Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Оеиовиие зеаии изеововлеиии иечаииивх илам Недостатки: низкая производительность„высокая стоимость оборудования, энергоемкость процесса, наличие золы в отверстиях и необходимость их химической очистки, воздействие фреона на озоновый слой. Специальная обработка диэлектрического материала при изготовлении ПП адшггивным методом осуществляется механической (гидроабразивной) или химической очисткой для придания шероховатости диэлектрическим поверхностям и клеевыМ композициям для увеличения прочности сцепления с металлизацией. Контроль качества подготовки металлических поверхностей заготовок ПП оценивают по смачиваемости их водой, диэлектрических — измерением высоты неровностей под микроскопом и проверкой сопротивления изоляции после пребывания в камере влажности.
Для финишной отмывки ПП применякп. установки с использованием ультразвука и струйной промывки водой высокого давления ОССЬЕРРО 650 /ОО/Р-150 (стоимостью 94 500 долл.); ультразвуковые ванны для очистки ПП фирмы ЕЬМА (Германия), модельный ряд которых включает ванны размером от 190 х 85 и 60 до 600 и 500 и 300 мм, объемом от 0,8 до 90 л', с рабочими частотами 35 и 50 кГц, с системой подогрева ванн до 30...85 С (стоимостью от 400 дорл.
до 6155 долл.); установку финишной отмывки РСР— 424 фирмы Сотас. 5.5. Металлизация ПП Основным назначением процесса металлизации ПП является получение токопроводящих участков ПП (проводников, металлизированных отверстий, контактных площадок, концевых разъемов, ламелей и пр.), защита их от растравливания на операции травления меди с пробельных мест и от окисления для обеспечения паяемости ПП. Для получения металлических покрытий в производстве ПП применяют: ° химическую металлизацию; ° гальваническую металлизацию; ° магнетронное, ионно-плазменное и другие способы напыления.
З.ЗЛ. Химическое меднвнни ь Химическое меднение применяется в производстве ПП для получения тонкого (3...5 мкм) подслоя меди на стенках монтажных и переходных отверстий, чтобы сделать их диэлектрические поверхности токопроводящими и в адцитивном методе — для получения токопроводящих участков способом селективного толстослойного (порядка 35 мкм) химического меднения непосредственно на диэлектрик.
Химическое меднеицŠ— окислительно-восстановительный автокаталитнческий процесс, в котором в качестве катализатора на начальном этапе является металлический палладий, а затем осажденные кристаллы меди катализируют дальнейшее, выделение меди, и процесс протекает самопроизвольно.
! 313 При этом на катоде идет восстановление меди: Си" + 2е -+ Си, а на аноде: НСОН + ЗОН -4 НСОО + 2Н,О+ 2е. Параллельно происходит окисление формальдегида пщроксильными ионами с образованием газообразного водорода: НСОН+ОН -э НСОО + Н,'. Суммарная реакция восстановления меди: и Си'++ 2НСОН+ 4ОН -+ Си+ 2НСОО + Н, + 2Н,О. Основными требованиями к химически осажденной меди являются [521: ° полное покрьггие стенок отверстий для исключения разрыва электрических цепей; ° хорошая адгезия слоя химической меди к диэлектрику основания для обеспечения стойкости к термоудару при пайке и перепайке; ° пластичность осадка, (относительное удлиненйе 6...8 %); ° мелкозернистость и плотность осадка; ° низкие внутренние напряжения; 4 светло-розовый цвет; ° прочность на разрыв (333,3...392,4) 104 Па и'др. Заготовки ПП устанавливают при помощи технологических отверстий или зажимов в подвески для химического меднения, изготовленные из коррозионностойкой стали, фторопласта, титана или полипропилена, и помещают на линию химического меднения.
Она состоит из нескольких ванн для подготовки поверхности и химического меднення, в каждую из которых подвески с заготовками перемещаются по программе при помощи автооператора. Ванна для химического меднения имеет 'устройства поддержания температуры, барботирования для перемещивания раствора воздухом, фильтрации, возвратно-поступательного перемещения заготовок для прокачивания раствора через отверстия, чтобы обеспечить полное покрытие стенок отверстий медью. Для химической и гальванической металлизации применяют модульные линии в однорядном и двухрядном исполнении системы ПУХА-РШБ КОМРАКТ 130, БСНЕИХО, Германия (производительность системы при двухрядном исполнении составляет 4 и 6 м'/ч, максимально покрываемая площадь — 1100 х 950 и 1700 х 950 мм, габариты— 14,4 х 7,3 х 4,8 и 16,0 х 7,3 х 4,8 м) и ПУХА-РШ8 КОМРАКТ 190 (производительность — 5 и 8 м'/ч, габариты — 11,4 х 7,3 х 4,8 и 13,1 х 7,3 х 4,8).
На однорядным линиях процессы химического, гальванического меднення и осаждение металлорезиста осуществлякп на одной линии, а в двухрядной — на двух. Фирма 1.Ж О4пЬН (Германия) выпускает автоматизированные химико-гальванические линии и другое оборудование. Для того чтобы осадить химическую медь на диэлектрик в отверстиях необходимо подготовить поверхность диэлектрика соответствующим обра- 314 Глава з. Оенооиме знати изготовления яечантагя нлат зом, т. е. необходим катализатор. Операция создания на диэлектрике каталитических часпщ называется активированием.
Активирование диэлектриков может осуществляться либо последовательно (сначала в солях олова затем в солях палладия, в разных растворах), либо одновременно в совмещенном растворе, содержащем ионы олова и палладия. При этом на поверхности диэлектрика, на первой стадии адсорбируются ионы двухвалентного олова (процесс сенсибилизации), а затем на второй стадии восстанавливаются ионы папладия на диэлектрике до металла. После этого заготовки погружают в раствор химического меднения.
При сенсибилизации сначала ионы олова адсорбируются на поверхности стенок отверстий и медной фольги на обеих сторонах ПП. Затем следует каталитическое осаждение на стенки отверстий и медной фольги сверхтонкого слоя палладия. Далее химическим восстановлением ионов меди на стенки отверстий и фолыу осаждается тонкий слой меди толщиной 3...5 мкм. Для защиты от повреждений, для улучшения адгезии химической к гальванической меди и получения мелкодисперсного осадка в течение 1 ч проводят предварительное гальваническое меднение (5...7 мкм).
Широкое распространение получают методы «беспалладиевой металлизации», которые исключают применение драгоценных металлов (палладия) 1531: ° метод термолиза; ° сульфидный метод; ° магнетронное напыление. Метод термслиза включает следующие основные этапы, после получения заготовки из фольгированного материала и сверления отверстий: ° подготовка поверхности с использованием вибратора; ° обработка ПП в аммиачной соли гипофосфита меди; ° нагрев меди до температуры Т= 130...150*С в термостате в течение 15...20 мин.
В это время проходит реакция восстановления меди на диэлектрике толщиной порядка 0,3 мкм. Далее ТП осуществляют в соответствии с комбинированным позитивным методом. Конвейерные линии для термолизной металлизации выпускает АООТ НИТИ-Тесар (Саратов). На линии осуществляется нанесение рабочего раствора на заготовки ПП, получение токопроводящего слоя путем термического разложения фосфорсодержащей соли, удаление продуктов термического разложения из отверстий и с поверхности.
Достоинствами метода термолиза является хорошая адгезия меди к диэлектрику, отсутствие разделительного слоя на медной фольге, отсутствие растворенных ионов тяжелых металлов и лигандов в промывной воде. Сульфидный метоД применяют в производстве бытовой ЭА. Основные этапы метода: ° получение заготовки из фольгированного материала; ° нанесение лака;. ° сверление отверстий; ° травление в растворе хромового ангидрида с серной кислотой; ° адсорбция 1 в растворе на основе сернокислой меди; ° сульфидирование 1 в растворе сернокислого натрия; ° адсорбция 2; ° сульфидирование 2; ° гальваническое никелирование (3...4 мкм); ° снятие лака; ° декапи рован не; ° гальваническое меднение (20...25 мкм). Сульфид меди адсорбируется диэлектриком ич обладает достаточной электропроводностью для проведения электрохимического никелирования. Магнетроннае напыление меди в качестве подслоя имеет следующие преимущества: ° исключает использование химических растворов; ° снижает расход меди; ° обеспечивает «сухое» безотходное производство.
Вышеперечисленные три метода используют при изготовлении ПП общего применения. Растворы химическою меднения состоят из следующих веществ: ° соль меди; ° комплексообразователь (лиганд) для связывания ионов меди и исключения осаждения меди в виде гидроокиси, так как реакция восстановления меди протекает в щелочной среде; ° восстановитель (например, формальлегид); ° стабилизатор для обеспечения длительного срока службы раствора; ° компонент, обеспечивающий необходимую величину рН раствора; ° различные добавки; К процессу химического меднения предъявляют следующие требования: ° высокая скорость металлизации (3...4 мкм/ч); ° длительный срок службы раствора (10...12 месяцев); ° стабильность раствора; ° экономичность растворов (снижение расхода химикатов); ° простота утилизации отработанных растворов; ° минимальное влияние на окружающую среду.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
