Bakır biriktirmeKimyasal bakır kaplama olarak da bilinen, PTH olarak kısaltılır. Ana amacı, kimyasal reaksiyonlar yoluyla, baskılı devre kartlarının yalıtımlı delik duvarları ve bazı belirli bakır olmayan folyo alanları gibi iletken olmayan-yüzeyleri üzerine ince ve düzgün bir bakır katman yerleştirmek, başlangıçta iletken olmayan-parçalara iletkenlik kazandırmak, daha sonraki bakır elektrokaplama işlemlerinin temelini atmak ve sonuçta baskılı devre kartlarının katmanlar arası elektriksel ara bağlantısını sağlamaktır.
Çok-katmanlı baskılı devre kartını örnek alırsak, katmanlar arasındaki elektrik bağlantılarının kanallar aracılığıyla yapılması gerekir. Delme işleminden sonra delik duvarı yalıtılır ve bakır daldırma işlemi olmadan, katmanlar arası iletimi sağlamak için akım delikten geçemez. Bakır katman bir "köprü" inşa etmeye benzer, akımın katmanlar arasında düzgün bir şekilde akmasına izin vererek tüm devre kartı elektrik sisteminin bütünlüğünü ve işlevselliğini sağlar. Bakır biriktirme işleminde düzensiz bakır tabakası birikmesi, yetersiz kalınlık veya boşluklar gibi kusurlar gibi sorunlar varsa, bu durum dengesiz sinyal iletimine, kısa devrelere veya açık devrelere yol açarak baskılı devre kartının performansını ve hizmet ömrünü ciddi şekilde etkileyebilir.
Bakır biriktirme işlemi akışı
ön işleme
Çapak alma: Delme işleminden sonra baskılı devre kartı deliklerinde çapak oluşabilir ve deliklerin içinde delme artıkları kalabilir. Sonraki işlemlerin sorunsuz olmasını sağlamak, delik duvarına ve yüzeye zarar vermekten kaçınmak ve bakır biriktirme etkisini etkilemek için mekanik fırçalama ve taşlama yoluyla bu çapakları ve matkap talaşlarını giderin.
Şişme: Çok-katmanlı levhalarda, delme işlemi sırasında iç katmandaki epoksi reçine zarar görebilir. Epoksi reçineyi yumuşatmak ve şişirmek için eter bazlı organik bileşikler gibi spesifik şişirme maddeleri kullanın; sondaj kalıntılarının etkili bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlamak ve gözenek duvarı ile bakır katman arasındaki yapışmayı arttırmak için sonraki delme adımlarına hazırlanın.
Tutkal ve sondaj kalıntılarını çıkarın: Potasyum permanganatın güçlü oksitleyici özelliğini kullanarak, yüksek sıcaklık ve güçlü alkalin koşullar altında, şişmiş ve yumuşamış epoksi reçine sondaj kalıntılarını gidermek için oksidatif çatlama reaksiyonuna girer. Örneğin, belirli bir sıcaklık ve alkali ortamda, potasyum permanganat, epoksi reçinedeki karbon zincirleriyle reaksiyona girerek bunların kırılmasına ve ayrışmasına neden olur, böylece gözenek duvarının temizlenmesi hedefine ulaşılır.
Nötralizasyon: Sondaj kalıntılarını gidermek için potasyum permanganat kullanma sürecinden potasyum permanganat, potasyum permanganat ve manganez dioksit gibi artık maddeleri çıkarın. Manganez iyonları ağır metal iyonlarına ait olduğundan, sonraki aktivasyon adımlarında "paladyum zehirlenmesine" neden olabilir, paladyum iyonlarının veya atomlarının aktivasyon aktivitelerini kaybetmesine neden olarak gözenek metalizasyonunun etkisini etkileyebilir. Bu nedenle iyice çıkarılmaları gerekir.
Yağ çıkarma/delik temizleme: Tahta yüzeyindeki yağ lekelerini ve diğer yabancı maddeleri çıkarmak için özel yağ giderme maddelerinin kullanılması. Aynı zamanda, gözenek oluşturucu maddenin etkisi yoluyla, gözenek duvarının yük özellikleri, yüzeyini pozitif yüklü hale getirecek şekilde ayarlanır ve daha sonra tekdüze katalizör adsorpsiyonunu teşvik eder.
Mikro aşındırma: Bakır yüzeyindeki oksitleri ve diğer yabancı maddeleri gidermek ve bakır yüzeyini mikro pürüzlendirmek için mikro aşındırma çözeltisinin kullanılması. Bu sadece bakır yüzeyi ile sonraki elektrolitik bakır arasındaki bağlanma kabiliyetini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda katalizörlerin adsorpsiyonu için daha uygun bir yüzey ortamı da sağlar.
Asit daldırma: Bakır yüzeyinin saflığını sağlamak ve sonraki aktivasyon adımları için uygun koşullar yaratmak için mikro aşındırma sonrasında bakır yüzeye yapışan bakır tozunu temizleyin.
kataliz
Ön daldırma: önceki işlemin eksik temizlenmesini ve yabancı maddelerin pahalı paladyum tankına girmesini önlerken, katalizörün plaka yüzeyinde adsorpsiyonunu desteklemek için epoksi reçine gözenek duvarlarını ıslatır. Ön ıslatma tankı ve sonraki aktivasyon tankı, paladyumun bulunmaması dışında temel olarak aynı bileşime sahiptir.
Aktivasyon: Bu adımda genellikle Pd/Sn veya Pd/Cu gibi katalizörler kullanılarak yüzeydeki negatif yüklü paladyum misellerinin mezogözenekli polimerin etkisi nedeniyle gözenek duvarlarına yapışması sağlanır. Aktivasyon işlemi yoluyla, daha sonraki kimyasal bakır birikimi için katalitik aktif bölgeler sağlanır ve bakır iyonlarının bu aktif bölgelerde indirgeme reaksiyonlarına girmesine izin verilir.
Hızlanma: Koloidal paladyum parçacıklarının dış tabakasının koloidal kısmını çıkarın, katalitik paladyum çekirdeğini açığa çıkarın, akımsız bakır kaplama tabakası ile gözenek duvarı arasında iyi bir yapışma sağlayın. Örneğin, paladyum miselleri panele yapışır ve suyla yıkama ve havalandırmanın ardından, Pd parçacıklarının dışında bir Sn(OH)4 kabuğu oluşturulur ve bu, paladyum çekirdeğini açığa çıkarmak için HBF4 tipi hızlandırıcı tarafından çıkarılır.
Kimyasal bakır biriktirme: Katalitik olarak işlenmiş baskılı devre kartını, bakır tuzları (bakır sülfat gibi) ve indirgeyici maddeler (formaldehit gibi) içeren bir kimyasal bakır biriktirme tankına yerleştirin. Paladyum çekirdeğin katalitik etkisi altında, bakır iyonları formaldehit tarafından indirgenir ve iletkenlik gerektiren baskılı devre kartının gözenek duvarlarında ve bakır olmayan folyo yüzeylerinde birikerek yavaş yavaş ince bir bakır tabaka oluşturur. Reaksiyon ilerledikçe, yeni üretilen kimyasal bakır ve reaksiyon yan ürünü hidrojen, reaksiyon katalizörleri olarak görev yapabilir, reaksiyonun sürekli ilerlemesini daha da teşvik edebilir ve bakır tabakasının kalınlığını arttırabilir. Kimyasal bakır biriktirme çeşitleri talebe göre ince bakır (0,25-0,5 μm), orta bakır (1-1,5 μm) ve kalın bakır (2-2,5 μm) olarak ayrılabilir.
işlem sonrası-
Suyla yıkama: Bakır çökelmesi tamamlandıktan sonra, baskılı devre kartı yüzeyindeki artık kimyasallar çok-aşamalı suyla yıkama yoluyla tamamen uzaklaştırılarak artık maddelerin sonraki işlemlere olumsuz etkileri önlenir.
Kurutma: Baskılı devre kartının yüzeyindeki nemi uzaklaştırmak için sıcak havayla kurutma gibi yöntemlerin kullanılması, daha sonraki depolama ve işlemler için kartın kuru bir durumda tutulması.
kalite kontrol
Arka ışık seviyesi testi: Delik duvarı dilimleri yapın ve metalografik bir mikroskop kullanarak delik duvarında biriken bakırın kaplamasını gözlemleyin. Arka ışık seviyesi genellikle 10 seviyeye bölünür ve seviye ne kadar yüksek olursa delik duvarında biriken bakırın kapsamı o kadar iyi olur. Normalde endüstri standartları 8,5'tan büyük veya ona eşit bir derecelendirme gerektirir. Arka ışık seviyesi testi yoluyla, delik duvarında biriken bakır katmanının tek biçimliliği ve bütünlüğü sezgisel olarak anlaşılabilir ve biriken bakırın kalitesinin gereksinimleri karşılayıp karşılamadığına karar verilebilir.
Bakır katman kalınlığı tespiti: Bırakılan bakır katmanın kalınlığını ölçmek için X-ışını kalınlık ölçerler gibi profesyonel ekipmanlar kullanın ve tasarımın gerektirdiği kalınlık aralığını karşıladığından emin olun. Farklı uygulama senaryoları ve ürün gereksinimleri, bakır biriktirme katmanının kalınlığına ilişkin farklı standartlara sahiptir.
Yapışma testi: Bakır katman ile baskılı devre kartı alt tabakası arasındaki yapışmayı test etmek için bant testi gibi yöntemler kullanın. Örneğin, bakır katmanın yüzeyine yapıştırmak için özel bir yapışkan bant kullanın, ardından hızlı bir şekilde soyun ve yapışmanın standardı karşılayıp karşılamadığını değerlendirmek için bakır katmanın soyulup soyulmadığını gözlemleyin. İyi yapışma, biriken bakır tabakanın stabilitesini ve güvenilirliğini sağlamak için önemli bir göstergedir.
Delik duvarı incelemesi: Bir mikroskop veya başka aletler kullanarak, delik duvarındaki bakır katmanın kalitesinin devre güvenilirliği gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için delik duvarındaki bakır katmanı süreklilik, boşluk ve çatlak gibi kusurlar açısından dikkatlice inceleyin.
Bakır biriktirme prosesi kontrolünün önemli noktaları
Sıcaklık kontrolü: Kimyasal bakır biriktirme sırasındaki reaksiyon hızı sıcaklığa oldukça duyarlıdır. Aşırı sıcaklık ve hızlı reaksiyon hızı, bakır tabakasının eşit olmayan şekilde birikmesine yol açarak pürüzlülük ve boşluklar gibi kusurlara neden olabilir; Sıcaklık çok düşük, reaksiyon hızı yavaş, bakır biriktirme verimliliği düşük ve bakır tabakasının kalınlığı gereksinimleri karşılamakta zorlanıyor. Örneğin, bir kimyasal bakır kaplama tankının sıcaklığının, kullanılan kimyasal çözeltinin formülüne ve proses gereksinimlerine bağlı olarak genellikle 25-35 derece arasında hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
PH kontrolü: Bir çözeltinin pH değeri, bakır iyonlarının formunu ve indirgeyici maddelerin aktivitesini etkileyebilir. Uygun olmayan pH değerleri reaksiyonun düzgün ilerlemesini engelleyebilir veya bakır tabakasının kalitesinin düşmesine neden olabilir. Bakır biriktirme işleminde genellikle pH değerinin 11-13 alkali aralığında kontrol edilmesi ve pH ayarlayıcıların eklenmesiyle sabit bir pH değerinin korunması gerekir.
Solüsyon konsantrasyon kontrolü: Bakır tuzlarının, indirgeyici ajanların, şelatlayıcı ajanların ve solüsyonun diğer bileşenlerinin konsantrasyonu, belirtilen aralıkta sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Aşırı veya yetersiz konsantrasyon, bakır birikiminin hızını ve kalitesini etkileyebilir. Örneğin, düşük konsantrasyonda bakır tuzu, yavaş bakır biriktirme hızına ve yetersiz bakır tabakası kalınlığına yol açabilir; İndirgeyici maddenin aşırı konsantrasyonu aşırı reaksiyona neden olabilir ve bakır katmanının tekdüzeliğini etkileyebilir. En iyi proses durumunda olduğundan emin olmak için ilacın konsantrasyonunu düzenli olarak test etmek ve ayarlamak gerekir.
Reaksiyon süresi kontrolü: Bakır biriktirme süresi, bakır katmanının nihai kalınlığını belirler. Süre çok kısa ve bakır tabakanın kalınlığı tasarım gereksinimlerini karşılamıyor; Aşırı süre sadece kaynakları israf etmekle kalmaz, aynı zamanda kalın bakır tabakalarına yol açarak kaba kristalleşmeye ve yapışmanın azalmasına neden olabilir. Farklı bakır biriktirme türlerine ve proses gereksinimlerine göre bakır biriktirme süresi hassas bir şekilde kontrol edilmelidir. Örneğin, ince bakır için bakır biriktirme süresi genellikle 10-15 dakikadır, orta ve kalın bakır için ise bu sürenin buna uygun olarak uzatılması gerekir.