, og forberede de påfølgende boretrinnene for å sikre effektiv fjerning av borerester og forbedre adhesjonen mellom poreveggen og kobberlaget.
Fjern lim og borerester: Ved å utnytte den sterke oksiderende egenskapen til kaliumpermanganat, under høye temperaturer og sterke alkaliske forhold, gjennomgår det en oksidativ crackingsreaksjon med hovne og myknede epoksyharpiksborerester for å fjerne det. For eksempel, ved en viss temperatur og alkalisk miljø, reagerer kaliumpermanganat med karbonkjedene i epoksyharpiks, noe som får dem til å bryte og dekomponere, og dermed oppnå målet om å rense poreveggen.
Nøytralisering: Fjern gjenværende stoffer som kaliumpermanganat, kaliumpermanganat og mangandioksid fra prosessen med å bruke kaliumpermanganat for å fjerne borerester. Fordi manganioner tilhører tungmetallioner, kan de forårsake "palladiumforgiftning" i påfølgende aktiveringstrinn, noe som får palladiumioner eller atomer til å miste aktiveringsaktiviteten, og dermed påvirke effekten av poremetallisering. Derfor må de fjernes grundig.
Oljefjerning/hullrengjøring: Bruk av spesialiserte oljefjerningsmidler for å fjerne oljeflekker og andre urenheter fra platens overflate. Samtidig, gjennom virkningen av det poredannende middelet, justeres ladningsegenskapene til poreveggen for å gjøre overflaten positivt ladet, noe som fremmer påfølgende jevn katalysatoradsorpsjon.
Mikroetsing: Bruke mikroetsingsløsning for å fjerne oksider og andre urenheter på kobberoverflaten, og mikro-rue opp kobberoverflaten. Dette forbedrer ikke bare bindingsevnen mellom kobberoverflaten og påfølgende elektrolytisk kobber, men gir også et mer egnet overflatemiljø for adsorpsjon av katalysatorer.
Syredypning: Rengjør kobberpulveret festet til kobberoverflaten etter mikroetsing for å sikre renheten til kobberoverflaten og skape gunstige forhold for påfølgende aktiveringstrinn.
katalyse
Fornedsenking: forhindrer ufullstendig rensing av forrige prosess og urenheter fra å komme inn i den dyre palladiumtanken, mens den fukter epoksyharpiksens porevegger for å fremme adsorpsjon av katalysatoren på plateoverflaten. Forbløtleggingstanken og den påfølgende aktiveringstanken har i hovedsak samme sammensetning bortsett fra fravær av palladium.
Aktivering: Dette trinnet bruker vanligvis katalysatorer som Pd/Sn eller Pd/Cu for å la de negativt ladede palladiummicellene på overflaten feste seg til poreveggene på grunn av virkningen av den mesoporøse polymeren. Gjennom aktiveringsbehandling tilveiebringes katalytiske aktive steder for påfølgende kjemisk kobberavsetning, slik at kobberioner kan gjennomgå reduksjonsreaksjoner på disse aktive stedene.
Akselerasjon: Fjern den kolloidale delen av det ytre laget av kolloidale palladiumpartikler, eksponer den katalytiske palladiumkjernen, og sørg for god vedheft mellom det strømløse kobberbelegglaget og poreveggen. For eksempel fester palladiummiceller seg til brettet, og etter vannvask og lufting dannes et Sn (OH) 4-skall utenfor Pd-partiklene, som fjernes med akselerator av HBF4-typen for å eksponere palladiumkjernen.
Kjemisk kobberavsetning: Plasser det katalytisk behandlede trykte kretskortet i en kjemisk kobberavsetningstank som inneholder kobbersalter (som kobbersulfat) og reduksjonsmidler (som formaldehyd). Under den katalytiske virkningen av palladiumkjerne reduseres kobberioner av formaldehyd og avsettes på poreveggene til trykte kretskort og ikke-kobberfolieoverflater som krever ledningsevne, og danner gradvis et tynt kobberlag. Ettersom reaksjonen skrider frem, kan nygenerert kjemisk kobber og reaksjonsbiprodukt-hydrogen tjene som reaksjonskatalysatorer, noe som ytterligere fremmer den kontinuerlige fremdriften av reaksjonen og øker tykkelsen på kobberlaget. Typene kjemisk kobberavsetning kan deles inn i tynt kobber (0,25-0,5 μm), middels kobber (1-1,5 μm) og tykt kobber (2-2,5 μm) etter behov.
etter-behandling
Vannvask: Etter at kobberavsetningen er fullført, fjernes gjenværende kjemikalier på kretskortets overflate grundig gjennom fler-vannvasking for å forhindre negative effekter av gjenværende stoffer på etterfølgende prosesser.
Tørking: Ved å bruke metoder som varmluftstørking for å fjerne fuktighet fra overflaten av kretskortet, holde det i en tørr tilstand for senere lagring og behandling.
kvalitetskontroll
Baklysnivåtest: Lag hullveggskiver og observer dekningen av avsatt kobber på hullveggen ved hjelp av et metallografisk mikroskop. Baklysnivået er generelt delt inn i 10 nivåer, og jo høyere nivå, jo bedre dekning av avsatt kobber på hullveggen. Normalt krever industristandarder en vurdering på større enn eller lik 8,5. Gjennom bakgrunnslysnivåtesting kan ensartetheten og integriteten til det avsatte kobberlaget på hullveggen forstås intuitivt, og kvaliteten på det avsatte kobberet kan vurderes til å oppfylle kravene.
Deteksjon av kobberlagstykkelse: Bruk profesjonelt utstyr som røntgentykkelsesmålere for å måle tykkelsen på det avsatte kobberlaget, for å sikre at det oppfyller tykkelsesområdet som kreves av designet. Ulike bruksscenarier og produktkrav har varierende standarder for tykkelsen på kobberavsetningslaget.
Adhesjonstesting: Bruk metoder som tapetesting for å teste adhesjonen mellom kobberlaget og kretskortsubstratet. Bruk for eksempel et spesifikt klebebånd til å feste på overflaten av kobberlaget, dra det deretter raskt av og observer om kobberlaget har løsnet, for å vurdere om vedheften oppfyller standarden. God vedheft er en viktig indikator for å sikre stabiliteten og påliteligheten til det avsatte kobberlaget.
Inspeksjon av hullvegg: Ved hjelp av et mikroskop eller andre verktøy, inspiser kobberlaget på hullveggen nøye for kontinuitet, defekter som tomrom og sprekker, for å sikre at kvaliteten på kobberlaget på hullveggen oppfyller kravene til kretspålitelighet.
Nøkkelpunkter for prosesskontroll av kobberavsetning
Temperaturkontroll: Reaksjonshastigheten under kjemisk kobberavsetning er svært følsom for temperatur. For høy temperatur og rask reaksjonshastighet kan føre til ujevn avsetning av kobberlaget, noe som resulterer i defekter som ruhet og hulrom; Temperaturen er for lav, reaksjonshastigheten er langsom, kobberavsetningseffektiviteten er lav, og tykkelsen på kobberlaget er vanskelig å oppfylle kravene. For eksempel må temperaturen til en kjemisk kobberpletteringstank generelt kontrolleres nøyaktig mellom 25-35 grader, avhengig av formelen til den kjemiske løsningen som brukes og prosesskravene.
PH-kontroll: pH-verdien til en løsning kan påvirke formen til kobberioner og aktiviteten til reduksjonsmidler. Uhensiktsmessige pH-verdier kan hindre reaksjonen i å forløpe riktig eller føre til en reduksjon i kvaliteten på kobberlaget. I prosessen med kobberavsetning er det vanligvis nødvendig å kontrollere pH-verdien innenfor det alkaliske området 11-13 og opprettholde en stabil pH-verdi ved å legge til pH-justeringer.
Oppløsningskonsentrasjonskontroll: Konsentrasjonen av kobbersalter, reduksjonsmidler, chelateringsmidler og andre komponenter i oppløsningen må kontrolleres strengt innenfor det spesifiserte området. For høy eller utilstrekkelig konsentrasjon kan påvirke hastigheten og kvaliteten på kobberavsetningen. For eksempel kan en lav konsentrasjon av kobbersalt føre til langsom kobberavsetningshastighet og utilstrekkelig kobberlagtykkelse; For høy konsentrasjon av reduksjonsmiddel kan forårsake overdreven reaksjon og påvirke kobberlagets jevnhet. Det er nødvendig å teste og justere konsentrasjonen av medisinen regelmessig for å sikre at den er i den beste prosesstilstanden.
Reaksjonstidskontroll: Kobberavsetningstiden bestemmer den endelige tykkelsen på kobberlaget. Tiden er for kort, og tykkelsen på kobberlaget oppfyller ikke designkravene; Overdreven tid sløser ikke bare med ressurser, men kan også føre til tykke kobberlag, noe som resulterer i grov krystallisering og redusert vedheft. I henhold til ulike typer kobberavsetning og prosesskrav, bør kobberavsetningstiden kontrolleres nøyaktig. For eksempel er kobberavsetningstiden for tynt kobber generelt 10-15 minutter, mens for middels og tykt kobber bør den forlenges tilsvarende.