Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Высокая пластичность осадка меди позволяет столбу металлизацин в отверстиях выдержать без разрыва растягивающие усилия, которые возникают в них из-за расширения диэлектрика по высоте (т. е. вдоль металлизированного отверстия по оси У) при термических воздействиях; предел прочности на разрыв — не менее 20 кг/мм', ° удельное электрическое сопротивление — 1,72 - 10 ' Ом . м; ° толщина слоя меди в монтажных и переходных отверстиях не менее 25 мкм; ° осадок меди должен иметь мелкокристаллическую структуру, так как она в значительной степени определяет структуру осаждаемого на медь металлорезиста н его защитные свойства на операции травления меди с пробельных мест; ° толщина меди в отверстиях должна быть не менее 75...80 % толщины меди на поверхности ПП.
В настоящее время применяются сернокислые, сульфатные, пирофосфатные, кремнефторидные и другие электролиты, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее часто при гальваническом медненин наблюдаются дефекты: ° кольцевые утонения меди в отверстиях, переходящие иногда в разрывы в результате евоздушных пробок», препятствующих проникновению в полость пор электролита; ° конусность слоя металлизации в отверстиях; ° трещины и каверны в слое меди, которые появляются из-за выделяющихся при металлизации газов (кислорода, водорода), из-за микрозагрязнений; ° подгар (рыхлый осадок меди); ° дефект «собачья кость» (см.
Приложение П.9); разнотолщинность осадка меди на поверхности и в отверстиях ПП вследствие низкой рассеивающей способности электролита; ° точечная коррозия, отсутствие блеска, неравномерное покрытие, уменьшение пластичности осадка в результате загрязнения электролита органическими веществами: фаторезистами, продуктами разложения добавок и пр.
Все эти дефекты связаны с малой подвижностью электролита в отверстиях, полостях, порах ПП. Одним из путей устранения таких дефектов является применение ультразвуковых колебаний при электролитическом осаждении меди из сернокислого электролита [55) или применение горизонтальных линий металлизации, в которых происходит струйное нагнетание электролита в отверстия, что обеспечивает интенсификацию обновления раствора в отверстиях. В настоящее время уделяется большое внимание разработке составов электролитов и режимов электроосаждения, обеспечивающих меднение глубоких сквозных отверстий МПП малого диаметра (и'= 0,4 мм и менее) при отношении диаметра отверстия к толщине (Н) МПП, равного Н: Н= 1: 10, стойких к термоударам при пайке 157). Считается, что появление трещин в гальванических покрытиях на стенках отверстий при пайке связано с уменьшением пластичности и предела прочности меди при повышении температуры.
Одним из способов повьгшения надежности медных покрытий при термоударе является применение специальных добавок в электролит, например, МХТИ-90-1 или МХТИ-90-2; другой способ — термовакуумная обработка медного покрытия при температуре Т= 250...300 'С при разряжении 10 ' Па в течение 4-х ч, в результате которой в 3 раза увеличивается пластичность меди при незначительном снижении (на 25 %) предела прочности на разрыв. Гальваническое меднение с применением добавок БСД и БСД-2. Процесс гальванического меднения в сернокислых электролитах с добавками БСД или БСД-2 обеспечивает изготовление ДПП и МПП, полностью отвечающих требованиям потребителей к качеству проводящего рисунка 181. Сернокнслый электролит гальванического меднения с добавками БСД и БСД-2 имеет следующие преимущества: ° обладает высокой рассеивающей способностью; ° обеспечивает высокую пластичность осаждаемой меди; ° прост и технологичен в эксплуатации, так как добавки БСД нли БСД-2 поставляются в виде концентратов, пригодных для прямого введения в электролит и обеспечивают максимальное удобство в работе.
При использовании электролитов соотношение толщины меди на поверхности заготовки н в отверстиях приближается'к 1: 1, благодаря чему: сокращается длительность процесса гальванического меднения; уменьшается расход медных анодов; улучшаются экономические и экологические показатели производства. Осадки меди, получаемые из электролитов с добавками БСД или БСД-2: ° выдерживают испытания на термоудар в течение 10 с и более; е имеют коэффициент удлинения (пластичность) при соблюдении необходимых условий проведения процесса -10...15 %; !! Пюеватнвюаемяв в пюнвюгня «йаыа мм 522 Глава 5. Основано лимом и»гота«лилии иечатимх илит ° прочность на разрыв 25...30 кг/мм', ° электропроводность — 0,52 мкСм/см.
Добавки БСД и БСД-2: ° обеспечивают высокую стабильность свойств электролита (рассеивающей способности, широкий диапазон рабочих плотностей тока от 1 до 6 А/дм') и качество осаждаемого покрытия; ° не требуют применения дополнительных добавок к электролиту меднения, таких как синтанол, препарат ОС-20 или других поверхностно-активных веществ; ° могут использоваться в электролитах сернокислого меднения при широком диапозоне концентраций остальных компонентоьч медь сернокнслая, г/л........ 60...220 кислота серная, коня., г/л...... 40...200 натрий хлорнстый, мг/л.......
40...80 Использование сернокислого электролита с добавками БСД и БСД-2 обеспечивает получение высокопластичных, плотных„блестящих осадков меди, равномерно распределенных по поверхности и в отверстиях ПП. Технология «прямой металлизации». В настоящее время имеет место повсеместный переход массового производства ПП в мире на технологию «прямой металлизации» и тентинг-процессы.
Технологию прямой металлизации применяют для ДПП и МПП, изготавливаемых на различных диэлектриках ~8~. Сущность процесса заключается в том, что электропровод- ность диэлектрика в отверстиях создают на стадии активации, которая аналогична осуществляемой обычно перед химическим меднением, с той лишь разницей, что сам процесс химического меднения становится ненужным. Прямая металлизация исключает использование подслоя химической меди для металлизации отверстий ПП, так как стенки отверстия уже электропроводны, и можно проводить гальваническое осаждение меди, минуя стадию химического меднения. При этом применяют активаторы на основе графита, углерода, органических соединений, а также палладиево-оловянные активаторы.
Ниже приведен процесс прямой металлизации, который осуществляется за счет применения нового коллоидного активатора на основе палладин, образующий на непроводящих поверхностях отверстий сплошное высокопроводящее покрытие, на которое можно непосредственно осаждать гальваническую медь. При этом создается сплошная металлизация, а не отдельные «камешки», как прн обычном активировании.
Комплект концентратов НХ504™ состоит из ряда концентратов, предназначенных для приготовления и корректирования рабочих растворов, используемых в процессе прямой металлизации. В него входят: кондиционер-очиститель, предактиватор, активатор, акселератор.
Печатным платам, изготовленным с применением процесса прямой металлизации на базе комплекта концентратов, характерны следующие свойства: ° отсутствие непрокрытия в отверстиях; » отличная адгезия гальванической меди к стенкам отверстий; ° отсутствие дефектов пластичности, свойственные осадкам химиче- ' ской меди; ! Меа!аиизаяия ПП ° отсутствие дегазации; ° соответствие всем требованиям термического шока; ° отсутствие эффекта «собачьей кости»; гальваническая медь равномерно распределяется на стенках отверстий; ° высокая надежность соединения с торцами контактных площадок внутренних слоев; ° применимость для металлизации ПП с высоким отношением толщины ПП к диаметру отверстий (!5: 1); ° применимость для обработки мелких, сквозных и глухих отверстий; сокращение времени обработки и расхода химических реактивов; ° соответствие экологическим нормам.
Технологическая схема процесса прямой металлизации включает следующие этапы: 1) подготовка поверхности и отверстий; 2) обработка новым активатором; 3) сушка и далее продолжение обычного процесса: получение рисунка схемы; осаждение гальванической меди и далее по табл.
4.7. Процесс прямой металлизацни имеет ряд преимуществ: ° может быть использован для металлизации открытых заготовок ПП и для металлизации по рисунку схемы; совместим с существующими линиями металлизации; ° в процессе отсутствуют формальдегид, цианид, канцерогены, сильные комплексообразователи, а также отсутствует необходимость слива растворов, содержащих медь; ° снижен расход реактивов; ° сокращено время обработки, ° снижена стоимость всего процесса производства. ° уменьшен объем химических анализов; ° применим для широкого диапазона подложек; ° применим для металлизации плат с высоким соотношением толщины платы к диаметру отверстий; е применим для обработки мелких отверстий, глухих и сквозных; ° обеспечивается полный контроль процесса путем измерения сопротивления меди в отверстиях; е обеспечивается отличное качеспю готовой ПП при высоком соответствии экологическим нормам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
