Vezje nosi veliko odgovornost prenosa signala in električne povezave. Proces nanosa bakra na vezje je kot ključni člen pri obdarovanju vezja z "vitalnostjo", ki močno vpliva na delovanje vezja in celo celotne elektronske naprave.
1, Analiza koncepta nanašanja bakra na vezja
Odlaganje bakra na vezja, znano tudi kot kemično bakrenje ali nanašanje bakra, je postopek, ki uporablja lastno katalitično oksidacijsko-redukcijsko reakcijo za izdelavo bakrene plasti na površini vezja. Načelo je uporaba posebnih kemičnih sredstev za spodbujanje redukcijske reakcije bakrovih ionov na določenih območjih tiskanega vezja, s čimer se odlaga in tvori bakrena plast.
Na začetku izdelave tiskanih vezij večina substratnih materialov, kot so plošče iz steklenih vlaken, sama po sebi ni imela prevodnosti. Za doseganje različnih funkcij elektronskih naprav morajo biti vezja na tiskanem vezju sposobna nemoteno prevajati tok. Pojavil se je postopek nanašanja bakra za tiskana vezja, ki lahko "goji" prevodne bakrene plasti na površini izoliranih substratov, s čimer je postavljen temelj za poznejšo konstrukcijo kompleksnih omrežij vezij.
2, Podroben postopek tehnologije nanašanja bakra
Predhodna obdelava v zgodnji fazi
Čiščenje in dekontaminacija: Med obdelavo podlage tiskanega vezja je lahko površina kontaminirana z oljem, prahom in drugimi nečistočami. Ta onesnaževala bodo resno vplivala na oprijem med bakreno plastjo in substratom v kasnejšem postopku nanašanja bakra. Zato je potrebno najprej temeljito očistiti podlago s profesionalnimi čistilnimi sredstvi in opremo, da na površini ne ostanejo ostanki nečistoč.
Ogrobljenje: Da bi povečali oprijem med bakreno plastjo in podlago, je potrebno površino očiščene podlage nahrapaviti. Ta postopek običajno uporablja metode, kot sta kemično jedkanje ali mehansko poliranje za oblikovanje drobnih konkavno konveksnih struktur na površini substrata. Te konkavne konveksne strukture lahko povečajo kontaktno površino med substratom in bakreno plastjo, tako kot lahko hrapavost stene izboljša oprijem prevleke, kar omogoča, da se naknadno nanesena bakrena plast trdneje poveže s substratom.
Korak aktivacije: Aktivacija je ključni korak v procesu nanašanja bakra. Podlago, ki je bila obdelana z hrapavostjo, je treba potopiti v aktivacijsko raztopino, ki vsebuje posebne kovinske ione (kot so paladijevi ioni). Paladijevi ioni se bodo adsorbirali na površini substrata in tvorili tanek film s katalitično aktivnostjo. Ta tanek film deluje kot "katalizator" za kemične reakcije, ki spodbujajo kasnejše reakcije redukcije bakrovih ionov, ki se prednostno odvijajo na njegovi površini, s čimer zagotavljajo izhodišče za odlaganje bakrene plasti.
Postopek kemičnega bakrenja
Konfiguracija raztopine za nanašanje bakra: raztopina za kemično bakrenje je glavno sredstvo za doseganje postopka nanašanja bakra. Njegove glavne komponente vključujejo bakrove soli (kot je bakrov sulfat), redukcijska sredstva (kot so formaldehid, natrijev hipofosfit itd.), kelatna sredstva (ki se uporabljajo za stabilizacijo bakrovih ionov v raztopini za galvanizacijo) in različne dodatke (kot so belila, izravnalna sredstva itd., ki se uporabljajo za izboljšanje kakovosti in učinkovitosti bakrene plasti). Te komponente morajo biti konfigurirane v natančnih razmerjih, različne zahteve za tiskano vezje in pogoji postopka pa lahko povzročijo razlike v formulacijah raztopin za nanos.
Potek reakcije: Predhodno obdelan substrat je potopljen v predhodno pripravljeno raztopino za kemično bakrenje. Pod določenimi temperaturnimi in pH pogoji so bakrovi ioni v raztopini za nanos podvrženi redoks reakcijam z redukcijskimi sredstvi pod katalitičnim delovanjem aktiviranih mest na površini substrata. Bakrovi ioni pridobijo elektrone in se reducirajo v kovinske atome bakra, ki postopoma odlagajo bakreno plast na površini substrata. Ko se reakcija nadaljuje, se bakrena plast nenehno debeli, dokler ne doseže zahtevane standardne debeline.
Postopki naknadne obdelave
Koraki čiščenja: Po bakrenju bodo na površini vezja ostale raztopine za prevleko in stranski -produkti, ki nastanejo zaradi reakcije. Če teh ostankov ne očistite pravočasno, lahko negativno vplivajo na delovanje vezja, na primer povzročijo korozijo in zmanjšajo izolacijo. Zato je treba vezje večkrat sprati z veliko količino vode, da zagotovite, da na površini ni ostankov raztopine za galvanizacijo.
Pregled kakovosti: To je pomemben del postopka nanašanja bakra, ki ocenjuje kakovost bakrene plasti z različnimi metodami testiranja. Na primer z uporabo mikroskopa za opazovanje površinske morfologije bakrene plasti in preverjanje napak, kot so luknje in razpoke; Uporaba elektronskih sond in druge opreme za analizo sestave in čistosti bakrenih plasti; S testiranjem odpornosti preverite, ali prevodnost bakrene plasti ustreza zahtevam. Samo tiskana vezja, ki so opravila stroge inšpekcije kakovosti, lahko vstopijo v naslednje faze obdelave.
Pasivna obdelava: Da bi izboljšali odpornost bakrene plasti proti koroziji in podaljšali življenjsko dobo vezja, se na pobakrenem vezju običajno izvede pasivna obdelava. Pasivna obdelava je tvorba izjemno tankega pasivacijskega filma na površini vezja, ki lahko prepreči zunanji kisik, vlago in druge kemične reakcije s plastjo bakra, s čimer zaščiti plast bakra. Pogoste metode pasivacije vključujejo kemično pasivacijo in elektrokemično pasivacijo.
3, pomembna vloga postopka nanašanja bakra
Gradnja prevodnih poti: Glavna funkcija nanosa bakra na vezja je izdelava prevodnih poti na izolacijskih substratih. V sodobnih elektronskih napravah je treba različne elektronske komponente med seboj povezati skozi vezja, da se doseže prenos signala in funkcionalna koordinacija. Bakrena plast, ki nastane s postopkom nanašanja bakra, je kot "avtocesta", ki omogoča nemoten tok toka na vezju in med seboj tesno povezuje različne elektronske komponente, da se zagotovi normalno delovanje celotne elektronske naprave.
Izboljšanje zmogljivosti prenosa signala: Baker ima dobro prevodnost in nizek upor, kar daje bakreni plasti, oblikovani s postopkom nanašanja bakra, pomembno prednost pri prenosu signala. Pri visoko-frekvenčnih tokokrogih sta hitrost prenosa in kakovost signalov ključnega pomena. Bakrene plasti lahko učinkovito zmanjšajo izgube in popačenja med prenosom signala, kar zagotavlja hiter in natančen prenos signalov do različnih elektronskih komponent, s čimer se izboljša hitrost delovanja in stabilnost delovanja elektronskih naprav. Na primer, v vezju komunikacijske opreme 5G igra visoko-kakovosten postopek nanašanja bakra ključno vlogo pri zagotavljanju stabilnega prenosa-hitrosti signalov.
Izboljšanje mehanske trdnosti tiskanega vezja: bakrena plast, ki nastane z nanašanjem bakra, poleg svoje prevodne funkcije lahko do določene mere poveča tudi mehansko trdnost tiskanega vezja. Bakrena plast je tesno povezana s podlago, kar lahko izboljša splošno žilavost in upogibno odpornost vezja, zaradi česar je manj nagnjeno k zlomu ali poškodbam, ko je izpostavljeno zunanjim silam. To je še posebej pomembno za elektronske naprave, ki jih je treba uporabljati v kompleksnih okoljih, kot so vezja v avtomobilski elektroniki, letalski in vesoljski opremi itd.
4, Dejavniki, ki vplivajo na kakovost nanašanja bakra
Sestava in stabilnost raztopine za bakrenje: Kot smo že omenili, je sestava raztopine za neelektrično bakrenje zapletena in zahteve glede deleža so stroge. Prekomerna ali nezadostna koncentracija bakrovih ionov v raztopini za nanašanje lahko vpliva na hitrost nanašanja in kakovost bakrene plasti. Prekomerna koncentracija lahko povzroči hitro rast bakrene plasti, kar povzroči napake, kot sta hrapavost in poroznost; Če je koncentracija prenizka, bo hitrost galvanizacije prepočasna in proizvodna učinkovitost bo nizka. Poleg tega lahko vsebnost in stabilnost reducentov, kompleksirnih sredstev in aditivov v raztopini za galvanizacijo prav tako pomembno vplivata na kakovost bakrene plasti. Kakršno koli nihanje ali poslabšanje katere koli komponente lahko povzroči spremembe v delovanju raztopine za galvanizacijo in s tem vpliva na učinek nanašanja bakra.
Nadzor procesnih parametrov: med postopkom nanašanja bakra je potreben natančen nadzor procesnih parametrov, kot so temperatura, pH vrednost in reakcijski čas. Previsoka temperatura lahko pospeši hitrost reakcije raztopine za nanos, vendar lahko povzroči grobo kristalizacijo bakrene plasti in poslabšanje kakovosti površine; Če je temperatura prenizka, se lahko hitrost reakcije upočasni in celo prepreči normalen potek reakcije. Vrednost pH pomembno vpliva na stabilnost in reaktivnost raztopine za galvanizacijo, različne formulacije raztopine za galvanizacijo pa imajo primerna območja pH vrednosti. Reakcijski čas je prekratek in debelina bakrene plasti ni zadostna za izpolnjevanje zahtev glede prevodnosti in zmogljivosti vezja; Če je reakcijski čas predolg, lahko povzroči, da je bakrena plast predebela, poveča stroške in lahko privede tudi do drugih težav s kakovostjo, kot je zmanjšan oprijem med bakreno plastjo in substratom.
Material podlage in učinek pred{0}}obdelave: Različni materiali podlage tiskanega vezja imajo različne površinske značilnosti in združljivost z bakrenimi plastmi. Na primer, zmogljivost substratov, kot sta plošča iz steklenih vlaken in poliimidna plošča, med nanašanjem bakra se spreminja. Medtem -kakovost predhodne obdelave podlage neposredno vpliva na oprijem in splošno kakovost bakrene plasti. Če čiščenje ni temeljito, je učinek hrapavosti slab ali je aktivacija med postopkom predobdelave nezadostna, bo to povzročilo šibko vez med bakreno plastjo in substratom, kar bo povzročilo napake, kot sta delaminacija in mehurji.