Kobberaflejring, også kendt som kemisk kobberbelægning, forkortet PTH. Dens hovedformål er at afsætte et tyndt og ensartet kobberlag på ikke-ledende overflader af trykte kredsløb, såsom isolerede hulvægge og visse specifikke ikke-kobberfolieområder, gennem kemiske reaktioner, hvilket giver de oprindeligt ikke-ledende dele ledningsevne, lægger grundlaget for efterfølgende elektroplettering af sammenkoblinger af elektriske tryk og slutter sammenkobling af kobber. printplader.
Tager man et flerlags printkort som eksempel, skal elektriske forbindelser mellem lagene laves gennem vias. Efter boring er hulvæggen isoleret, og uden kobbernedsænkningsbehandling kan strøm ikke passere gennem hullet for at opnå mellemlagsledning. Kobberlaget er som at bygge en "bro", der tillader strømmen at flyde jævnt mellem lagene, hvilket sikrer integriteten og funktionaliteten af hele printpladens elektriske system. Hvis der er problemer med kobberaflejringsprocessen, såsom ujævn kobberlagsaflejring, utilstrækkelig tykkelse eller defekter såsom hulrum, kan det føre til ustabil signaltransmission, kortslutninger eller åbne kredsløb, hvilket alvorligt påvirker printkortets ydeevne og levetid.
Kobberaflejringsprocesflow
forbehandling
Afgratning: Efter boring kan huller på printpladen give grater, og boreaffald kan forblive inde i hullerne. Fjern disse grater og borspåner gennem mekanisk børstning og slibning for at sikre jævn efterfølgende bearbejdning, undgå beskadigelse af hulvæggen og overfladen og påvirke kobberaflejringseffekten.
Hævelse: For flerlagsplader kan epoxyharpiksen i det indre lag blive beskadiget under boringsprocessen. Brug specifikke kvældningsmidler, såsom æterbaserede organiske forbindelser, til at blødgøre og kvælde epoxyharpiksen, forberedelse til de efterfølgende afboringstrin for at sikre effektiv fjernelse af boreaffald og forbedre vedhæftningen mellem porevæggen og kobberlaget.
Fjern lim og borerester: Ved at udnytte den stærke oxiderende egenskab af kaliumpermanganat, under høje temperaturer og stærke alkaliske forhold, gennemgår det en oxidativ revnereaktion med opsvulmet og blødgjort epoxyharpiksboreaffald for at fjerne det. For eksempel reagerer kaliumpermanganat ved en bestemt temperatur og alkalisk miljø med kulstofkæderne i epoxyharpiks, hvilket får dem til at bryde og nedbrydes og derved opnå målet om at rense porevæggen.
Neutralisering: Fjern resterende stoffer såsom kaliumpermanganat, kaliumpermanganat og mangandioxid fra processen med at bruge kaliumpermanganat til at fjerne boreaffald. Fordi manganioner hører til tungmetalioner, kan de forårsage "palladiumforgiftning" i efterfølgende aktiveringstrin, hvilket får palladiumioner eller atomer til at miste deres aktiveringsaktivitet og derved påvirke effekten af poremetallisering. Derfor skal de fjernes grundigt.
Oliefjernelse/hulrensning: Brug af specialiserede oliefjernelsesmidler til at fjerne oliepletter og andre urenheder fra overfladen af pladen. På samme tid justeres porevæggens ladningsegenskaber gennem indvirkningen af det poredannende middel for at gøre dens overflade positivt ladet, hvilket fremmer efterfølgende ensartet katalysatoradsorption.
Mikroætsning: Anvendelse af mikroætsningsopløsning til at fjerne oxider og andre urenheder på kobberoverfladen og mikro-runing af kobberoverfladen. Dette forbedrer ikke kun bindingsevnen mellem kobberoverfladen og efterfølgende elektrolytisk kobber, men giver også et mere egnet overflademiljø til adsorption af katalysatorer.
Syredypning: Rengør kobberpulveret fastgjort til kobberoverfladen efter mikroætsning for at sikre kobberoverfladens renhed og skabe gunstige forhold for efterfølgende aktiveringstrin.
katalyse
Fornedsænkning: forhindrer ufuldstændig rensning af den tidligere proces og urenheder i at trænge ind i den dyre palladiumtank, mens epoxyharpiksens porevægge fugtes for at fremme adsorption af katalysatoren på pladens overflade. Forudblødningstanken og den efterfølgende aktiveringstank har stort set samme sammensætning bortset fra fraværet af palladium.
Aktivering: Dette trin bruger normalt katalysatorer såsom Pd/Sn eller Pd/Cu for at tillade de negativt ladede palladiummiceller på overfladen at klæbe til porevæggene på grund af virkningen af den mesoporøse polymer. Gennem aktiveringsbehandling tilvejebringes katalytiske aktive steder til efterfølgende kemisk kobberaflejring, hvilket tillader kobberioner at gennemgå reduktionsreaktioner på disse aktive steder.
Acceleration: Fjern den kolloide del af det ydre lag af kolloide palladiumpartikler, blotlægger den katalytiske palladiumkerne, og sikrer god vedhæftning mellem det strømløse kobberbelægningslag og porevæggen. For eksempel klæber palladiummiceller til pladen, og efter vandvask og beluftning dannes en Sn (OH) 4-skal uden for Pd-partiklerne, som fjernes med accelerator af HBF4-typen for at blotlægge palladiumkernen.
Kemisk kobberaflejring: Placer det katalytisk behandlede printkort i en kemisk kobberaflejringstank, der indeholder kobbersalte (såsom kobbersulfat) og reduktionsmidler (såsom formaldehyd). Under den katalytiske virkning af palladiumkerne reduceres kobberioner af formaldehyd og aflejres på porevæggene på printplader og ikke-kobberfolieoverflader, der kræver ledningsevne, og danner gradvist et tyndt kobberlag. Efterhånden som reaktionen skrider frem, kan nyudviklet kemisk kobber og reaktionsbiprodukt-brint tjene som reaktionskatalysatorer, hvilket yderligere fremmer den kontinuerlige fremgang af reaktionen og øger tykkelsen af kobberlaget. Typerne af kemisk kobberaflejring kan opdeles i tyndt kobber (0,25-0,5 μm), medium kobber (1-1,5 μm) og tykt kobber (2-2,5 μm) efter behov.
efter-behandling
Vandvask: Efter at kobberaflejringen er afsluttet, fjernes de resterende kemikalier på printpladens overflade grundigt gennem fler-vandsvask for at forhindre negative virkninger af reststoffer på efterfølgende processer.
Tørring: Brug af metoder som varmlufttørring til at fjerne fugt fra overfladen af printpladen og holde den i en tør tilstand til efterfølgende opbevaring og behandling.
kvalitetskontrol
Baggrundslysniveautest: Lav hulvægsskiver og observer dækningen af aflejret kobber på hulvæggen ved hjælp af et metallografisk mikroskop. Baggrundsbelysningsniveauet er generelt opdelt i 10 niveauer, og jo højere niveau, jo bedre dækning af aflejret kobber på hulvæggen. Normalt kræver industristandarder en vurdering på større end eller lig med 8,5. Gennem test af baggrundslysniveau kan ensartetheden og integriteten af det aflejrede kobberlag på hulvæggen intuitivt forstås, og kvaliteten af det aflejrede kobber kan vurderes at opfylde kravene.
Detektion af kobberlagstykkelse: Brug professionelt udstyr såsom røntgentykkelsesmålere til at måle tykkelsen af det aflejrede kobberlag, så du sikrer, at det opfylder det tykkelsesområde, der kræves af designet. Forskellige anvendelsesscenarier og produktkrav har forskellige standarder for tykkelsen af kobberaflejringslaget.
Vedhæftningstest: Brug metoder som tapetest til at teste vedhæftningen mellem kobberlaget og printpladesubstratet. Brug for eksempel en specifik klæbende tape til at klæbe på overfladen af kobberlaget, pil det derefter hurtigt af og observer, om kobberlaget er skallet af, for at vurdere, om vedhæftningen lever op til standarden. God vedhæftning er en vigtig indikator for at sikre stabiliteten og pålideligheden af det aflejrede kobberlag.
Inspektion af hulvæg: Ved hjælp af et mikroskop eller andre værktøjer skal du omhyggeligt inspicere kobberlaget på hulvæggen for kontinuitet, defekter såsom hulrum og revner for at sikre, at kvaliteten af kobberlaget på hulvæggen opfylder kravene til kredsløbspålidelighed.
Nøglepunkter for kobberaflejringsprocessens kontrol
Temperaturkontrol: Reaktionshastigheden under kemisk kobberaflejring er meget temperaturfølsom. For høj temperatur og hurtig reaktionshastighed kan føre til ujævn aflejring af kobberlaget, hvilket resulterer i defekter såsom ruhed og hulrum; Temperaturen er for lav, reaktionshastigheden er langsom, kobberaflejringseffektiviteten er lav, og tykkelsen af kobberlaget er vanskelig at opfylde kravene. For eksempel skal temperaturen på en kemisk kobberbelægningstank generelt kontrolleres præcist mellem 25-35 grader afhængigt af formlen for den anvendte kemiske opløsning og proceskravene.
PH-kontrol: pH-værdien af en opløsning kan påvirke formen af kobberioner og aktiviteten af reduktionsmidler. Uhensigtsmæssige pH-værdier kan forhindre reaktionen i at forløbe korrekt eller føre til et fald i kobberlagets kvalitet. I processen med kobberaflejring er det normalt nødvendigt at kontrollere pH-værdien inden for det alkaliske område på 11-13 og opretholde en stabil pH-værdi ved at tilføje pH-justeringsmidler.
Kontrol af opløsningskoncentration: Koncentrationen af kobbersalte, reduktionsmidler, chelateringsmidler og andre komponenter i opløsningen skal kontrolleres nøje inden for det specificerede område. For høj eller utilstrækkelig koncentration kan påvirke hastigheden og kvaliteten af kobberaflejring. For eksempel kan en lav koncentration af kobbersalt føre til langsom kobberaflejringshastighed og utilstrækkelig kobberlagtykkelse; For høj koncentration af reduktionsmiddel kan forårsage overdreven reaktion og påvirke kobberlagets ensartethed. Det er nødvendigt regelmæssigt at teste og justere koncentrationen af medicinen for at sikre, at den er i den bedste procestilstand.
Reaktionstidskontrol: Kobberaflejringstiden bestemmer den endelige tykkelse af kobberlaget. Tiden er for kort, og tykkelsen af kobberlaget opfylder ikke designkravene; Overdreven tid spilder ikke kun ressourcer, men kan også føre til tykke kobberlag, hvilket resulterer i grov krystallisation og nedsat vedhæftning. I henhold til forskellige typer kobberaflejring og proceskrav skal kobberaflejringstiden styres nøjagtigt. For eksempel er kobberaflejringstiden for tyndt kobber generelt 10-15 minutter, mens den for mellem- og tyk kobber bør forlænges tilsvarende.