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El cobre sin galvanoplastia (cobre sin galvanoplastia, comúnmente conocido como cobre depositado o pth) es una reacción de oxidación y reducción autocatalítica. En primer lugar, se trata con un agente activado para que la superficie del sustrato aislante absorba una capa de partículas activas. Por lo general, se utilizan metales. Partículas de paladio (el paladio es un metal muy caro, el precio es muy alto y ha estado aumentando. para reducir costos, hay un proceso práctico de cobre coloide en funcionamiento en el extranjero. los iones de cobre se reducen primero en estas partículas de paladio metálico activo. estos son los núcleos de cobre metálico reducidos que en sí se convierten en capas catalíticas de iones de cobre. Esto hace que la reacción de reducción del cobre continúe en la superficie de estos nuevos núcleos de cobre. El recubrimiento de cobre sin electrodomésticos se ha utilizado ampliamente en nuestra industria de fabricación de pcb, y actualmente el más utilizado es el recubrimiento de cobre sin electrodomésticos para la metalización de agujeros de pcb.
El proceso de metalización de los agujeros de PCB es el siguiente:
Perforación + desbarbar de la placa de molienda + diez procesos de limpieza de agujeros completos de la placa superior diez veces doble lavado + recubrimiento químico de micro - grabado + doble lavado una vez pretratamiento de activación de paladio coloide una vez doble lavado + tratamiento de desgomado (aceleración) + doble lavado + un par de lavado de cobre diez veces placa inferior diez veces placa superior + ácido once veces Cobre diez lavado y una placa + secado
1. tratamiento previo al chapado
1. eliminación de burras
Después de la perforación de la placa de cobre, inevitablemente se producirán algunos pequeños burros en el agujero. Si no se eliminan estas rebabas, la calidad de los agujeros metálicos se verá afectada. La forma más fácil de eliminar el Burr es pulir la superficie de la lámina de cobre perforada con papel de arena de agua de 200 a 400. El método mecanizado de eliminación de Burr es utilizar una máquina de eliminación de burr. Los rodillos de molienda de la máquina de desbarbar utilizan cepillos de nylon o fieltro que contienen abrasivos de carburo de silicio. Al eliminar las rebabas, algunas rebabas caerán en la pared interior del agujero a lo largo de la dirección de movimiento de la superficie de la placa. La trituradora plana mejorada tiene un rodillo de cepillo de nylon giratorio bidireccional y un rodillo de cepillo de nylon oscilante, lo que elimina este problema.
2. tratamiento de limpieza de agujeros
Hay requisitos para todo el agujero del PCB multicapa, con el objetivo de eliminar la suciedad de la perforación y el tratamiento de micro - grabado del agujero. En el pasado, se utilizaba ácido sulfúrico concentrado para eliminar la suciedad de perforación, pero ahora se trata con permanganato de potasio alcalino, que luego se limpia y ajusta.
Cuando el agujero está metalizado, la reacción de chapado químico de cobre se produce simultáneamente en la pared del agujero y en toda la superficie de la lámina de cobre. Si algunas piezas no están limpias, afectará la resistencia a la Unión entre la capa de cobre sin recubrimiento y la lámina de cobre del conductor impreso, por lo que el sustrato debe limpiarse antes del cobre sin recubrimiento.
3. tratamiento de engrosamiento de la lámina de cobre
El grabado de la superficie de cobre (con una profundidad de grabado de 2 - 3 micras) se realiza mediante el método de micro - grabado químico, lo que permite a la superficie de cobre producir una micro - rugosidad desigual con la superficie activa para garantizar una fuerte relación entre la capa de cobre sin recubrimiento y el sustrato de lámina de cobre. resistencia a la unión. En el pasado, el tratamiento de rugosidad utilizaba principalmente persulfatos o soluciones acuosas de cloruro de cobre ácido para el tratamiento de rugosidad de micro - grabado. En la actualidad, se utiliza principalmente ácido sulfúrico / peróxido de hidrógeno (hs0 / h0), la velocidad de grabado es relativamente constante y el efecto de rugosidad es uniforme. Debido a que el peróxido de hidrógeno es fácil de descomponer, se deben agregar estabilizadores adecuados a la solución, lo que puede controlar la rápida descomposición del peróxido de hidrógeno, mejorar la estabilidad de la solución de grabado y reducir aún más los costos.
Segundo, activar
El objetivo de la activación es absorber una capa de partículas metálicas catalíticas en la superficie del sustrato para que la reacción de chapado químico de cobre pueda llevarse a cabo sin problemas en toda la superficie del sustrato. Los métodos comunes de tratamiento de activación son el método de activación sensible (método de activación paso a paso) y el método de activación de solución coloide (método de activación paso a paso).
III. chapado de cobre sin electrodomésticos
1. solución de cobre sin electrodomésticos
En la actualidad, las fórmulas más utilizadas son varias soluciones de chapado de cobre sin electrodomésticos que utilizan diferentes agentes complejantes, como se muestra en la siguiente tabla. La fórmula 1 es un complejo de tartrato de potasio y sodio. La ventaja es que la solución de cobre sin electrodomésticos tiene una baja temperatura de funcionamiento y es fácil de usar. Sin embargo, la estabilidad es pobre, la capa de cobre es frágil, el tiempo de recubrimiento de cobre debe controlarse adecuadamente, de lo contrario, el espesor excesivo de la capa de cobre frágil afectará la resistencia de Unión del recubrimiento con la matriz. La fórmula 2 es un complejo de edta2na, que tiene una alta temperatura de uso, una mayor tasa de deposición y una mejor estabilidad de la solución de galvanoplastia, pero es más costoso. La fórmula 3 es un agente complejante doble entre los dos.
2. estabilidad de la solución de cobre sin electrodomésticos
(1) causas de la inestabilidad de la solución de cobre sin electrodomésticos
En presencia de un catalizador, las principales reacciones del recubrimiento químico de cobre son las siguientes:
Además de las principales reacciones de la fórmula química anterior, también hay los siguientes efectos secundarios en la solución de cobre sin electrodomésticos.
A. reacción de desproporción del formaldehído en condiciones alcalinas concentradas, una parte del formaldehído se oxida en ácido fórmico y la otra parte se reduce al metanol. La reacción discriminatoria del formaldehído puede causar un consumo excesivo de formaldehído y también puede hacer que el baño se use prematuramente. El "envejecimiento" hace que el baño sea inestable.
B. en una solución alcalina de cobre, el formaldehído reduce una parte de cu2 + a cu2 +, la fórmula de reacción es
El cu20 producido por la fórmula de reacción (5 - 3) es ligeramente soluble en una solución alcalina:
Cu20 + H20 = 2cu + 20h ((5 - 4)
El cobre - cobre + que aparece en la reacción (5 - 4) es muy propenso a la reacción de desproporción.
2cu + = cu0à + cu2 + 5 - 6)
El cobre producido por la fórmula de reacción (5 - 5) es una partícula extremadamente fina que se dispersa aleatoriamente en una solución de chapado de cobre sin electrodomésticos. Estas partículas de cobre tienen un efecto catalítico. Si estas partículas de cobre no se controlan, pronto causarán la descomposición de toda la solución de galvanoplastia, que es la principal causa de la inestabilidad de la solución de galvanoplastia de cobre sin electrodomésticos.
(2) medidas para mejorar la estabilidad de la solución de cobre sin electrodomésticos
A. los estabilizadores añadidos con estabilizadores tienen una fuerte capacidad de complejos de cobre + en la solución, pero la capacidad de complejos de iones de cu2 + en la solución es pobre. Los iones de cobre + en esta solución no pueden producir una reacción de desproporción, por lo que pueden estabilizar la acción de la solución de cobre sin electrodomésticos. Los estabilizadores añadidos suelen ser compuestos que contienen azufre o N. por ejemplo: a, 'bipiridina, ferrocianuro de potasio, 2,9 dimetilfenantrolina, tiourea, 2 - mercaptobenzotiazol, etc.
B. durante el proceso de recubrimiento químico de cobre agitado por el aire, la solución se mezcla con el aire, lo que puede inhibir la producción de cu20 hasta cierto punto, estabilizando así la solución. Filtrar continuamente la solución de chapado en cobre sin electrodomésticos filtrando continuamente con un filtro con un tamaño de partícula de 5 pm, que puede filtrar las partículas activas en la solución de chapado en cualquier momento.
D. añadir compuestos de polímeros para ocultar partículas de cobre. Muchos compuestos poliméricos que contienen grupos hidroxi y éter pueden adsorberse en la superficie del cobre. De esta manera, las partículas de cobre producidas por la reacción de desproporción del cu20 perderán sus propiedades catalíticas después de absorber estos compuestos poliméricos en su superficie y ya no desempeñarán el papel de descomponer la solución. Los compuestos poliméricos más utilizados son el peg, el sulfuro de peg, etc.
Control de la carga de trabajo. Diferentes baños de cobre sin electrodomésticos tienen diferentes cargas de trabajo. Si se produce una "sobrecarga", la descomposición de la ranura de cobre sin electrodomésticos se acelerará. La carga de trabajo de las soluciones de cobre sin electrodomésticos enumeradas en la Tabla 4 durante el trabajo continuo no suele ser superior a 1dm2 / L.
3. resistencia de la capa de cobre sin electrodomésticos
Para garantizar la fiabilidad de la conexión de los agujeros metálicos de los pcb, la capa de cobre sin electrodomésticos debe tener suficiente resistencia. La razón principal de la mala tenacidad de la capa de cobre sin electrodomésticos es la liberación de hidrógeno cuando el formaldehído reduce cu2. Aunque el hidrógeno no se puede coproducir con el cobre, en la reacción de cobre, el hidrógeno se adsorbe en la superficie del cobre y acumula burbujas en la capa de cobre, lo que resulta en una gran cantidad de cámaras de burbujas en la capa de cobre. Estos huecos provocan reacciones químicas. la resistencia de la capa de cobre aumenta y la resistencia disminuye.
La principal medida para mejorar la tenacidad de la capa de cobre sin electrodomésticos es agregar un bloqueador de hidrógeno al baño para evitar que el hidrógeno se reúna en la superficie de la capa de cobre.
