PCB 기술 - PCB 회로 기판 설계의 구리 도금 공정

무전기 구리 도금 (무전기 구리는 일반적으로 침동 또는 PTH라고도 함) 은 자체 촉매 산화 환원 반응입니다.우선 절연 라이닝 표면에 활성 입자가 한 층 흡착되도록 활성제로 처리한다.일반적으로 금속을 사용합니다.팔라듐 입자 (팔라듐은 매우 비싼 금속으로 가격이 매우 높고 계속 상승하고 있으며, 원가를 낮추기 위해 외국에서 실용적인 콜로이드 구리 공정이 조작되고 있다), 구리 이온은 먼저 이러한 활성 금속 팔라듐 입자에 환원된다. 이것은 환원된 금속 구리 결정 자체가 구리 이온의 촉매층이 된다.구리의 환원 반응을 이 새로운 구리 결정핵의 표면에서 계속 진행하게 하다.화학도금은 우리나라 PCB 제조업에서 광범위하게 응용되고 있으며, 현재 가장 많이 응용되고 있는 것은 화학도금이다.

PCB 구멍 금속화 프로세스는 다음과 같습니다.

드릴 + 마모판 가시 제거 + 상판 10회 전체 구멍 세척 처리 10회 트윈 워싱 + 미식각 화학 조화 + 트윈 워싱 1회 예침 처리 1회 콜로이드 팔라듐 활성화 처리 1회 트윈 워싱 + 탈고 처리(가속) + 트윈 워싱 + 침동 1쌍 워싱 10회 하판 10회 상판 + 산 워싱 11회구리 10 워싱 1 판 + 건조

1. 프리 도금 처리

1. 가시 제거

동판을 도금하여 구멍을 뚫은 후, 구멍에 작은 가시가 생기는 것을 피할 수 없다.이러한 가시를 제거하지 않으면 금속화 구멍의 질량이 영향을 받습니다.가시를 제거하는 가장 간단한 방법은 200~400의 물사포로 구멍을 뚫은 동박 표면을 다듬는 것이다.가시 제거의 기계화 방법은 가시 제거기를 사용하는 것이다.가시제거기의 롤러는 탄화규소 연마재를 함유한 나일론 브러시나 펠트를 사용한다.일반적으로 가시제거기는 가시를 제거할 때 일부 가시는 판면의 이동방향을 따라 구멍내벽으로 떨어진다.개선된 평면 연마기는 양방향 회전 나일론 브러시 롤러와 진동 나일론 브러시 롤러를 사용하여 이 문제를 제거했다.

2. 청공 처리

다층 PCB의 전체 구멍에 대한 요구는 드릴 구멍 때와 구멍 미세 식각 처리를 제거하기 위한 것이다.과거에는 진한 황산으로 시추 때를 제거했으나 지금은 알칼리성 과망간산칼륨으로 처리한 뒤 세척과 조정 처리를 하고 있다.

구멍이 금속화되면 구멍 벽과 동박의 전체 표면에 화학 구리 도금 반응이 동시에 발생합니다.만약 일부 부품이 청결하지 않으면 화학도금층과 인쇄도체 동박 사이의 결합강도에 영향을 미치므로 화학도금하기 전에 반드시 기판을 청결해야 한다.

3. 동박의 조화 처리

화학 미식각법으로 구리 표면을 식각(식각 깊이는 2-3㎛)하여 구리 표면에 활성 표면을 가진 고르지 않은 미세 거친도를 발생시켜 화학 구리 도금층과 동박 기판 사이에 견고한 결합 강도를 확보한다.과거에는 조잡화 처리에 황산염이나 산성염화구리 수용액을 주로 사용하여 미식각 조잡화 처리를 한 적이 있다.현재 황산/과산화수소(HS0/H0)를 주로 사용하고 있으며, 식각 속도가 상대적으로 일정하고 거친화 효과가 균일하다.과산화수소는 쉽게 분해되기 때문에 용액에 적합한 안정제를 첨가해야 한다. 과산화수소의 빠른 분해를 통제하고 식각 용액의 안정성을 높여 원가를 더욱 낮출 수 있다.

둘째, 활성화

활성화의 목적은 기판 표면에 촉매 금속 입자를 한 층 흡착하여 화학 구리 도금 반응이 전체 기판 표면에서 순조롭게 진행될 수 있도록 하는 것이다.흔히 사용하는 활성화 처리 방법으로는 민화 활성화법(단계별 활성화법)과 콜로이드 용액 활성화법(단계별 활성화법)이 있다.

3. 화학도금 구리

1. 화학 구리도금 용액

현재 가장 널리 사용되는 처방은 다음과 같이 서로 다른 락합제를 사용하는 몇 가지 화학 구리 도금 용액입니다.식1은 주석산 칼륨 나트륨 접합제이다.화학 구리 도금 용액은 작동 온도가 낮고 사용하기 쉽다는 장점이 있습니다.그러나 안정성이 떨어지고 구리도금층이 아삭아삭하므로 구리도금시간을 적당히 통제해야 한다. 그렇지 않을 경우 아삭아삭한 구리도금층이 너무 두꺼우면 도금층과 기체의 결합강도에 영향을 줄수 있다.조제2는 EDTA2Na 락합제로서 비교적 높은 사용온도, 비교적 높은 퇴적속도와 비교적 좋은 도금액안정성을 갖고있지만 원가가 비교적 높다.레시피 3은 둘 사이의 이중 접합제입니다.

2. 화학도금 용액의 안정성

(1) 화학 구리 도금 용액이 불안정한 원인

촉매의 존재하에 화학도금의 주요반응은 다음과 같다.

화학 구리 도금 용액에는 상술한 화학식의 주요 반응 외에 다음과 같은 부반응이 존재한다.

a. 포름알데히드는 농염기 조건에서 기화 반응을 일으켜 일부 포름알데히드는 포름산으로 산화되고 다른 일부는 메탄올로 환원된다.포름알데히드의 차별적 반응은 포름알데히드의 과도한 소모를 초래하고 도금액을 너무 일찍 사용하게 할 수 있다.노화는 도금액을 불안정하게 한다.

b. 알칼리성 구리 도금 용액에서 포름알데히드는 Cu2+의 일부를 Cu+로 환원하고 반응식은

반응식 (5-3) 에 의해 생성 된 Cu20은 알칼리성 용액에서 약간 용해됩니다:

Cu20+H20=2Cu++20H-（5-4）

반응(5-4)에 나타난 구리-Cu+는 기화반응이 발생하기 쉽다

2Cu+=Cu0â+Cu2+5-6）

반응식 (5-5) 에서 생성 된 구리는 화학 구리 도금 용액에 무작위로 분산 된 극세사 입자입니다.이 구리 알갱이들은 촉매 작용을 한다.만약 이러한 구리 입자가 통제되지 않는다면, 곧 전체 도금액의 분해를 초래할 수 있는데, 이는 화학 도금액의 불안정의 주요 원인이다.

(2) 화학 구리 도금 용액의 안정성을 높이는 조치

a. 안정제를 첨가하여 첨가한 안정제는 용액중의 Cu+에 대해 아주 강한 락합능력을 갖고있지만 용액중의 Cu2+이온에 대한 락합능력이 비교적 낮다.이 용액의 Cu + 이온은 기화 반응을 일으키지 않기 때문에 화학 구리 도금 용액의 역할을 안정시킬 수 있다.첨가되는 안정제는 일반적으로 황이나 N을 함유한 화합물이다. 예를 들면 a,'연피리딘, 아철시안화칼륨, 2, 9 디메틸피롤린, 티오요소, 2 - 디메틸벤젠 및 티아졸 등이다.

b. 공기를 섞는 화학 구리 도금 과정에서 용액이 공기와 함께 섞이면 Cu20의 발생을 어느 정도 억제하여 용액을 안정시킬 수 있다.c. 연속 여과 화학 구리 도금 용액은 입경 5pm의 여과심으로 연속 여과하여 수시로 전기 도금 용액 중의 활성 과립물을 여과할 수 있다.

d. 구리 입자를 숨기기 위해 폴리머 화합물을 추가합니다.히드록시와 에테르기를 함유한 많은 폴리머 화합물은 구리 표면에 흡착할 수 있다.이렇게 하면 Cu20의 기화 반응으로 인해 생성 된 구리 입자가 이러한 폴리머 화합물을 표면에 흡착하면 촉매 성능이 손실되어 더 이상 용액을 분해하는 역할을 하지 않습니다.가장 많이 사용되는 고분자 화합물로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 황화물 등이 있다.

e. 워크로드 제어.서로 다른 화학 구리 도금 욕구는 서로 다른 작업량을 가지고 있다."과부하" 가 발생하면 화학 구리 도금 목욕의 분해가 가속화됩니다.표 4에 나열된 화학 구리 도금 용액의 연속 작업 중 워크로드는 일반적으로 1dm2/L보다 크지 않습니다.

3. 화학도금층의 강인성

PCB 금속화 구멍 연결의 신뢰성을 보장하기 위해 화학 구리 도금 층은 충분한 근성을 가져야합니다.화학도금층의 근성이 떨어지는 주요 원인은 포름알데히드가 Cu2로 환원될 때 수소가 방출되기 때문이다.수소는 구리와 함께 퇴적할 수 없지만, 구리 도금 반응에서 수소는 구리 표면에 흡착되고 구리 도금층에 기포가 축적되어 구리 도금층에 대량의 기포 챔버가 나타난다.이 구멍들은 화학반응을 일으킨다. 구리 도금층의 저항은 높아지고 근성은 떨어진다.

화학도금층의 인성을 높이는 주요조치는 도금액에 수소차단제를 첨가하여 수소가 동층의 표면적에 모이지 않도록 방지하는것이다.