De printplaat draagt de zware verantwoordelijkheid voor signaaloverdracht en elektrische aansluiting. Het proces van koperafzetting op printplaten is een belangrijke schakel in het geven van "vitaliteit" aan de printplaat, wat een diepgaande invloed heeft op de prestaties van de printplaat en zelfs op het hele elektronische apparaat.
1, Conceptanalyse van koperafzetting op printplaten
Koperafzetting op printplaten, ook wel chemische koperplating of koperafzetting genoemd, is een proces waarbij gebruik wordt gemaakt van zijn eigen katalytische oxidatie-reductiereactie om een koperlaag op het oppervlak van de printplaat te construeren. Het principe is om specifieke chemische middelen te gebruiken om de reductiereactie van koperionen in specifieke delen van de printplaat te bevorderen, waardoor een koperlaag wordt afgezet en gevormd.
Aan het begin van de productie van printplaten hadden de meeste substraatmaterialen, zoals glasvezelplaten, zelf geen geleidbaarheid. Om verschillende functies van elektronische apparaten te kunnen realiseren, moeten de circuits op de printplaat soepel stroom kunnen geleiden. Het koperafzettingsproces voor printplaten is opgekomen, waardoor geleidende koperlagen op het oppervlak van geïsoleerde substraten kunnen "groeien", waardoor de basis wordt gelegd voor de daaropvolgende constructie van complexe circuitnetwerken.
2, Gedetailleerd proces van koperafzettingstechnologie
Voorverwerking in een vroeg stadium
Reiniging en ontsmetting: Tijdens de verwerking van printplaatsubstraten kan het oppervlak vervuild raken met olie, stof en andere onzuiverheden. Deze verontreinigingen zullen bij het daaropvolgende koperdepositieproces de hechting tussen de koperlaag en het substraat ernstig aantasten. Daarom is het noodzakelijk om de ondergrond eerst grondig te reinigen met professionele schoonmaakmiddelen en apparatuur om er zeker van te zijn dat er geen resterende onzuiverheden op het oppervlak achterblijven.
Vergrovingsbehandeling: Om de hechting tussen de koperlaag en de ondergrond te verbeteren is het noodzakelijk om het oppervlak van de gereinigde ondergrond op te ruwen. Dit proces maakt meestal gebruik van methoden zoals chemisch etsen of mechanisch polijsten om kleine concave convexe structuren op het substraatoppervlak te vormen. Deze concave convexe structuren kunnen het contactoppervlak tussen het substraat en de koperlaag vergroten, net zoals het opruwen van de wand ervoor kan zorgen dat de coating beter hecht, waardoor de vervolgens afgezette koperlaag steviger aan het substraat kan hechten.
Activeringsstap: Activering is een cruciale stap in het koperafzettingsproces. Het substraat dat een opruwbehandeling heeft ondergaan, moet worden ondergedompeld in een activeringsoplossing die specifieke metaalionen bevat (zoals palladiumionen). Palladiumionen zullen op het substraatoppervlak adsorberen en een dunne film met katalytische activiteit vormen. Deze dunne film fungeert als een "katalysator" voor chemische reacties, waardoor daaropvolgende koperionenreductiereacties bij voorkeur op het oppervlak plaatsvinden, waardoor een startpunt wordt geboden voor de afzetting van de koperlaag.
Chemisch koperplatingsproces
Configuratie van plateeroplossing: Chemische koperplatingsoplossing is het belangrijkste middel voor het bereiken van het koperafzettingsproces. De belangrijkste componenten zijn onder meer koperzouten (zoals kopersulfaat), reductiemiddelen (zoals formaldehyde, natriumhypofosfiet, enz.), chelaatvormers (gebruikt om koperionen in de galvaniseringsoplossing te stabiliseren) en verschillende additieven (zoals bleekmiddelen, egalisatiemiddelen, enz., die worden gebruikt om de kwaliteit en prestaties van de koperlaag te verbeteren). Deze componenten moeten in precieze verhoudingen worden geconfigureerd, en verschillende printplaatvereisten en procesomstandigheden kunnen resulteren in variaties in de formuleringen van galvaniseringsoplossingen.
Reactievoortgang: Het voorbehandelde substraat wordt ondergedompeld in een vooraf bereide chemische verkoperingsoplossing. Onder bepaalde temperatuur- en pH-omstandigheden ondergaan koperionen in de plateeroplossing redoxreacties met reductiemiddelen onder de katalytische werking van geactiveerde plaatsen op het substraatoppervlak. Koperionen verkrijgen elektronen en worden gereduceerd tot metallische koperatomen, waarbij geleidelijk een koperlaag op het substraatoppervlak wordt afgezet. Naarmate de reactie voortduurt, wordt de koperlaag voortdurend dikker totdat deze de vereiste diktenorm bereikt.
Nabewerkingsprocedures
Reinigingsstappen: Na het koperplating zullen er resten van de plateringsoplossing en bijproducten achterblijven, gegenereerd door de reactie op het oppervlak van de printplaat. Als deze resten niet tijdig worden opgeruimd, kunnen ze een negatieve invloed hebben op de prestaties van de printplaat, zoals het veroorzaken van corrosie en het verminderen van de isolatieprestaties. Daarom is het noodzakelijk om de printplaat herhaaldelijk met een grote hoeveelheid water af te spoelen om ervoor te zorgen dat er geen achtergebleven galvaniseringsoplossing op het oppervlak achterblijft.
Kwaliteitsinspectie: Dit is een belangrijk onderdeel van het koperafzettingsproces, waarbij de kwaliteit van de koperlaag wordt beoordeeld via verschillende testmethoden. Gebruik bijvoorbeeld een microscoop om de oppervlaktemorfologie van de koperlaag te observeren en te controleren op defecten zoals gaten en scheuren; Het gebruik van elektronische sondes en andere apparatuur om de samenstelling en zuiverheid van koperlagen te analyseren; Controleer via weerstandstesten of de geleidbaarheid van de koperlaag aan de eisen voldoet. Alleen printplaten die strenge kwaliteitscontroles hebben doorstaan, kunnen de volgende verwerkingsfasen ingaan.
Passiveringsbehandeling: Om de corrosieweerstand van de koperlaag te verbeteren en de levensduur van de printplaat te verlengen, wordt meestal een passivatiebehandeling op de met koper beklede printplaat uitgevoerd. Passiveringsbehandeling is de vorming van een extreem dunne passivatiefilm op het oppervlak van een printplaat, die externe zuurstof, vocht en andere chemische reacties met de koperlaag kan voorkomen, waardoor de koperlaag wordt beschermd. Veel voorkomende passivatiemethoden zijn onder meer chemische passivatie en elektrochemische passivatie.
3, De belangrijke rol van het koperafzettingsproces
Het bouwen van geleidende paden: De belangrijkste functie van koperafzetting op printplaten is het construeren van geleidende paden op isolerende substraten. In moderne elektronische apparaten moeten verschillende elektronische componenten via circuits met elkaar worden verbonden om signaaloverdracht en functionele coördinatie te bereiken. De koperlaag gevormd door het koperafzettingsproces is als een "snelweg" die ervoor zorgt dat de stroom soepel over de printplaat kan stromen, waardoor verschillende elektronische componenten nauw met elkaar worden verbonden om de normale werking van het gehele elektronische apparaat te garanderen.
Verbetering van de signaaloverdrachtprestaties: Koper heeft een goede geleidbaarheid en een lage weerstand, waardoor de koperlaag gevormd door het koperafzettingsproces een aanzienlijk voordeel heeft bij de signaaloverdracht. In hoogfrequente circuits zijn de transmissiesnelheid en kwaliteit van signalen cruciaal. Koperlagen kunnen verliezen en vervormingen tijdens signaaloverdracht effectief verminderen, waardoor signalen snel en nauwkeurig naar verschillende elektronische componenten kunnen worden verzonden, waardoor de werksnelheid en prestatiestabiliteit van elektronische apparaten worden verbeterd. Op de printplaat van 5G-communicatieapparatuur speelt een hoogwaardig koperafzettingsproces bijvoorbeeld een sleutelrol bij het garanderen van een stabiele transmissie van hogesnelheidssignalen.
Verbetering van de mechanische sterkte van de printplaat: Naast de geleidende functie kan de koperlaag gevormd door koperafzetting ook de mechanische sterkte van de printplaat tot op zekere hoogte verbeteren. De koperlaag is stevig verbonden met het substraat, wat de algehele taaiheid en buigweerstand van de printplaat kan verbeteren, waardoor deze minder gevoelig is voor breuken of beschadigingen bij blootstelling aan externe krachten. Dit is vooral belangrijk voor elektronische apparaten die in complexe omgevingen moeten worden gebruikt, zoals printplaten in auto-elektronica, ruimtevaartapparatuur, enz.
4, Factoren die de kwaliteit van koperafzetting beïnvloeden
Samenstelling en stabiliteit van de plateeroplossing: Zoals eerder vermeld, is de samenstelling van een stroomloze koperplatingsoplossing complex en zijn de verhoudingseisen streng. Een overmatige of onvoldoende concentratie van koperionen in de galvaniseringsoplossing kan de afzettingssnelheid en kwaliteit van de koperlaag beïnvloeden. Overmatige concentratie kan leiden tot snelle groei van de koperlaag, wat resulteert in defecten zoals ruwheid en porositeit; Als de concentratie te laag is, zal de plateersnelheid te laag zijn en zal de productie-efficiëntie laag zijn. Bovendien kunnen het gehalte en de stabiliteit van reductiemiddelen, complexvormers en additieven in de galvaniseringsoplossing ook een aanzienlijke invloed hebben op de kwaliteit van de koperlaag. Elke fluctuatie of verslechtering van een onderdeel kan veranderingen in de prestaties van de galvaniseringsoplossing veroorzaken, waardoor het koperafzettingseffect wordt beïnvloed.
Procesparametercontrole: Nauwkeurige controle van procesparameters zoals temperatuur, pH-waarde en reactietijd is vereist tijdens het koperafzettingsproces. Een te hoge temperatuur kan de reactiesnelheid van de galvaniseringsoplossing versnellen, maar kan leiden tot grove kristallisatie van de koperlaag en een afname van de oppervlaktekwaliteit; Als de temperatuur te laag is, kan de reactiesnelheid vertragen en zelfs voorkomen dat de reactie normaal verloopt. De pH-waarde heeft een aanzienlijke invloed op de stabiliteit en reactiviteit van de plateeroplossing, en verschillende formuleringen van de plateeroplossing hebben hun geschikte pH-waardebereiken. De reactietijd is te kort en de dikte van de koperlaag is onvoldoende om te voldoen aan de eisen op het gebied van geleidbaarheid en prestatie van het circuit; Als de reactietijd te lang is, kan dit ervoor zorgen dat de koperlaag te dik wordt, de kosten stijgen en ook tot andere kwaliteitsproblemen leiden, zoals een verminderde hechting tussen de koperlaag en het substraat.
Substraatmateriaal en voor-effect van de behandeling: Verschillende materialen van printplaatsubstraten hebben verschillende oppervlaktekenmerken en compatibiliteit met koperlagen. De prestaties van substraten zoals glasvezelplaat en polyimideplaat tijdens koperafzetting variëren bijvoorbeeld. Ondertussen heeft de kwaliteit van de voorbehandeling van het substraat rechtstreeks invloed op de hechting en algehele kwaliteit van de koperlaag. Als de reiniging niet grondig is, het opruwingseffect slecht is of de activering tijdens het voorbewerkingsproces onvoldoende is, zal dit leiden tot een zwakke hechting tussen de koperlaag en het substraat, met defecten zoals delaminatie en blaasvorming tot gevolg.