книги / Технология многослойных печатных плат

много муравьиной кислоты и процесс восстановления меди не инициируется. Часто в начальный период химической реакции не происходит никаких видимых изменений в системе. Это время на­ зывается индукционным периодом. Катализатор не всегда активен

втой форме, в которой он добавляется к реагирующим вещест­ вам. Иногда необходима существенная его перестройка для обра­ зования активного промежуточного соединения. Время, необходи­ мое для образования и накопления активной формы катализатора, составляет индукционный период реакции. Особенно характерно наличие этого периода для автокаталитических реакций, т. е. реак­ ций, которые катализируются конечными продуктами. В индукци­ онный период происходит медленное образование продукта реак­ ции, а затем наступает резкое увеличение скорости реакции из-за вступления катализатора в действие.

Заготовки плат, подлежащих химическому меднению размеща­ ют в кассетах. Минимальное расстояние между заготовками в кас­ сетах— 20 мм. С целью обновления раствора химического медне­ ния в отверстиях плат и упрощения удаления водорода из отвер­ стий проводится покачивание заготовок в вертикальной плоскости. Покачивание должно быть плавным и сравнительно медленным: 15... 20 качаний в минуту при длине хода 50... 100 мм. При этом

в3 раза увеличивается скорость меднения. При больших скорос­ тях перемешивания процесс восстановления меди замедляется, так как механически удаляются активные центры. Плотность загрузки плат в раствор химического меднения обычно составляет 2...3 дм2/л. При более высокой плотности загрузки происходит быстрое разложение раствора, обусловленное уносом из ванны активации значительного количества катализатора. Кроме того, в покрытии образуется большое количество пор, которые не устраняются при последующем гальваническом меднении.

Разбавленные растворы имеют невысокие концентрации компо­ нентов, малые скорости осаждения (до 1 мкм/ч), но обладают большей стабильностью. При освоении технологии ПП в отечест­ венной промышленности использовались глицериновые раствори химического меднения. Глицериновые растворы обладают повы­ шенной вязкостью, это затрудняет качественную металлизацию отверстий малого диаметра, и не всегда обеспечивают высокую прочность сцепления. В связи с этим разработаны растворы хими­ ческого меднения как разбавленные, так и концентрированные на основе тартратных комплексов меди, которые не имеют недостат­ ков глицериновых растворов и к тому же устойчивы в более ши­ роком интервале pH. Продолжительность операции химического меднения в значительной степени определяется концентрацией применяемого рабочего раствора. При использовании концентриро­ ванных растворов процесс меднения производится 20... 25 мин, в разбавленных растворах — до 30 мин.

Впроцессе химического меднения расходуются следующие ком­

поненты: медь, щелочь, формалин и стабилизатор. Сегнетова соль практически не расходуется, а лишь уносится с платами. Контроль

и корректирование рабочего раствора осуществляют по данным химического анализа. Как правило, корректирование раствора про­ водится в начале работы ежедневно по меди, щелочи и формали­ ну; 1 раз в 3 ... 4 дня — по сегнетовой соли. Стабилизатор — тио­ сульфат натрия вводится в ванну также и в конце работы для кон­ сервации раствора в нерабочий период 1 ... 2 мг/л. Для предотвра­ щения разрушения раствора в период длительного хранения (бо­

натр до рН=12,4, раствор корректируется по данным химического анализа, тщательно перемешивается.

Для повышения качества металлизации ПП необходимо спе­ циальное технологическое оборудование, которое интенсивно стали разрабатывать только в последние годы. Важное значение имеет конструкция ванны. Она по возможности должна иметь форму куба. Следует избегать глубоких ванн с узкой верхней поверхно­ стью. В ваннах такой формы нарушается стабильность раствора из-за недостатка воздуха в нижней части. Для заполнения и хра­ нения растворов химического меднения рекомендуется применять сосуды из пластмасс или с пластмассовой футеровкой. Передо­ вые отечественные предприятия и крупные зарубежные фирмы пе­ решли на полностью автоматизированный процесс металлизации ПП. В нашей стране для химической металлизации ПП использу­ ется автоматическая линия типа АГ-44, техническая характеристи­ ка которой:

Кроме основной емкости для рабочего раствора в цехе долж­ на быть предусмотрена дополнительная емкость, предназначенная для очистки и корректировки раствора. Учитывая высокую стои­ мость растворов химического меднения, рекомендуется после ванны с рабочим раствором ставить ванну для улавливания — сборник. Это позволяет уменьшить содержание химикатов в про­ точной воде в 10 раз. Платы, которые прошли этап химического осаждения меди, можно хранить до следующей операции — элект­ ролитического осаждения. Однако более эффективным является хранение после нанесения электролитического слоя толщиной не

142

на другие подвески, не подвергавшиеся обработке в растворе пал­ ладия. Перемонтаж плат прерывает технологический цикл и увели­ чивает возможность брака. Для предотвращения высаживания меди на подвесках рекомендуется изолировать их. Материал для изоляции подвесок должен быть устойчивым ко всем обрабатыва­ ющим растворам, гладким, чтобы обеспечить минимальный унос растворов, не покрываться металлом при химическом нанесении электропроводного подслоя. Больше всего этим требованиям отве­ чает пластизоль и фторопластовое покрытие. Наиболее часто для этих целей используют пластизолевое покрытие марки «Диплазоль 2А» на грунтовке АК-091. Для обеспечения равномерной и сплошной затяжки гальванопокрытием число контактов должно быть не менее одного на 1 дм2. В качестве материала для подве­ сочных приспособлений рекомендуется нержавеющая сталь, с ко­ торой медь удаляется легким травлением или механически.

10.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ

Методы анализа растворов химического меднения, позволяю­ щие получить оперативную информацию о состоянии раствора хи­ мического меднения, стали разрабатываться сравнительно недавно. Аналитические методы определения концентрации меди в раство­ ре химического меднения являются точными, но весьма длитель­ ными. На первой стадии удовлетворительные результаты обеспе­ чивал колориметрический метод в сочетании с контролем pH стек­ лянным электродом.

Определение содержания сернокислой меди, например в трилонатном растворе химического меднения, производится фотоколориметрическим методом по собственному светопоглощению ком­ плексного соединения меди. Отбирается 5 мл раствора (pH = 12,7) в мерную колбу объемом 50 мл, доливается водой до метки и пе­ ремешивается. Затем на фотоколориметре ФЭК-56У измеряется оптическая плотность, используется кювета шириной 50 мм со све­ тофильтром № 9. В качестве холостого раствора применяется ди­ стиллированная вода. Затем определяется оптическая плотность раствора. Расчет содержания сернокислой меди в растворе про­ изводится по формуле Сх=СэтД х/Дэт, где Сх — содержание сер­ нокислой меди в исследуемом растворе; Сэт — содержание серноки­ слой меди в эталонном растворе; Д х — оптическая плотность ис­ следуемого раствора; Д эт— оптическая плотность эталонного рас­ твора.

Толщину металлизации в отверстиях контролируют неразру­ шающим способом 1 раз в смену с помощью приборов ИТМ-10 или по образцам-свидетелям, или разрушающим способность по шлифам с помощью металлографического микроскопа, например микроскопа МИМ-7. По истечении 1,5... 12 месяцев (в зависимос­ ти от качества используемого оборудования) в отработанном рас­ творе определяется содержание сернокислой меди и сегнетовой

144

нокислой медью