Kuparin laskeuma, joka tunnetaan myös nimellä kemiallinen kuparipinnoitus, lyhennettynä PTH. Sen päätarkoitus on kerrostaa ohut ja tasainen kuparikerros painettujen piirilevyjen ei--johtaville pinnoille, kuten eristetyille reikien seinämille ja tietyille erityisille ei-kuparikalvoalueille, kemiallisten reaktioiden avulla, mikä antaa alunperin ei--johtaville osille johtavuuden, luo perustan myöhemmille kuparipinnoitusprosesseille ja viime kädessä aikaansaadaan painettujen piirilevyjen väliset sähköliitännät.
Esimerkkinä monikerroksisesta painetusta piirilevystä{0}} kerrosten väliset sähköliitännät on tehtävä läpivientien kautta. Porauksen jälkeen reiän seinä on eristetty, ja ilman kupariupotuskäsittelyä virta ei voi kulkea reiän läpi kerrosten välisen johtavuuden saavuttamiseksi. Kuparikerros on kuin "sillan" rakentaminen, jolloin virta kulkee tasaisesti kerrosten välillä, mikä varmistaa koko piirilevyn sähköjärjestelmän eheyden ja toimivuuden. Jos kuparin pinnoitusprosessissa on ongelmia, kuten epätasainen kuparikerroksen kerrostuminen, riittämätön paksuus tai vikoja, kuten onteloita, se voi johtaa epävakaaseen signaalin siirtoon, oikosulkuihin tai avautuviin piireihin, mikä vaikuttaa vakavasti painetun piirilevyn suorituskykyyn ja käyttöikään.
Kuparipinnoitusprosessin virtaus
esikäsittely
Purseenpoisto: Porauksen jälkeen piirilevyn reiät voivat muodostaa purseita ja porausjätteitä voi jäädä reikien sisään. Poista nämä purseet ja poralastut mekaanisella harjauksella ja hiomalla varmistaaksesi sujuvan jatkokäsittelyn, välttääksesi reiän seinämän ja pinnan vaurioitumisen ja vaikuttaaksesi kuparin kerrostumisvaikutukseen.
Turvotus: Monikerroksisissa levyissä sisäkerroksen epoksihartsi voi vaurioitua porauksen aikana. Käytä erityisiä turvotusaineita, kuten eetteripohjaisia orgaanisia yhdisteitä, pehmentämään ja paisuttamaan epoksihartsia ja valmistautumaan myöhempään porauksen purkuvaiheeseen varmistaaksesi porausjätteen tehokkaan poistamisen ja parantaaksesi tarttuvuutta huokosen seinämän ja kuparikerroksen välillä.
Poista liima ja porausjätteet: Hyödyntämällä kaliumpermanganaatin voimakasta hapettavaa ominaisuutta korkeassa lämpötilassa ja voimakkaissa emäksisissä olosuhteissa, se käy läpi oksidatiivisen halkeilureaktion turvonneiden ja pehmennettyjen epoksihartsien porausjätteiden kanssa sen poistamiseksi. Esimerkiksi tietyssä lämpötilassa ja emäksisessä ympäristössä kaliumpermanganaatti reagoi epoksihartsin hiiliketjujen kanssa, jolloin ne hajoavat ja hajoavat, jolloin saavutetaan tavoite puhdistaa huokosseinämä.
Neutralointi: Poista jäännökset, kuten kaliumpermanganaatti, kaliumpermanganaatti ja mangaanidioksidi kaliumpermanganaatin käytöstä porausjätteen poistamiseen. Koska mangaani-ionit kuuluvat raskasmetalli-ioneihin, ne voivat aiheuttaa "palladiummyrkytyksen" myöhemmissä aktivointivaiheissa, jolloin palladiumionit tai -atomit menettävät aktivaatioaktiivisuutensa, mikä vaikuttaa huokosten metalloitumisen vaikutukseen. Siksi ne on poistettava perusteellisesti.
Öljynpoisto/reikien puhdistus: Käytä erikoistuneita öljynpoistoaineita öljytahrojen ja muiden epäpuhtauksien poistamiseen levyn pinnalta. Samanaikaisesti huokosia muodostavan aineen vaikutuksesta huokosen seinämän varausominaisuudet säädetään niin, että sen pinta on positiivisesti varautunut, mikä edistää myöhempää tasaista katalyytin adsorptiota.
Mikroetsaus: Mikroetsausliuoksen käyttäminen oksidien ja muiden epäpuhtauksien poistamiseen kuparipinnalta sekä kuparin pinnan mikrokarhennus. Tämä ei ainoastaan paranna kuparin pinnan ja myöhemmän elektrolyyttisen kuparin välistä sitoutumiskykyä, vaan tarjoaa myös sopivamman pintaympäristön katalyyttien adsorptiolle.
Happoupotus: Puhdista kuparipintaan kiinnitetty kuparijauhe mikroetsauksen jälkeen varmistaaksesi kuparipinnan puhtauden ja luodaksesi suotuisat olosuhteet myöhempiä aktivointivaiheita varten.
katalyysi
Esiupotus: estää edellisen prosessin epätäydellisen puhdistuksen ja epäpuhtauksien pääsyn kalliiseen palladiumsäiliöön samalla, kun se kostuttaa epoksihartsin huokosseinämiä edistääkseen katalyytin adsorptiota levyn pinnalle. Esiliotussäiliöllä ja myöhemmällä aktivointisäiliöllä on periaatteessa sama koostumus paitsi palladiumin puuttuessa.
Aktivointi: Tässä vaiheessa käytetään yleensä katalyyttejä, kuten Pd/Sn tai Pd/Cu, jotta pinnalla olevat negatiivisesti varautuneet palladiummisellit voivat kiinnittyä huokosten seinämiin mesohuokoisen polymeerin vaikutuksesta. Aktivointikäsittelyn avulla saadaan aikaan katalyyttisesti aktiivisia kohtia myöhempää kemiallista kuparin kerrostumista varten, mikä mahdollistaa kupari-ionien pelkistysreaktioiden näissä aktiivisissa kohdissa.
Kiihdytys: Poista kolloidinen osa kolloidisten palladiumhiukkasten ulkokerroksesta paljastaen katalyyttisen palladiumytimen ja varmistaen hyvän adheesion kemiallisen kuparipinnoituskerroksen ja huokosseinämän välillä. Esimerkiksi palladiummisellit kiinnittyvät levyyn ja vesipesun ja ilmastuksen jälkeen Pd-hiukkasten ulkopuolelle muodostuu Sn(OH)4-kuori, joka poistetaan HBF4-tyyppisellä kiihdyttimellä palladiumytimen paljastamiseksi.
Kemiallinen kuparipinnoitus: Aseta katalyyttisesti käsitelty piirilevy kemialliseen kuparipinnoitussäiliöön, joka sisältää kuparisuoloja (kuten kuparisulfaattia) ja pelkistäviä aineita (kuten formaldehydiä). Palladiumytimen katalyyttisen vaikutuksen alaisena kupari-ionit pelkistyvät formaldehydin vaikutuksesta ja kerrostuvat painetun piirilevyn huokosseinämille ja johtavuutta vaativille ei-kuparifoliopinnoille muodostaen vähitellen ohuen kuparikerroksen. Reaktion edetessä äskettäin syntynyt kemiallinen kupari ja reaktion sivutuote vety voivat toimia reaktiokatalyytteinä, mikä edistää edelleen reaktion jatkuvaa etenemistä ja lisää kuparikerroksen paksuutta. Kemiallisen kuparin pinnoitustyypit voidaan jakaa kysynnän mukaan ohueen kupariin (0,25-0,5 μm), keskipaksuun kupariin (1-1,5 μm) ja paksuun kupariin (2-2,5 μm).
jälki{0}}käsittely
Vesipesu: Kun kuparipinnoitus on valmis, painetun piirilevyn pinnalla olevat kemikaalien jäämät poistetaan perusteellisesti monivaiheisella vesipesulla, jotta jäännösaineiden haitalliset vaikutukset tuleviin prosesseihin estetään.
Kuivaus: Käyttämällä menetelmiä, kuten kuumailmakuivaus, poistamaan kosteus painetun piirilevyn pinnalta ja pitämällä se kuivassa myöhempää varastointia ja käsittelyä varten.
laaduntarkastus
Taustavalon tason testi: Tee reiän seinämästä viipaleita ja tarkkaile metallografisella mikroskoopilla kerrostuneen kuparin peittoa reiän seinämässä. Taustavalon taso on yleensä jaettu 10 tasoon, ja mitä korkeampi taso, sitä paremmin peittyy saostunut kupari reiän seinämään. Normaalisti alan standardit edellyttävät luokitusta, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 8,5. Taustavalotason testauksen avulla voidaan intuitiivisesti ymmärtää reiän seinämään kerrostetun kuparikerroksen tasaisuus ja eheys, ja kerrostetun kuparin laadun voidaan arvioida täyttävän vaatimukset.
Kuparikerroksen paksuuden tunnistus: Käytä ammattilaitteita, kuten röntgenpaksuusmittareita, mittaamaan kerrostetun kuparikerroksen paksuutta ja varmistamaan, että se vastaa suunnittelun edellyttämää paksuusaluetta. Eri käyttöskenaarioissa ja tuotevaatimuksissa on erilaiset standardit kuparipinnoituskerroksen paksuudelle.
Tartuntatestaus: Käytä menetelmiä, kuten teippitestausta, testataksesi kuparikerroksen ja painetun piirilevyn alustan välistä tarttuvuutta. Käytä esimerkiksi erityistä teippiä kiinnittämiseen kuparikerroksen pintaan, irrota se sitten nopeasti ja tarkkaile, onko kuparikerros irronnut, jotta voit arvioida, täyttääkö tartunta standardin. Hyvä tarttuvuus on tärkeä indikaattori kerrostetun kuparikerroksen vakauden ja luotettavuuden varmistamiseksi.
Reiän seinämän tarkastus: Tarkasta mikroskoopilla tai muilla työkaluilla huolellisesti reiän seinämän kuparikerroksen jatkuvuus, vikoja, kuten aukkoja ja halkeamia, varmistaaksesi, että reiän seinämän kuparikerroksen laatu täyttää piirin luotettavuuden vaatimukset.
Kuparin pinnoitusprosessin ohjauksen avainkohdat
Lämpötilan säätö: Reaktionopeus kemiallisen kuparin laskeuman aikana on erittäin herkkä lämpötilalle. Liiallinen lämpötila ja nopea reaktionopeus voivat johtaa kuparikerroksen epätasaiseen kerrostumiseen, mikä johtaa virheisiin, kuten karheuteen ja onteloihin; Lämpötila on liian alhainen, reaktionopeus on hidas, kuparin kerrostumistehokkuus on alhainen ja kuparikerroksen paksuus on vaikea täyttää vaatimukset. Esimerkiksi kemiallisen kuparipinnoitussäiliön lämpötilaa on yleensä säädettävä tarkasti välillä 25-35 astetta riippuen käytetyn kemiallisen liuoksen kaavasta ja prosessivaatimuksista.
PH-säätö: Liuoksen pH-arvo voi vaikuttaa kupari-ionien muotoon ja pelkistysaineiden aktiivisuuteen. Sopimattomat pH-arvot voivat estää reaktion etenemisen kunnolla tai johtaa kuparikerroksen laadun heikkenemiseen. Kuparipinnoitusprosessissa on yleensä tarpeen säätää pH-arvoa emäksisellä alueella 11-13 ja ylläpitää vakaa pH-arvo lisäämällä pH:n säätöaineita.
Liuoksen pitoisuuden valvonta: Kuparisuolojen, pelkistysaineiden, kelatointiaineiden ja muiden liuoksen komponenttien pitoisuutta on valvottava tarkasti määritetyllä alueella. Liiallinen tai riittämätön pitoisuus voi vaikuttaa kuparin laskeuman nopeuteen ja laatuun. Esimerkiksi kuparisuolan alhainen pitoisuus voi johtaa hitaiseen kuparin kerrostumisnopeuteen ja riittämättömään kuparikerroksen paksuuteen; Pelkistävän aineen liiallinen pitoisuus voi aiheuttaa liiallisen reaktion ja vaikuttaa kuparikerroksen tasaisuuteen. Lääkkeen pitoisuus on säännöllisesti testattava ja säädettävä sen varmistamiseksi, että se on parhaassa prosessitilassa.
Reaktioajan säätö: Kuparin kerrostumisaika määrittää kuparikerroksen lopullisen paksuuden. Aika on liian lyhyt, eikä kuparikerroksen paksuus täytä suunnitteluvaatimuksia; Liiallinen aika ei vain tuhlaa resursseja, vaan voi myös johtaa paksuihin kuparikerroksiin, mikä johtaa karkeaan kiteytymiseen ja adheesion heikkenemiseen. Erityyppisten kuparin kerrostuksen ja prosessivaatimusten mukaan kuparin kerrostumisaikaa tulisi valvoa tarkasti. Esimerkiksi kuparin saostusaika ohuella kuparilla on yleensä 10-15 minuuttia, kun taas keskipaksulla ja paksulla kuparilla sitä tulisi vastaavasti pidentää.