Az áramköri kártya nagy felelősséget vállal a jelátvitelért és az elektromos csatlakozásért. A réz lerakódásának folyamata az áramköri kártyákon olyan, mint egy kulcsfontosságú láncszem az áramköri kártya "vitalitásával" való felruházásában, ami mélyreható hatással van az áramköri lap, sőt az egész elektronikus eszköz teljesítményére is.
1, Rézlerakódás fogalmi elemzése áramköri lapokon
Az áramköri lapokon történő rézleválasztás, más néven kémiai rézbevonat vagy rézleválasztás, egy olyan folyamat, amely saját katalitikus oxidációs -redukciós reakcióját használja fel egy rézréteg kialakítására az áramköri lap felületén. Az alapelv az, hogy speciális vegyi anyagokat használnak a rézionok redukciós reakciójának elősegítésére az áramköri lap meghatározott területein, ezáltal rézréteget raknak le és képeznek.
Az áramköri lapgyártás kezdetén a legtöbb szubsztrát anyag, például az üvegszálas lapok önmagukban nem rendelkeztek vezetőképességgel. Az elektronikus eszközök különféle funkcióinak eléréséhez az áramköri lapon lévő áramköröknek képesnek kell lenniük zökkenőmentes áramvezetésre. Megjelent az áramköri kártyák rézleválasztási eljárása, amely vezetőképes rézrétegeket "növelhet" a szigetelt szubsztrátumok felületén, megalapozva a későbbi összetett áramköri hálózatok építését.
2, A rézleválasztási technológia részletes folyamata
Előfeldolgozás a korai szakaszban
Tisztítás és fertőtlenítés: Az áramköri lapok felületének feldolgozása során a felület olajjal, porral és egyéb szennyeződésekkel szennyeződhet. Ezek a szennyező anyagok súlyosan befolyásolják a rézréteg és az aljzat közötti tapadást a következő rézleválasztási folyamatban. Ezért először alaposan meg kell tisztítani az aljzatot professzionális tisztítószerekkel és eszközökkel, hogy a felületen ne maradjanak szennyeződések.
Durva kezelés: A rézréteg és az aljzat közötti tapadás fokozása érdekében szükséges a megtisztított aljzat felületének érdesítése. Ez az eljárás általában olyan módszereket használ, mint a kémiai maratás vagy mechanikus polírozás, hogy apró konkáv konvex struktúrákat alakítsanak ki a hordozó felületén. Ezek a konkáv konvex szerkezetek növelhetik az alapfelület és a rézréteg közötti érintkezési felületet, ahogy a fal érdesítése is javíthatja a bevonat tapadását, lehetővé téve, hogy az ezt követően felvitt rézréteg erősebben tapadjon az aljzathoz.
Aktiválási lépés: Az aktiválás a rézleválasztási folyamat döntő lépése. Az érdesítésen átesett hordozót speciális fémionokat (például palládiumionokat) tartalmazó aktivációs oldatba kell meríteni. A palládium ionok adszorbeálódnak a hordozó felületén, és vékony filmet képeznek katalitikus aktivitással. Ez a vékony film a kémiai reakciók "katalizátoraként" működik, elősegítve, hogy a későbbi rézion-redukciós reakciók elsősorban a felületén menjenek végbe, ezáltal kiindulási pontot biztosítva a rézréteg lerakódásához.
Vegyi rézbevonat eljárás
A bevonóoldat konfigurációja: A kémiai rézbevonó oldat a rézleválasztási folyamat főszerepe. Fő összetevői a rézsók (például réz-szulfát), redukálószerek (például formaldehid, nátrium-hipofoszfit stb.), kelátképző szerek (a rézionok stabilizálására szolgálnak a bevonóoldatban) és különféle adalékok (például fehérítők, kiegyenlítőszerek stb., amelyek a rézréteg minőségének és teljesítményének javítására szolgálnak). Ezeket az alkatrészeket pontos arányban kell konfigurálni, és a különböző áramköri követelmények és folyamatkörülmények eltéréseket eredményezhetnek a bevonóoldat összetételében.
A reakció előrehaladása: Az előkezelt szubsztrátumot előre elkészített kémiai rézbevonó oldatba merítjük. Bizonyos hőmérsékleti és pH-viszonyok között a bevonóoldatban lévő rézionok redox reakciókon mennek keresztül redukálószerekkel a hordozó felületén lévő aktivált helyek katalitikus hatására. A rézionok elektronokat nyernek, és fémes rézatomokká redukálódnak, fokozatosan rézréteget rakva le a hordozó felületén. Ahogy a reakció folytatódik, a rézréteg folyamatosan sűrűsödik, amíg el nem éri a kívánt vastagsági szabványt.
Utófeldolgozási eljárások
Tisztítási lépések: A rézbevonat után az áramköri lap felületén a bevonóoldat és a reakcióból származó melléktermékek maradnak-. Ha ezeket a maradványokat nem távolítják el időben, negatív hatással lehetnek az áramköri lap teljesítményére, például korróziót okozhatnak és csökkenthetik a szigetelési teljesítményt. Ezért az áramköri lapot ismételten át kell öblíteni nagy mennyiségű vízzel, hogy ne maradjon bevonat a felületen.
Minőségellenőrzés: Ez a rézleválasztási folyamat fontos része, amely különféle vizsgálati módszerekkel értékeli a rézréteg minőségét. Például mikroszkóp használata a rézréteg felületi morfológiájának megfigyelésére, valamint a hibák, például lyukak és repedések ellenőrzésére; Elektronikus szondák és egyéb berendezések használata a rézrétegek összetételének és tisztaságának elemzésére; Ellenállásvizsgálattal ellenőrizze, hogy a rézréteg vezetőképessége megfelel-e a követelményeknek. Csak a szigorú minőségellenőrzésen átesett áramköri lapok léphetnek be a következő feldolgozási szakaszokba.
Passziválási kezelés: A rézréteg korrózióállóságának javítása és az áramköri lap élettartamának meghosszabbítása érdekében a passziválást általában a rézbevonatú áramköri lapon végzik. A passziválási kezelés egy rendkívül vékony passzivációs film kialakítása az áramköri lap felületén, amely megakadályozza a külső oxigén, nedvesség és egyéb kémiai reakciókat a rézréteggel, ezáltal védi a rézréteget. Az általános passziválási módszerek közé tartozik a kémiai passziválás és az elektrokémiai passziválás.
3, A rézleválasztási folyamat fontos szerepe
Vezető utak építése: Az áramköri lapokon történő rézleválasztás fő funkciója az, hogy vezető utakat hozzon létre a szigetelő hordozókon. A modern elektronikai eszközökben a jelátvitel és a funkcionális koordináció eléréséhez különféle elektronikus alkatrészeket kell áramkörökön keresztül összekapcsolni. A rézleválasztási eljárással kialakított rézréteg olyan, mint egy "autópálya", amely lehetővé teszi az áram zökkenőmentes áramlását az áramköri lapon, szorosan összekapcsolva a különböző elektronikus alkatrészeket, így biztosítva a teljes elektronikus eszköz normál működését.
A jelátviteli teljesítmény javítása: A réz jó vezetőképességgel és alacsony ellenállással rendelkezik, ami a rézleválasztási eljárással kialakított rézrétegnek jelentős előnyt jelent a jelátvitelben. A nagy-frekvenciás áramkörökben az átviteli sebesség és a jelek minősége kulcsfontosságú. A rézrétegek hatékonyan csökkenthetik a jelátvitel során fellépő veszteségeket és torzulásokat, biztosítva a jelek gyors és pontos továbbítását a különböző elektronikai alkatrészekhez, ezáltal javítva az elektronikus eszközök működési sebességét és teljesítménystabilitását. Például az 5G kommunikációs berendezések áramköri lapján a kiváló minőségű rézleválasztási folyamat kulcsszerepet játszik a nagy sebességű jelek stabil átvitelében.
Az áramköri lap mechanikai szilárdságának növelése: A rézleválasztással kialakított rézréteg vezető funkciója mellett bizonyos mértékig növelheti az áramköri lap mechanikai szilárdságát is. A rézréteg szorosan hozzá van kötve a hordozóhoz, ami javíthatja az áramköri kártya általános szívósságát és hajlítási ellenállását, így kevésbé hajlamos a törésre vagy sérülésre, ha külső erőknek van kitéve. Ez különösen fontos az olyan elektronikai eszközök esetében, amelyeket összetett környezetben kell használni, mint például az autóelektronikai áramköri lapok, az űrhajózási berendezések stb.
4, A rézleválasztás minőségét befolyásoló tényezők
A bevonóoldat összetétele és stabilitása: Mint korábban említettük, az elektroless rézbevonó oldat összetétele összetett és az arányokra vonatkozó követelmények szigorúak. A rézionok túlzott vagy elégtelen koncentrációja a bevonóoldatban befolyásolhatja a lerakódás sebességét és a rézréteg minőségét. A túlzott koncentráció a rézréteg gyors növekedéséhez vezethet, ami hibákhoz, például érdességhez és porozitáshoz vezethet; Ha a koncentráció túl alacsony, a bevonat sebessége túl lassú lesz, és a gyártási hatékonyság is alacsony lesz. Ezenkívül a bevonóoldatban lévő redukálószerek, komplexképző szerek és adalékanyagok tartalma és stabilitása is jelentős hatással lehet a rézréteg minőségére. Bármely komponens ingadozása vagy károsodása megváltoztathatja a bevonóoldat teljesítményét, ezáltal befolyásolva a rézlerakódás hatását.
Folyamatparaméterek szabályozása: A rézleválasztási folyamat során a folyamatparaméterek, például a hőmérséklet, a pH-érték és a reakcióidő pontos szabályozása szükséges. A túl magas hőmérséklet felgyorsíthatja a bevonóoldat reakciósebességét, de a rézréteg durva kristályosodásához és a felületi minőség romlásához vezethet; Ha a hőmérséklet túl alacsony, a reakció sebessége lelassulhat, és akár megakadályozhatja a reakció normális lefolyását. A pH-érték jelentősen befolyásolja a bevonóoldat stabilitását és reakcióképességét, és a különböző bevonóoldat-készítményeknek megfelelő pH-érték tartománya van. A reakcióidő túl rövid, és a rézréteg vastagsága nem elegendő ahhoz, hogy megfeleljen az áramkör vezetőképességére és teljesítményére vonatkozó követelményeknek; Ha a reakcióidő túl hosszú, az a rézréteg túl vastagságát okozhatja, növelheti a költségeket, és egyéb minőségi problémákhoz is vezethet, mint például a rézréteg és a hordozó közötti tapadás csökkenése.
Aljzat anyaga és előkezelési hatás-: Az áramköri lapok különböző anyagai eltérő felületi jellemzőkkel és a rézrétegekkel való kompatibilitásukkal rendelkeznek. Például az olyan szubsztrátok, mint az üvegszálas lemez és a poliimid lemez teljesítménye a rézleválasztás során változó. Eközben az aljzat előkezelési minősége- közvetlenül befolyásolja a tapadást és a rézréteg általános minőségét. Ha a tisztítás nem alapos, az érdesítő hatás gyenge, vagy az aktiválás nem megfelelő az előfeldolgozási folyamat során, az gyenge kötést eredményez a rézréteg és az aljzat között, ami olyan hibákhoz vezet, mint a rétegvesztés és a hólyagosodás.