In dePCB-productieprocesKopergattechnologie is een belangrijke schakel bij het tot stand brengen van elektrische verbindingen tussen verschillende lagen van de printplaat. Hieronder zullen we dieper ingaan op de relevante kennis van verkoperde gaten op printplaten, inclusief hun definitie en functie, proces, evenals veelvoorkomende problemen en oplossingen.
Definitie en functie van koperen zinkgaten
Met verkoperde gaten, ook wel gemetalliseerde gaten genoemd, verwijzen naar gaten in meer-laagse printplaten waarbij via een specifiek proces een dunne laag koper wordt afgezet op de wanden van de gaten tussen de bovenste en onderste lagen, waardoor verschillende lagen van de printplaat met elkaar worden verbonden. Het doel ervan is om betrouwbare elektrische verbindingen tot stand te brengen tussen verschillende geleidende lagen van de printplaat, waardoor een nauwkeurige en snelle overdracht van elektronische signalen tussen verschillende componenten wordt gegarandeerd. In complexe elektronische apparaten moet een groot aantal elektronische componenten worden aangesloten en samenwerken via printplaten. De aanwezigheid van verkoperde gaten maakt bedrading met hoge-dichtheid op printplaten mogelijk, waardoor de integratie en prestaties van elektronische apparaten aanzienlijk worden verbeterd.
Het proces van zinken van kopergaten
Het productieproces van verkoperde gaten is relatief complex en omvat meerdere stappen, die elk een aanzienlijke invloed hebben op de uiteindelijke kwaliteit van het koperbeplating. Het volgende is het algemene proces van het zinken van kopergaten:
Alkalisch ontvetten: Dit is de eerste stap in het zinkproces van kopergaten, waarbij olievlekken, vingerafdrukken, oxiden en stof in de gaten op het oppervlak van de plaat worden verwijderd. Tegelijkertijd wordt de polariteit van het poriewandsubstraat aangepast om de poriewand van negatieve lading naar positieve lading te veranderen, wat de adsorptie van colloïdaal palladium in daaropvolgende processen vergemakkelijkt. Over het algemeen wordt een alkalisch olieverwijderingssysteem gebruikt, waarbij de bedrijfstemperatuur doorgaans binnen het bereik van 60-80 graden ligt. De concentratie van de tankoplossing wordt op 4-6% gehouden en de olieverwijderingstijd wordt op ongeveer 6 minuten gehouden. De effectiviteit van olieverwijdering heeft rechtstreeks invloed op het tegenlichteffect van koperafzetting. Als de olieverwijdering niet grondig gebeurt, kan dit leiden tot een slechte hechting tussen de koperafzettingslaag en het substraat, met als gevolg afbladderen en schuimen.
Belangrijkste micro-etsen (opruwen): Het doel van micro-etsen is het verwijderen van oxiden van het oppervlak van de plaat en het opruwen ervan om een goede hechting tussen de daaropvolgende koperafzettingslaag en het basiskoper van het substraat te garanderen. Het nieuw gegenereerde koperoppervlak heeft een sterke activiteit en kan colloïdaal palladium beter adsorberen. De algemeen gebruikte opruwmiddelen op de markt omvatten momenteel het zwavelzuur-waterstofperoxidesysteem en het persulfaatsysteem. Het zwavelzuurwaterstofperoxidesysteem heeft een hoge koperoplosbaarheid (tot 50 g/l), goede wasbaarheid met water, gemakkelijke rioolwaterzuivering, lage kosten en recycleerbaarheid. Het heeft echter nadelen zoals een ongelijkmatige opruwing van het oppervlak, slechte tankstabiliteit, gemakkelijke ontleding van waterstofperoxide en zware luchtvervuiling. Het persulfaatsysteem (inclusief natriumpersulfaat en ammoniumpersulfaat) heeft een goede stabiliteit in de tankoplossing, uniforme vergroving van het plaatoppervlak, maar een kleine hoeveelheid opgelost koper (25 g / l), gemakkelijke kristallisatie en precipitatie van kopersulfaat, enigszins slechte wasbaarheid met water en hoge kosten. Daarnaast is er het nieuwe micro-etsmiddel kaliummonopersulfaat van DuPont, dat een goede tankstabiliteit, een uniforme opruwingssnelheid van het oppervlak en een stabiele opruwsnelheid heeft, en niet wordt beïnvloed door het kopergehalte. Het is eenvoudig te bedienen en geschikt voor dunne lijnen, kleine afstanden, hoog-platen, enz. De micro-etstijd wordt over het algemeen bepaald op ongeveer 1-2 minuten. Als de tijd te kort is, kan het opruwingseffect slecht zijn, wat kan leiden tot onvoldoende hechting van de koperlaag na het galvaniseren van koper; Overmatige vergroving kan het kopersubstraat bij de gatopening aantasten, wat resulteert in blootliggend substraat bij de gatopening en schroot veroorzaakt.
Voorweken/activeren: Het belangrijkste doel van voorweken is om de palladiumtank te beschermen tegen verontreiniging door de voor-tankoplossing en om de levensduur van de palladiumtank te verlengen. De belangrijkste componenten van de pre-onderdompelingsoplossing, met uitzondering van palladiumchloride, komen overeen met die van de palladiumtank. Het kan de poriewand effectief bevochtigen, waardoor het voor de daaropvolgende activeringsoplossing gemakkelijker wordt om tijdig in de porie te komen voor activering. Het soortelijk gewicht van de voorweekoplossing wordt over het algemeen op ongeveer 18 graden Fahrenheit gehouden. Het doel van de activering is om ervoor te zorgen dat de positief geladen poriewanden na aanpassing van de polariteit van de verwijdering van alkalische olie voldoende negatief geladen colloïdale palladiumdeeltjes effectief kunnen adsorberen, waardoor de uniformiteit, continuïteit en dichtheid van de daaropvolgende koperafzetting wordt gegarandeerd. Het palladiumchloride in de activeringsoplossing bestaat in colloïdale vorm. Om te voorkomen dat het colloïdale palladium gelatineert, is het noodzakelijk om te zorgen voor een voldoende hoeveelheid stanno-ionen en chloride-ionen, een voldoende soortelijk gewicht te behouden (doorgaans boven 18 Baume-graden) en voldoende zuurgraad te hebben (de juiste hoeveelheid zoutzuur) om te voorkomen dat stanno neerslaat. De temperatuur mag niet te hoog zijn, meestal op kamertemperatuur of onder de 35 graden. De activeringstijd bedraagt doorgaans ongeveer 7 minuten en de activeringsintensiteit wordt op ongeveer 30% geregeld.
De gelatinisering: De functie van de gelatinisering is het effectief verwijderen van de tinionen die de colloïdale palladiumdeeltjes omringen, waardoor de palladiumkernen in de colloïdale deeltjes bloot komen te liggen, waardoor directe en effectieve katalyse van de chemische koperafzettingsreactie mogelijk wordt. Omdat tin een amfoteer element is, zijn de zouten ervan oplosbaar in zowel zuren als basen, waardoor zowel zuren als basen effectief zijn als geleermiddelen. Alkali is echter gevoeliger voor de waterkwaliteit en kan gemakkelijk sediment of zwevende stoffen produceren, waardoor kopergaten gemakkelijk kunnen breken; Zoutzuur en zwavelzuur zijn sterke zuren, die niet alleen schadelijk zijn voor de productie van meerlaagse platen (aangezien sterke zuren de binnenste zwarte oxidelaag kunnen aantasten), maar ook gevoelig zijn voor overmatige gelering, waardoor colloïdale palladiumdeeltjes dissociëren van het poriewandoppervlak. Fluorboorzuur wordt over het algemeen gebruikt als het belangrijkste onthechtingsmiddel. Vanwege de zwakke zuurgraad veroorzaakt het over het algemeen geen overmatige onthechting, en experimenten hebben aangetoond dat bij gebruik van fluorboorzuur als onthechtingsmiddel de hechtsterkte, het tegenlichteffect en de dichtheid van de afgezette koperlaag aanzienlijk worden verbeterd. De concentratie van de lijmoplossing wordt doorgaans op ongeveer 10% geregeld en de tijd op ongeveer 5 minuten. In de winter moet aandacht worden besteed aan temperatuurregeling.
Koperafzetting: Dit is de kernstap van het koperafzettingsproces, dat een chemische zelfkatalytische reactie van koperafzetting induceert door de activering van palladiumkernen. Door gebruik te maken van de reduceerbaarheid van formaldehyde onder alkalische omstandigheden om gecomplexeerde oplosbare koperzouten te verminderen, kunnen nieuw gegenereerd chemisch koper en waterstof als bijproduct van de reactie dienen als reactiekatalysatoren om de koperafzettingsreactie continu uit te voeren, waardoor een laag chemisch koper op het plaatoppervlak of de poriewand wordt afgezet. De tankoplossing moet een normale luchtbeweging handhaven om de cupro-ionen en het koperpoeder in de tankoplossing te oxideren en deze om te zetten in oplosbaar tweewaardig koper. Tijdens het koperafzettingsproces is het noodzakelijk om de toevoeging van oplossing A en oplossing B in evenwicht te brengen. Oplossing A vult voornamelijk koper en formaldehyde aan, terwijl oplossing B voornamelijk natriumhydroxide aanvult. De koperen spoelbak wordt over het algemeen in stand gehouden door overlopen of periodiek uitscheppen van wat afvalvloeistof en het tijdig aanvullen van nieuwe vloeistof. De toegevoegde hoeveelheid bedraagt doorgaans ongeveer 1 liter AB-vloeistof per 6-10 vierkante meter. Tegelijkertijd moet de koperen gootsteen continu luchtroeren behouden, en het wordt aanbevolen om een filtersysteem te installeren met behulp van een 10um PP-filterelement, en het filterelement elke week tijdig te vervangen. Bovendien is het noodzakelijk om de koperneerslag in de koperbezinktank regelmatig te reinigen om de stabiliteit van de tankoplossing te garanderen.
Veel voorkomende problemen en oplossingen voor koperen zinkgaten
Tijdens het productieproces van verkoperde gaten kunnen er kwaliteitsproblemen optreden die de prestaties en betrouwbaarheid van printplaten beïnvloeden. Hier zijn enkele veelvoorkomende problemen en oplossingen:
Slechte hechting van de koperafzettingslaag: Mogelijke redenen zijn onder meer onvolledige olieverwijdering, onvoldoende of overmatige microcorrosie, slecht activeringseffect, onjuiste onthechting, enz. De oplossing is om de controle over het olieverwijderingsproces te versterken om de reinheid van het plaatoppervlak en de gatwand te garanderen; Pas de micro-etstijd en -parameters redelijkerwijs aan om het verruwingseffect te garanderen; Controleer strikt de activeringsomstandigheden om voldoende adsorptie van colloïdaal palladium te garanderen; Optimaliseer het onthechtingsproces om overmatige of onvoldoende onthechting te voorkomen.
Gaten in de wand of gaatjes: kunnen worden veroorzaakt door een langzame koperafzetting, een ongelijkmatige samenstelling van de tankoplossing, onvoldoende luchtbeweging en andere redenen. De koperafzettingssnelheid kan worden verbeterd door de parameters van het koperafzettingsproces aan te passen; Versterk het roeren en filteren van de tankoplossing om een uniforme samenstelling van de tankoplossing te garanderen; Onderhoud en reinig de koperen zinkapparatuur regelmatig om een goede luchtmenging te garanderen.
Gat blootgesteld substraat: meestal veroorzaakt door overmatige microcorrosie. De micro-etstijd en badconcentratie moeten strikt worden gecontroleerd om overmatige corrosie van het kopersubstraat bij de opening te voorkomen.
Ruwe koperafzettingslaag: Dit kan worden veroorzaakt door een te snelle koperafzetting, overmatige onzuiverheden in de tankoplossing en andere redenen. De koperafzettingssnelheid kan op passende wijze worden verlaagd en de filtratie en zuivering van de tankoplossing kunnen worden versterkt om onzuiverheden te verwijderen.