Teknik PCB - Proses penutup tembaga untuk desain papan sirkuit PCB

Coppe Plating Eletcroless (Coppe Plating Eletcroless biasanya juga dipanggil tembaga tenggelam atau PTH) adalah reaksi semula automatik. Pertama, ia dirawat dengan aktivator untuk membuat permukaan substrat mengisolasi adsorb lapisan partikel aktif. Biasanya logam digunakan. Partikel palladium (palladium adalah logam yang sangat mahal, harga yang tinggi dan telah meningkat, untuk mengurangi kos, terdapat proses tembaga kolloidal praktik dalam operasi di luar negeri), ion tembaga pertama kali dikurangkan pada partikel palladium logam aktif, dan ini adalah nukleus kristal tembaga logam yang dikurangkan sendiri menjadi lapisan katalitik ion tembaga, Jadi reaksi pengurangan tembaga terus berlangsung pada permukaan nuklir kristal tembaga baru ini. Plating tembaga tanpa listrik telah digunakan secara luas dalam industri penghasilan PCB kami, dan sekarang paling ia menggunakan plating tembaga tanpa listrik untuk metalisasi lubang PCB.

Proses metalisasi lubang PCB adalah seperti ini:

Pemacu + pembuangan piring + piring atas sepuluh lubang pencucian pencucian sepuluh lubang pencucian sepuluh pencucian ganda + pencucian kimia mikro-pencucian ganda + pencucian ganda satu pencucian pra-soaking satu pencucian aktivasi palladium kolloidal satu pencucian ganda + pencucian ganda + pencucian ganda + pencucian tenggelam Copper satu pasangan pencucian air sepuluh papan bawah sepuluh papan atas + pencucia tembaga 10 air cuci satu papan + kering

1. Rawatan awal

1. Menyahpepijat

Selepas menggali papan kayu tembaga, beberapa letupan kecil tidak dapat dihasilkan di lubang. Jika letupan ini tidak dibuang, kualiti lubang metalisasi akan terpengaruh. Cara paling mudah untuk deburr adalah untuk mengosongkan permukaan foli tembaga selepas menggali dengan 200~400 kertas pasir air. Kaedah penyahpepijatan mekanikal adalah untuk menggunakan mesin penyahpepijatan. Roler menggiling mesin mengguling mengadopsi berus nylon atau perasaan yang mengandungi karbid silikon abrasif. Apabila mesin deburring umum menghapuskan burs, beberapa burs jatuh ke dinding dalaman lubang sepanjang arah bergerak permukaan piring. Mesin pemilihan piring yang lebih baik mempunyai roller berus nylon berputar dua arah dengan roller berus nylon yang bergerak, yang menghapuskan masalah ini.

2. Perubahan pembersihan lubang

Terdapat keperluan untuk seluruh lubang PCB berbilang lapisan, tujuan adalah untuk membuang tanah bor dan rawatan micro-etching lubang. Pada masa lalu, asid sulfurik terkonsentrasi digunakan untuk membuang tanah pengeboran, tetapi sekarang rawatan permanganat kalium alkalin digunakan, diikuti oleh rawatan pembersihan dan penyesuaian.

Apabila lubang itu diletalkan, reaksi penutup tembaga tanpa elektro berlaku secara bersamaan pada dinding lubang dan seluruh permukaan foil tembaga. Jika beberapa bahagian tidak bersih, ia akan mempengaruhi kekuatan ikatan antara lapisan plat tembaga tanpa elektro dan foil tembaga konduktor dicetak, jadi substrat mesti bersih sebelum plat tembaga tanpa elektro.

3. Perubahan keras foil tebing

Permukaan tembaga dicetak dengan kaedah mikro-etching kimia (kedalaman etching ialah 2-3 mikron), sehingga permukaan tembaga menghasilkan kekerasan mikro yang tidak sama dengan permukaan aktif, sehingga memastikan ada hubungan tegas antara lapisan tembaga tanpa elektro dan substrat foil tembaga Kekuatan ikatan. Dalam masa lalu, rawatan penyumbatan terutamanya menggunakan persulfat atau asid klorid air solusi untuk rawatan penyumbatan penyumbatan mikro. Hari ini, asid sulfur/peroksid hidrogen (HS0/H0) kebanyakan digunakan, kelajuan pencetak relatif konstan, dan kesan pencetak adalah seragam. Oleh kerana peroksid hidrogen mudah untuk dihancurkan, penyesuaian yang sesuai patut ditambah ke penyelesaian, yang boleh mengawal penyesuaian cepat peroksid hidrogen, meningkatkan kestabilan penyelesaian etching, dan mengurangkan lebih lanjut biaya.

Kedua, aktivasi

Tujuan pengaktifan adalah untuk mengabsorb lapisan partikel logam katalitik pada permukaan substrat, sehingga reaksi pembuluhan tembaga tanpa elektro boleh melanjutkan dengan lancar pada seluruh permukaan substrat. Kaedah rawatan aktivasi yang biasa digunakan termasuk kaedah sensitisasi-aktivasi (kaedah aktivasi langkah) dan kaedah aktivasi solusi koloid (kaedah aktivasi satu langkah).

Tiga, penutup tembaga tanpa elektro

1. Solusi penutup tembaga tanpa elektrik

Pada masa ini, formula yang paling luas digunakan adalah beberapa jenis penyelesaian plat tembaga tanpa elektro menggunakan ejen kompleks berbeza seperti yang disenaraikan dalam jadual berikut. Formula 1 adalah ejen kompleks natrium tartrat kalium. Keuntungannya ialah bahawa penyelesaian plat tembaga tanpa elektro mempunyai suhu operasi rendah dan mudah digunakan. Tetapi kestabilan adalah lemah, lapisan plating tembaga adalah lemah, masa plating tembaga perlu dikawal dengan betul, jika tidak lapisan plating tembaga lemah terlalu tebal akan mempengaruhi kekuatan ikatan lapisan plating dan substrat. Formulasi 2 adalah ejen kompleks EDTA2Na, yang mempunyai suhu penggunaan tinggi, kadar deposisi yang lebih tinggi, dan kestabilan yang lebih baik penyelesaian plating, tetapi biaya lebih tinggi. Formulasi 3 ialah ejen kompleks ganda, di suatu tempat di antara.

2. Kestabilan penyelesaian penapisan tembaga tanpa elektro

(1) Alasan untuk ketidakstabilan penyelesaian platting tembaga tanpa elektro

Dalam kehadiran seorang katalis, reaksi utama pembuluhan tembaga tanpa elektro adalah sebagai berikut:

Selain reaksi utama formula di atas dalam penyelesaian platan tembaga tanpa elektro, terdapat juga reaksi samping berikut.

a. Reaksi disproportionasi formaldehid-di bawah keadaan alkali berkoncentrasi, sebahagian formaldehid diuksidasi kepada asid formik, dan bahagian lain dikurangkan kepada metanol. Reaksi diskriminasi formaldehyde akan menyebabkan konsumsi berlebihan formaldehyde dan juga membuat penyelesaian plating awal. "Penuaan" membuat penyelesaian penapisan tidak stabil.

b. Dalam penyelesaian platan tembaga alkalin, formaldehid mengurangkan sebahagian dari Cu2+ kepada Cu+, dan formula reaksi adalah

Cu20 yang dihasilkan dengan formula reaksi (5-3) adalah sedikit solusi dalam penyelesaian alkalin:

Cu20+H20=2Cu++20H-(5-4)

Cu+ tembaga muncul dalam reaksi (5-4) sangat cenderung untuk reaksi tidak proporsional

2Cu+=Cu0 â″+ Cu2+ 5-6)

Copper yang dihasilkan dengan formula reaksi (5-5) adalah partikel yang sangat halus, yang secara rawak dipancarkan dalam penyelesaian plat tembaga tanpa elektro. Partikel tembaga ini adalah katalitik. Jika partikel tembaga ini tidak dikawal, ia akan dengan cepat membawa ke seluruh pecahan penyelesaian plating adalah sebab utama untuk ketidakstabilan penyelesaian plating tembaga tanpa elektro.

(2) Tindakan untuk meningkatkan kestabilan penyelesaian platan tembaga tanpa elektro

a. Tambah penyesuaian penyesuaian ditambah mempunyai kemampuan kompleks yang sangat kuat untuk Cu+, tetapi kemampuan kompleks yang lemah untuk ion Cu2+ dalam penyelesaian. Ion Cu+ dalam penyelesaian ini tidak boleh menghasilkan reaksi tidak proporsional, jadi ia boleh stabilkan kimia peran penyelesaian plat tembaga. Pentabilan ditambah adalah secara umum campuran yang mengandungi sulfur atau N. Contohnya: a'bipyridine, ferrocyanide kalium, 2,9 dimethyl phenanthroline, thiourea, 2-mercaptobenzothiazole, dll.

b. Dalam proses pembuluhan tembaga tanpa elektro dengan menggerakkan udara, penyelesaian bergerak dengan udara, yang boleh menghalang produksi Cu20 ke suatu kadar tertentu, dengan itu menetapkan penyelesaian. c. Penapisan terus-menerus Solusi penapisan tembaga kimia terus-menerus ditapis dengan unsur penapis dengan saiz partikel 5 pm, yang boleh menapis keluar bahan partikel aktif dalam penyelesaian penapisan kapanpun.

d. Tambah komponen polimer ke topeng partikel tembaga. Banyak komponen polimer yang mengandungi kumpulan hidroksil dan ether boleh diabsorb pada permukaan tembaga. Dengan cara ini, partikel tembaga yang dihasilkan kerana tindakan tidak proporsional Cu20 akan kehilangan prestasi katalitik mereka selepas menyerbu komponen polimer ini di permukaan mereka dan tidak lagi bermain peran untuk memusnahkan penyelesaian. Komponen polimer yang paling biasa digunakan adalah polyethylene glycol, polyethylene glycol sulfide dan sebagainya.

e. Kawalan muatan kerja. Bilik mandi tembaga tanpa elektro berbeza mempunyai muatan kerja yang berbeza. Jika "overload" berlaku, penghapusan mandi tembaga tanpa elektro akan dipercepat. Muatan kerja penyelesaian peletakan tembaga tanpa elektro yang terdaftar dalam Jadual 4 biasanya tidak lebih besar daripada 1dm2/L semasa kerja terus menerus.

3. Kekerasan lapisan tembaga tanpa elektro

Untuk memastikan kepercayaan sambungan lubang metalisasi PCB, lapisan tembaga tanpa elektro mesti mempunyai ketepatan yang cukup. Alasan utama untuk kesukaran lemah lapisan tembaga tanpa elektro adalah disebabkan pembebasan hidrogen apabila formaldehid mengurangi Cu2. Walaupun hidrogen tidak boleh ditempatkan bersama-sama dengan tembaga, dalam reaksi plating tembaga, hidrogen akan adsorb pada permukaan tembaga dan mengumpulkan gelembung ke dalam lapisan plating tembaga, menyebabkan sejumlah besar lubang gelembung dalam lapisan plating tembaga. Kekerasan ini akan menyebabkan kimia Keperlawanan lapisan lapisan tembaga menjadi lebih tinggi dan kesukaran menjadi lebih teruk.

Ukuran utama untuk meningkatkan ketepatan lapisan tembaga tanpa elektro adalah menambah ejen penghalang hidrogen dalam penyelesaian plating untuk mencegah hidrogen berkumpul di permukaan lapisan tembaga.