Koppardeposition, även känd som kemisk kopparplätering, förkortat PTH. Dess huvudsakliga syfte är att avsätta ett tunt och enhetligt kopparskikt på icke-ledande ytor av tryckta kretskort, såsom isolerade hålväggar och vissa specifika icke-kopparfolieområden, genom kemiska reaktioner, vilket ger de ursprungligen icke-ledande delarna ledningsförmåga, lägger grunden för efterföljande elektroplätering av sammankopplingar av kopparbeläggningar och sammankopplade kopparprocesser. kretskort.
Med flerlagers kretskort som exempel måste elektriska anslutningar mellan skikten göras genom vias. Efter borrning är hålväggen isolerad och utan kopparnedsänkningsbehandling kan ström inte passera genom hålet för att uppnå mellanskiktsledning. Kopparlagret är som att bygga en "bro", vilket låter ström flyta smidigt mellan lagren, vilket säkerställer integriteten och funktionaliteten hos hela kretskortets elektriska system. Om det finns problem med kopparavsättningsprocessen, såsom ojämn avsättning av kopparskikt, otillräcklig tjocklek eller defekter såsom tomrum, kan det leda till instabil signalöverföring, kortslutningar eller öppna kretsar, vilket allvarligt påverkar prestanda och livslängd för kretskortet.
Koppardeponeringsprocessflöde
förbearbetning
Gradning: Efter borrning kan hål på kretskort ge grader och borrskräp kan finnas kvar inuti hålen. Ta bort dessa grader och borrspån genom mekanisk borstning och slipning för att säkerställa smidig efterföljande bearbetning, undvika skador på hålväggen och ytan och påverka kopparavsättningseffekten.
Svällning: För flerskiktsskivor kan epoxihartsen i det inre lagret skadas under borrningsprocessen. Använd specifika svällningsmedel, såsom eterbaserade organiska föreningar, för att mjuka upp och svälla epoxihartset, förbered dig för de efterföljande borrningsstegen för att säkerställa effektivt avlägsnande av borrrester och förbättra vidhäftningen mellan porväggen och kopparskiktet.
Ta bort lim och borrskräp: Genom att använda den starka oxiderande egenskapen hos kaliumpermanganat, under höga temperaturer och starka alkaliska förhållanden, genomgår det en oxidativ sprickreaktion med svullna och uppmjukade epoxihartsborrrester för att avlägsna det. Till exempel, vid en viss temperatur och alkalisk miljö, reagerar kaliumpermanganat med kolkedjorna i epoxiharts, vilket gör att de går sönder och sönderdelas och uppnår därmed målet att rengöra porväggen.
Neutralisering: Ta bort restsubstanser som kaliumpermanganat, kaliumpermanganat och mangandioxid från processen att använda kaliumpermanganat för att avlägsna borrrester. Eftersom manganjoner tillhör tungmetalljoner kan de orsaka "palladiumförgiftning" i efterföljande aktiveringssteg, vilket gör att palladiumjoner eller atomer förlorar sin aktiveringsaktivitet och därigenom påverka effekten av pormetallisering. Därför måste de tas bort ordentligt.
Oljeborttagning/hålrengöring: Använd specialiserade oljeborttagningsmedel för att ta bort oljefläckar och andra föroreningar från skivans yta. Samtidigt, genom verkan av det porbildande medlet, justeras porväggens laddningsegenskaper för att göra dess yta positivt laddad, vilket främjar efterföljande enhetlig katalysatoradsorption.
Mikroetsning: Använder mikroetsningslösning för att avlägsna oxider och andra föroreningar på kopparytan och mikrouppruggning av kopparytan. Detta förbättrar inte bara bindningsförmågan mellan kopparytan och efterföljande elektrolytisk koppar, utan ger också en mer lämplig ytmiljö för adsorption av katalysatorer.
Syra nedsänkning: Rengör kopparpulvret fäst på kopparytan efter mikroetsning för att säkerställa kopparytans renhet och skapa gynnsamma förhållanden för efterföljande aktiveringssteg.
katalys
Förnedsänkning: förhindrar ofullständig rengöring av den tidigare processen och föroreningar från att komma in i den dyra palladiumtanken, samtidigt som den väter epoxihartsens porväggar för att främja adsorption av katalysatorn på plattans yta. Förblötningstanken och den efterföljande aktiveringstanken har i princip samma sammansättning förutom frånvaron av palladium.
Aktivering: Detta steg använder vanligtvis katalysatorer som Pd/Sn eller Pd/Cu för att tillåta de negativt laddade palladiummicellerna på ytan att fästa vid porväggarna på grund av verkan av den mesoporösa polymeren. Genom aktiveringsbehandling tillhandahålls katalytiska aktiva platser för efterföljande kemisk kopparavsättning, vilket tillåter kopparjoner att genomgå reduktionsreaktioner på dessa aktiva platser.
Acceleration: Ta bort den kolloidala delen av det yttre lagret av kolloidala palladiumpartiklar, exponera den katalytiska palladiumkärnan, vilket säkerställer god vidhäftning mellan det strömlösa kopparpläteringslagret och porväggen. Till exempel fäster palladiummiceller på skivan och efter vattentvättning och luftning bildas ett Sn (OH) 4-skal utanför Pd-partiklarna, som avlägsnas med accelerator av HBF4-typ för att exponera palladiumkärnan.
Kemisk kopparavsättning: Placera det katalytiskt behandlade kretskortet i en kemisk kopparavsättningstank som innehåller kopparsalter (som kopparsulfat) och reduktionsmedel (som formaldehyd). Under den katalytiska verkan av palladiumkärna reduceras kopparjoner av formaldehyd och avsätts på porväggarna på kretskort och icke kopparfolieytor som kräver ledningsförmåga, och bildar gradvis ett tunt kopparskikt. När reaktionen fortskrider kan nybildad kemisk koppar och reaktionsbiproduktväte fungera som reaktionskatalysatorer, vilket ytterligare främjar den kontinuerliga reaktionen och ökar tjockleken på kopparskiktet. Typerna av kemisk koppardeposition kan delas in i tunn koppar (0,25-0,5 μm), medium koppar (1-1,5 μm) och tjock koppar (2-2,5 μm) efter behov.
efter-bearbetning
Vattentvätt: Efter att kopparavsättningen är klar, avlägsnas de kvarvarande kemikalierna på kretskortets yta noggrant genom fler-vattentvätt för att förhindra negativa effekter av restsubstanser på efterföljande processer.
Torkning: Använd metoder som varmluftstorkning för att avlägsna fukt från ytan på det tryckta kretskortet, hålla det i torrt tillstånd för efterföljande lagring och bearbetning.
kvalitetskontroll
Bakgrundsbelysningsnivåtest: Gör hålväggsskivor och observera täckningen av avsatt koppar på hålväggen med hjälp av ett metallografiskt mikroskop. Bakgrundsbelysningsnivån är i allmänhet uppdelad i 10 nivåer, och ju högre nivå, desto bättre täckning av avsatt koppar på hålväggen. Normalt kräver branschstandarder ett betyg på större än eller lika med 8,5. Genom testning av bakgrundsbelysningsnivå kan likformigheten och integriteten hos det deponerade kopparskiktet på hålväggen intuitivt förstås, och kvaliteten på den deponerade kopparn kan bedömas uppfylla kraven.
Detektering av kopparskikttjocklek: Använd professionell utrustning som röntgentjockleksmätare för att mäta tjockleken på det avsatta kopparskiktet, och se till att det uppfyller tjockleksintervallet som designen kräver. Olika tillämpningsscenarier och produktkrav har olika standarder för tjockleken på kopparavsättningsskiktet.
Vidhäftningstestning: Använd metoder som tejptestning för att testa vidhäftningen mellan kopparskiktet och kretskortssubstratet. Använd till exempel en specifik tejp för att fästa på ytan av kopparskiktet, dra sedan snabbt av det och observera om kopparskiktet har lossnat, för att utvärdera om vidhäftningen uppfyller standarden. God vidhäftning är en viktig indikator för att säkerställa stabiliteten och tillförlitligheten hos det avsatta kopparskiktet.
Inspektion av hålvägg: Med hjälp av ett mikroskop eller andra verktyg, inspektera noggrant kopparskiktet på hålväggen för kontinuitet, defekter som hålrum och sprickor, för att säkerställa att kvaliteten på kopparskiktet på hålväggen uppfyller kraven på kretsens tillförlitlighet.
Nyckelpunkter för kontroll av kopparavsättningsprocessen
Temperaturkontroll: Reaktionshastigheten under kemisk kopparavsättning är mycket känslig för temperatur. Överdriven temperatur och snabb reaktionshastighet kan leda till ojämn avsättning av kopparskiktet, vilket resulterar i defekter såsom grovhet och hålrum; Temperaturen är för låg, reaktionshastigheten är långsam, kopparavsättningseffektiviteten är låg och tjockleken på kopparskiktet är svår att uppfylla kraven. Till exempel måste temperaturen på en kemisk kopparpläteringstank i allmänhet kontrolleras exakt mellan 25-35 grader, beroende på formeln för den använda kemiska lösningen och processkraven.
PH-kontroll: pH-värdet i en lösning kan påverka formen av kopparjoner och aktiviteten hos reduktionsmedel. Olämpliga pH-värden kan förhindra att reaktionen fortskrider korrekt eller leda till att kvaliteten på kopparskiktet försämras. I processen med kopparavsättning är det vanligtvis nödvändigt att kontrollera pH-värdet inom det alkaliska området 11-13 och bibehålla ett stabilt pH-värde genom att lägga till pH-justerare.
Kontroll av lösningens koncentration: Koncentrationen av kopparsalter, reduktionsmedel, kelatbildare och andra komponenter i lösningen måste kontrolleras strikt inom det specificerade intervallet. Överdriven eller otillräcklig koncentration kan påverka hastigheten och kvaliteten på kopparavsättningen. Till exempel kan en låg koncentration av kopparsalt leda till långsam kopparavsättningshastighet och otillräcklig kopparskikttjocklek; Överdriven koncentration av reduktionsmedel kan orsaka överdriven reaktion och påverka likformigheten hos kopparskiktet. Det är nödvändigt att regelbundet testa och justera koncentrationen av läkemedlet för att säkerställa att det är i bästa processtillstånd.
Reaktionstidskontroll: Kopparavsättningstiden bestämmer den slutliga tjockleken på kopparskiktet. Tiden är för kort och tjockleken på kopparskiktet uppfyller inte designkraven; Överdriven tid slösar inte bara med resurser utan kan också leda till tjocka kopparskikt, vilket resulterar i grov kristallisation och minskad vidhäftning. Enligt olika typer av kopparavsättning och processkrav bör kopparavsättningstiden kontrolleras exakt. Till exempel är kopparavsättningstiden för tunn koppar i allmänhet 10-15 minuter, medan den för medeltjock och tjock koppar bör förlängas på motsvarande sätt.