Vara nogulsnēšanās, kas pazīstams arī kā ķīmiskais vara pārklājums, saīsināts kā PTH. Tās galvenais mērķis ir ķīmisku reakciju ceļā uzklāt plānu un vienmērīgu vara slāni uz ne-vadošām iespiedshēmu plates virsmām, piemēram, izolētām caurumu sienām un noteiktām specifiskām ārpus vara folijas zonām, piešķirot sākotnēji nevadītspējīgajām daļām vadītspēju, liekot pamatu turpmākiem vara galvanizācijas procesiem un galu galā panākot iespiedshēmu savstarpējo savienojumu.
Ņemot par piemēru daudzslāņu iespiedshēmas plati, elektriskie savienojumi starp slāņiem ir jāizveido caur caurumiem. Pēc urbšanas cauruma siena ir izolēta, un bez vara iegremdēšanas strāva nevar iziet cauri caurumam, lai panāktu starpslāņu vadītspēju. Vara slānis ir kā "tilta" veidošana, ļaujot strāvai vienmērīgi plūst starp slāņiem, nodrošinot visas shēmas plates elektriskās sistēmas integritāti un funkcionalitāti. Ja rodas problēmas ar vara uzklāšanas procesu, piemēram, nevienmērīga vara slāņa nogulsnēšanās, nepietiekams biezums vai defekti, piemēram, tukšumi, tas var izraisīt nestabilu signāla pārraidi, īssavienojumus vai atvērtas ķēdes, kas nopietni ietekmē iespiedshēmas plates veiktspēju un kalpošanas laiku.
Vara nogulsnēšanās procesa plūsma
pirmapstrāde
Atslāņošanās: pēc urbšanas iespiedshēmas plates caurumos var veidoties urbumi, un caurumos var palikt urbšanas gruži. Noņemiet šos urbumus un šķembas, izmantojot mehānisku suku un slīpēšanu, lai nodrošinātu vienmērīgu turpmāko apstrādi, izvairītos no cauruma sienas un virsmas bojājumiem un ietekmētu vara nogulsnēšanās efektu.
Pietūkums: daudzslāņu plāksnēm epoksīda sveķi iekšējā slānī var tikt bojāti urbšanas procesā. Izmantojiet īpašus uzbriestošus līdzekļus, piemēram, organiskos savienojumus uz ētera bāzes, lai mīkstinātu un uzbriestu epoksīda sveķus, gatavojoties nākamajiem urbšanas posmiem, lai nodrošinātu efektīvu urbšanas gružu noņemšanu un uzlabotu saķeri starp poru sienu un vara slāni.
Noņemiet līmi un urbšanas gružus: izmantojot kālija permanganāta spēcīgo oksidējošo īpašību augstā temperatūrā un spēcīgi sārmainos apstākļos, tas tiek pakļauts oksidatīvās plaisāšanas reakcijai ar uzbriedušiem un mīkstinātiem epoksīdsveķu urbšanas atkritumiem, lai tos noņemtu. Piemēram, noteiktā temperatūrā un sārmainā vidē kālija permanganāts reaģē ar oglekļa ķēdēm epoksīdsveķos, izraisot to pārrāvumu un sadalīšanos, tādējādi sasniedzot poru sienas attīrīšanas mērķi.
Neitralizācija: noņemiet atlikušās vielas, piemēram, kālija permanganātu, kālija permanganātu un mangāna dioksīdu no kālija permanganāta lietošanas procesa, lai noņemtu urbšanas gružus. Tā kā mangāna joni pieder pie smago metālu joniem, turpmākajos aktivizācijas posmos tie var izraisīt "saindēšanos ar palādiju", izraisot pallādija jonu vai atomu aktivācijas aktivitātes zaudēšanu, tādējādi ietekmējot poru metalizācijas efektu. Tāpēc tie ir rūpīgi jānoņem.
Eļļas noņemšana/urbumu tīrīšana: izmantojot specializētus eļļas noņemšanas līdzekļus, lai noņemtu eļļas traipus un citus netīrumus no dēļa virsmas. Tajā pašā laikā, iedarbojoties poru veidojošajam aģentam, poru sienas lādiņa īpašības tiek noregulētas, lai tās virsma būtu pozitīvi uzlādēta, veicinot sekojošu vienmērīgu katalizatora adsorbciju.
Mikrokodināšana: mikrokodināšanas šķīduma izmantošana, lai noņemtu oksīdus un citus piemaisījumus no vara virsmas, un vara virsmas mikroraupināšana. Tas ne tikai uzlabo saistīšanās spēju starp vara virsmu un sekojošo elektrolītisko varu, bet arī nodrošina piemērotāku virsmas vidi katalizatoru adsorbcijai.
Skābes iegremdēšana: notīriet vara pulveri, kas piestiprināts vara virsmai pēc mikrokodināšanas, lai nodrošinātu vara virsmas tīrību un radītu labvēlīgus apstākļus turpmākajām aktivizācijas darbībām.
katalīze
Iepriekšēja iegremdēšana: novērš iepriekšējā procesa nepilnīgu tīrīšanu un piemaisījumu iekļūšanu dārgajā pallādija tvertnē, vienlaikus mitrinot epoksīdsveķu poru sienas, lai veicinātu katalizatora adsorbciju uz plāksnes virsmas. Iepriekšējās mērcēšanas tvertnei un sekojošajai aktivizācijas tvertnei būtībā ir vienāds sastāvs, izņemot pallādija neesamību.
Aktivizācija: šajā darbībā parasti tiek izmantoti katalizatori, piemēram, Pd/Sn vai Pd/Cu, lai ļautu negatīvi lādētajām palādija micellām uz virsmas pielipt pie poru sieniņām mezoporainā polimēra darbības dēļ. Izmantojot aktivācijas apstrādi, tiek nodrošinātas katalītiski aktīvās vietas turpmākai ķīmiskai vara nogulsnēšanai, ļaujot vara joniem šajās aktīvajās vietās veikt reducēšanas reakcijas.
Paātrinājums: noņemiet koloidālo palādija daļiņu ārējā slāņa koloidālo daļu, atklājot katalītiskā palādija serdi, nodrošinot labu saķeri starp bezelektroniskā vara pārklājuma slāni un poru sieniņu. Piemēram, pallādija micellas pielīp pie plātnes, un pēc ūdens mazgāšanas un aerācijas ārpus Pd daļiņām veidojas Sn (OH) 4 apvalks, kas tiek noņemts ar HBF4 tipa paātrinātāju, lai atklātu pallādija kodolu.
Vara ķīmiskā nogulsnēšanās: ievietojiet katalītiski apstrādāto iespiedshēmas plati ķīmiskā vara pārklāšanas tvertnē, kurā ir vara sāļi (piemēram, vara sulfāts) un reducējošie līdzekļi (piemēram, formaldehīds). Pallādija kodola katalītiskās iedarbības rezultātā vara jonus samazina formaldehīds un nogulsnējas uz iespiedshēmas plates poru sieniņām un virsmām, kas nav vara folijas, kurām nepieciešama vadītspēja, pakāpeniski veidojot plānu vara slāni. Reakcijai progresējot, jaunizveidotais ķīmiskais varš un reakcijas blakusprodukts ūdeņradis var kalpot kā reakcijas katalizatori, vēl vairāk veicinot reakcijas nepārtrauktu gaitu un palielinot vara slāņa biezumu. Vara ķīmiskās nogulsnēšanas veidus pēc pieprasījuma var iedalīt plānā varā (0,25–0,5 μm), vidējā varā (1–1,5 μm) un biezā varā (2–2,5 μm).
pēc-apstrāde
Mazgāšana ar ūdeni: pēc vara nogulsnēšanas pabeigšanas ķīmisko vielu atlikumi no iespiedshēmas plates virsmas tiek rūpīgi noņemti, izmantojot daudzpakāpju mazgāšanu ar ūdeni, lai novērstu atlikušo vielu negatīvo ietekmi uz turpmākajiem procesiem.
Žāvēšana: izmantojot tādas metodes kā žāvēšana karstā gaisā, lai noņemtu mitrumu no iespiedshēmas plates virsmas, saglabājot to sausā stāvoklī turpmākai uzglabāšanai un apstrādei.
kvalitātes pārbaude
Fona apgaismojuma līmeņa pārbaude: izveidojiet caurumu sienas šķēles un novērojiet nogulsnētā vara pārklājumu uz cauruma sienas, izmantojot metalogrāfisko mikroskopu. Fona apgaismojuma līmenis parasti ir sadalīts 10 līmeņos, un jo augstāks līmenis, jo labāks ir nogulsnētā vara pārklājums uz cauruma sienas. Parasti nozares standartiem ir nepieciešams vērtējums, kas ir lielāks par 8,5 vai vienāds ar to. Izmantojot fona apgaismojuma līmeņa pārbaudi, var intuitīvi saprast uz cauruma sienas nogulsnētā vara slāņa viendabīgumu un integritāti, un var novērtēt, ka nogulsnētā vara kvalitāte atbilst prasībām.
Vara slāņa biezuma noteikšana: izmantojiet profesionālu aprīkojumu, piemēram, rentgena biezuma mērītājus, lai izmērītu nogulsnētā vara slāņa biezumu, nodrošinot, ka tas atbilst konstrukcijas noteiktajam biezuma diapazonam. Dažādiem pielietojuma scenārijiem un produkta prasībām ir dažādi vara nogulsnēšanas slāņa biezuma standarti.
Adhēzijas pārbaude: izmantojiet tādas metodes kā lentes pārbaude, lai pārbaudītu saķeri starp vara slāni un iespiedshēmas plates substrātu. Piemēram, ar īpašu līmlenti uzlīmēt uz vara slāņa virsmas, pēc tam ātri to nolobīt un vērot, vai vara slānis nav nolobījies, lai izvērtētu, vai saķere atbilst standartam. Laba saķere ir svarīgs rādītājs, lai nodrošinātu nogulsnētā vara slāņa stabilitāti un uzticamību.
Cauruma sienas pārbaude: izmantojot mikroskopu vai citus instrumentus, rūpīgi pārbaudiet vara slāni uz cauruma sienas, lai pārliecinātos, ka tajā nav nepārtrauktības, defektu, piemēram, tukšumu un plaisu, lai nodrošinātu, ka vara slāņa kvalitāte uz cauruma sienas atbilst ķēdes uzticamības prasībām.
Vara nogulsnēšanas procesa kontroles galvenie punkti
Temperatūras kontrole: reakcijas ātrums ķīmiskās vara nogulsnēšanās laikā ir ļoti jutīgs pret temperatūru. Pārmērīga temperatūra un ātrs reakcijas ātrums var izraisīt nevienmērīgu vara slāņa nogulsnēšanos, kā rezultātā rodas defekti, piemēram, raupjums un tukšumi; Temperatūra ir pārāk zema, reakcijas ātrums ir lēns, vara nogulsnēšanās efektivitāte ir zema, un vara slāņa biezums ir grūti atbilst prasībām. Piemēram, ķīmiskās vara pārklājuma tvertnes temperatūra parasti ir precīzi jākontrolē no 25 līdz 35 grādiem atkarībā no izmantotā ķīmiskā šķīduma formulas un procesa prasībām.
PH kontrole: šķīduma pH vērtība var ietekmēt vara jonu formu un reducētāju aktivitāti. Nepiemērotas pH vērtības var traucēt reakcijai noritēt pareizi vai izraisīt vara slāņa kvalitātes pazemināšanos. Vara nogulsnēšanas procesā parasti ir nepieciešams kontrolēt pH vērtību sārmainā diapazonā no 11-13 un uzturēt stabilu pH vērtību, pievienojot pH regulētājus.
Šķīduma koncentrācijas kontrole: Vara sāļu, reducētāju, helātu veidojošo vielu un citu šķīduma sastāvdaļu koncentrācija ir stingri jākontrolē norādītajā diapazonā. Pārmērīga vai nepietiekama koncentrācija var ietekmēt vara nogulsnēšanās ātrumu un kvalitāti. Piemēram, zema vara sāls koncentrācija var izraisīt lēnu vara nogulsnēšanās ātrumu un nepietiekamu vara slāņa biezumu; Pārmērīga reducētāja koncentrācija var izraisīt pārmērīgu reakciju un ietekmēt vara slāņa viendabīgumu. Ir nepieciešams regulāri pārbaudīt un pielāgot zāļu koncentrāciju, lai nodrošinātu, ka tās ir vislabākajā procesa stāvoklī.
Reakcijas laika kontrole: vara nogulsnēšanās laiks nosaka vara slāņa galīgo biezumu. Laiks ir pārāk īss, un vara slāņa biezums neatbilst projektēšanas prasībām; Pārmērīgs laiks ne tikai tērē resursus, bet arī var novest pie bieza vara slāņa veidošanās, kā rezultātā notiek rupja kristalizācija un samazinās adhēzija. Saskaņā ar dažādiem vara nogulsnēšanas veidiem un procesa prasībām vara nogulsnēšanas laiks ir precīzi jākontrolē. Piemēram, vara nogulsnēšanās laiks plānam vara parasti ir 10-15 minūtes, savukārt vidēja un bieza vara gadījumā tas ir attiecīgi jāpagarina.