Kretskortet bär det tunga ansvaret för signalöverföring och elektrisk anslutning. Processen med kopparavsättning på kretskort är som en nyckellänk för att förse kretskortet med "vitalitet", vilket har en djupgående inverkan på kretskortets prestanda och till och med hela den elektroniska enheten.
1, Konceptanalys av kopparavsättning på kretskort
Kopparavsättning på kretskort, även känd som kemisk kopparplätering eller kopparavsättning, är en process som använder sin egen katalytiska oxidationsreduktion- för att konstruera ett kopparskikt på kretskortets yta. Principen är att använda specifika kemiska medel för att främja reduktionsreaktionen av kopparjoner i specifika områden på kretskortet och därigenom avsätta och bilda ett kopparskikt.
I början av kretskortstillverkningen hade de flesta substratmaterial, såsom glasfiberskivor, inte själva konduktivitet. För att uppnå olika funktioner hos elektroniska enheter måste kretsarna på kretskortet kunna leda ström smidigt. Kopparavsättningsprocessen för kretskort har uppstått, som kan "växa" ledande kopparskikt på ytan av isolerade substrat, vilket lägger grunden för den efterföljande konstruktionen av komplexa kretsnätverk.
2, Detaljerad process för kopparavsättningsteknik
Förbearbetning i ett tidigt skede
Rengöring och dekontaminering: Under bearbetningen av kretskortssubstrat kan ytan vara förorenad med olja, damm och andra föroreningar. Dessa föroreningar kommer allvarligt att påverka vidhäftningen mellan kopparskiktet och substratet i den efterföljande kopparavsättningsprocessen. Därför är det nödvändigt att först noggrant rengöra substratet med professionella rengöringsmedel och utrustning för att säkerställa att det inte finns några kvarvarande föroreningar på ytan.
Grovbehandling: För att förbättra vidhäftningen mellan kopparskiktet och underlaget är det nödvändigt att rugga upp ytan på det rengjorda underlaget. Denna process använder vanligtvis metoder som kemisk etsning eller mekanisk polering för att bilda små konkava konvexa strukturer på substratytan. Dessa konkava konvexa strukturer kan öka kontaktytan mellan substratet och kopparskiktet, precis som att uppruggning av väggen kan få beläggningen att fästa bättre, vilket gör att det efterföljande avsatta kopparskiktet binder fastare med substratet.
Aktiveringssteg: Aktivering är ett avgörande steg i kopparavsättningsprocessen. Substratet som har genomgått uppruggningsbehandling måste nedsänkas i en aktiveringslösning som innehåller specifika metalljoner (som palladiumjoner). Palladiumjoner kommer att adsorberas på substratets yta och bilda en tunn film med katalytisk aktivitet. Denna tunna film fungerar som en "katalysator" för kemiska reaktioner, vilket främjar att efterföljande kopparjonreduktionsreaktioner företrädsvis inträffar på dess yta, och ger därigenom en startpunkt för avsättningen av kopparskiktet.
Kemisk kopparpläteringsprocess
Konfiguration av pläteringslösning: Kemisk kopparpläteringslösning är kärnmedlet för att uppnå kopparavsättningsprocessen. Dess huvudkomponenter inkluderar kopparsalter (som kopparsulfat), reduktionsmedel (som formaldehyd, natriumhypofosfit, etc.), kelatbildare (används för att stabilisera kopparjoner i pläteringslösningen) och olika tillsatser (såsom vitmedel, utjämningsmedel etc., som används för att förbättra kopparskiktets kvalitet och prestanda). Dessa komponenter måste konfigureras i exakta proportioner, och olika krav på kretskort och processförhållanden kan resultera i variationer i formuleringar av pläteringslösningar.
Reaktionsförlopp: Det förbehandlade substratet nedsänks i en förberedd kemisk kopparpläteringslösning. Under vissa temperatur- och pH-förhållanden genomgår kopparjoner i pläteringslösningen redoxreaktioner med reduktionsmedel under den katalytiska verkan av aktiverade platser på substratytan. Kopparjoner erhåller elektroner och reduceras till metalliska kopparatomer och avsätter gradvis ett kopparskikt på substratytan. När reaktionen fortsätter tjocknar kopparskiktet kontinuerligt tills det når den erforderliga tjockleksstandarden.
Efterbehandlingsprocedurer
Rengöringssteg: Efter kopparplätering kommer det att finnas kvarvarande pläteringslösning och-biprodukter som genereras av reaktionen på kretskortets yta. Om dessa rester inte rensas upp i tid kan de ha en negativ inverkan på kretskortets prestanda, som att orsaka korrosion och minska isoleringsförmågan. Därför är det nödvändigt att upprepade gånger skölja kretskortet med en stor mängd vatten för att säkerställa att det inte finns någon kvarvarande pläteringslösning på ytan.
Kvalitetskontroll: Detta är en viktig del av koppardeponeringsprocessen, som utvärderar kvaliteten på kopparskiktet genom olika testmetoder. Till exempel genom att använda ett mikroskop för att observera ytmorfologin hos kopparskiktet och kontrollera efter defekter som hål och sprickor; Använda elektroniska sonder och annan utrustning för att analysera sammansättningen och renheten av kopparskikt; Använd resistanstestning för att verifiera om ledningsförmågan hos kopparskiktet uppfyller kraven. Endast kretskort som har genomgått strikta kvalitetskontroller kan gå in i de efterföljande bearbetningsstegen.
Passiveringsbehandling: För att förbättra kopparskiktets korrosionsbeständighet och förlänga kretskortets livslängd utförs vanligtvis passiveringsbehandling på det kopparpläterade kretskortet. Passiveringsbehandling är bildandet av en extremt tunn passiveringsfilm på ytan av ett kretskort, vilket kan förhindra yttre syre, fukt och andra kemiska reaktioner med kopparskiktet och därigenom skydda kopparskiktet. Vanliga passiveringsmetoder inkluderar kemisk passivering och elektrokemisk passivering.
3, den viktiga rollen för kopparavsättningsprocessen
Bygga ledande banor: Huvudfunktionen för kopparavsättning på kretskort är att konstruera ledande banor på isolerande substrat. I moderna elektroniska enheter måste olika elektroniska komponenter kopplas samman genom kretsar för att uppnå signalöverföring och funktionell koordination. Kopparskiktet som bildas av kopparavsättningsprocessen är som en "motorväg" som tillåter ström att flyta smidigt på kretskortet, tätt kopplar ihop olika elektroniska komponenter för att säkerställa normal drift av hela den elektroniska enheten.
Förbättring av signalöverföringsprestanda: Koppar har god ledningsförmåga och lågt motstånd, vilket ger kopparskiktet som bildas genom kopparavsättningsprocessen en betydande fördel vid signalöverföring. I högfrekventa kretsar är överföringshastigheten och kvaliteten på signalerna avgörande. Kopparlager kan effektivt minska förluster och förvrängningar under signalöverföring, vilket säkerställer att signaler snabbt och exakt kan överföras till olika elektroniska komponenter, och därigenom förbättra driftshastigheten och prestandastabiliteten hos elektroniska enheter. Till exempel, i kretskortet för 5G-kommunikationsutrustning spelar hög-kvalitéts kopparavsättningsprocess en nyckelroll för att säkerställa stabil överföring av hög-signaler.
Förbättring av kretskortets mekaniska hållfasthet: Förutom sin ledande funktion kan kopparskiktet som bildas av kopparavsättning också förbättra kretskortets mekaniska styrka i viss utsträckning. Kopparskiktet är tätt bundet till substratet, vilket kan förbättra kretskortets totala seghet och böjmotstånd, vilket gör det mindre benäget att spricka eller skadas när det utsätts för yttre krafter. Detta är särskilt viktigt för elektroniska enheter som behöver användas i komplexa miljöer, såsom kretskort i fordonselektronik, flygutrustning, etc.
4, Faktorer som påverkar kvaliteten på koppardeposition
Sammansättning och stabilitet för pläteringslösning: Som nämnts tidigare är sammansättningen av strömlös kopparpläteringslösning komplex och proportionskraven är strikta. Överdriven eller otillräcklig koncentration av kopparjoner i pläteringslösningen kan påverka avsättningshastigheten och kvaliteten på kopparskiktet. Överdriven koncentration kan leda till snabb tillväxt av kopparskiktet, vilket resulterar i defekter som grovhet och porositet; Om koncentrationen är för låg blir pläteringshastigheten för låg och produktionseffektiviteten låg. Dessutom kan innehållet och stabiliteten av reduktionsmedel, komplexbildare och tillsatser i pläteringslösningen också ha en betydande inverkan på kopparskiktets kvalitet. Varje fluktuation eller försämring av någon komponent kan orsaka förändringar i prestandan hos pläteringslösningen och därigenom påverka kopparavsättningseffekten.
Processparameterkontroll: Exakt kontroll av processparametrar som temperatur, pH-värde och reaktionstid krävs under kopparavsättningsprocessen. Överdriven temperatur kan påskynda reaktionshastigheten för pläteringslösningen, men det kan leda till grov kristallisation av kopparskiktet och en minskning av ytkvaliteten; Om temperaturen är för låg kan reaktionshastigheten sakta ner och till och med förhindra att reaktionen fortskrider normalt. pH-värdet har en betydande inverkan på stabiliteten och reaktiviteten hos pläteringslösningen, och olika pläteringslösningsformuleringar har sina lämpliga pH-värden. Reaktionstiden är för kort och tjockleken på kopparskiktet är otillräcklig för att uppfylla kraven på kretsledningsförmåga och prestanda; Om reaktionstiden är för lång kan det leda till att kopparskiktet blir för tjockt, öka kostnaderna och kan även leda till andra kvalitetsproblem, såsom minskad vidhäftning mellan kopparskiktet och substratet.
Substratmaterial och för-behandlingseffekt: Olika material i kretskortssubstrat har olika ytegenskaper och kompatibilitet med kopparskikt. Till exempel varierar prestandan hos substrat såsom glasfiberskiva och polyimidskiva under kopparavsättning. Under tiden påverkar förbehandlingskvaliteten för substratet direkt vidhäftningen och den totala kvaliteten på kopparskiktet. Om rengöringen inte är grundlig, uppruggningseffekten är dålig eller aktiveringen är otillräcklig under förbearbetningsprocessen kommer det att leda till svag bindning mellan kopparskiktet och underlaget, vilket resulterar i defekter som delaminering och blåsbildning.