на поверхности стеклотекстолита и меди, как показывает уравнение (1):

Sn+a ->- поверхность меди+8п+2 поверхность (1)

стеклотекстолита G-10 в отверстии

Следующая операция - активирование. Она представляет собой химическое осаждение тонкой пленки благородного металла на наружных поверхностях платы и в отверстиях, как показывает уравнение (2):

Pd+2+Sn+2 -> Pd4-Sn+4. (2)

В качестве активаторов используются также соли золота и платины. После осаждения тонкой пленки палладия на подложку можно осуществлять меднение. Металлическая пленка меди получается в этом растворе за счет химического восстановления ионов меди на активированных поверхностях. Уравнение (3) иллюстрирует этот процесс:

CuS044-2HCHO + 4NaOH Cu+2HC02Na-f

+ H2--2H20 + Na2S04. (3)

Описанный выше процесс металлизации отверстий является основой большинства используемых в настоящее время методов. Однако в большинстве имеющихся в продаже наборов химикатов используются собственные фирменные рецептуры, так как они могут обеспечить большую стабильность и более прочное сцепление химической меди с подложками. В некоторых случаях [1] сенсибилизирующий раствор и активатор смешивают для проведения одной операции активирования . Считают, что совмещенный раствор содержит палладий в виде коллоида, при наличии защитных коллоидов оловянной кислоты. Стабильность коллоида палладия сохраняется при рН ниже 1 и при избытке ионов олова. Таким образом, операции 10, 11 и 12 объединяются в одну, после которой следует промывка водой под душем (операция 13).

Процесс осаждения меди может быть ускорен за счет соответствующей обработки подложки (операция 14) с целью удаления защитного коллоида и диспергирующих агентов из коллоида металлического палладия на поверхности платы. В качестве ускорителей используются 10%-ная НС1, 5%-ная H2SO4, 10%-ная Н3РО4, 5%-ная NaOH, 5%-ная NaCOg и 5%-ный раствор пирофосфорного натрия в воде. Промышленные растворы имеют рН, равную примерно 14 для нефольгированных материалов и 5,4 для печатных плат из фольгированного материала.

Дефекты химической металлизации и их причины. Полное отсутствие покрытия в отверстиях обусловлено недостаточным временем обработки в активирующем растворе или недостаточным временем осаждения меди, применением загрязненного или истощенного раствора меднения, неправильным перемешиванием растворов (поверхность отверстия должна смачиваться раствором - пузырьки воздуха или газа должны удаляться) или зажиренностью отверстий.

Разрьшы покрытия в отверстиях чаще всего вызываются недостаточным перемешиванием растворв. На платах, обрабатываемых в вертикальном положении, этот дефект заметнее.

Стоимость. Стоимость описанного процесса составляет около 0,80 долл. для платы размером 300 X 300 мм, даже при эффективном выполнении операций. Этот расчет основан на стоимости нанесения слоя меди толщиной 0,25-0,38 мкм на поверхность 9,3 м. Такая толщина меди является минимальной для последующего гальванического наращивания. Каждый изготовитель плат должен следить за стоимостью изготовления плат, так как она может быть значительно выше стоимости основных используемых материалов.

ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

Проводящее покрытие металлизированных отверстий в платах из фольгированного стеклотекстолита соединяет медную фольгу на обеих сторонах платы. Существует два варианта технологического процесса получения металлического покрытия на поверхности отверстий и проводников: . с гальваническим наращиванием меди по всей поверхности платы - сплошное наращивание ( Рапе! plating ); с гальваническим наращиванием меди только по рисунку печатного монтажа - избирательное наращивание ( Pattern plating* или Selective plating*).

При сплошном наращивании вся поверхность платы и просверленные отверстия покрываются гальванической медью; затем те участки, где металлизации не должно быть, защищаются органическим резистом. После этого свободные от резиста участки, образующие рисунок печатного монтажа, гальванически покрываются слоем резистивного металла, т. е. металла, стойкого к действию травящих растворов.

При избирательном наращивании гальваническое наращивание меди и нанесение металлического резиста производятся только по рисунку печатного монтажа и на стен-

ках отверстий [7,17]. (Однако следует помнить, что необходимое количество химической меди 0,25-0,37 мкм, а в некоторых случаях дополнительно 2,5 мкм гальванической

Рис. 5.7. Сечение печатного проводника до травления на плате, изготовленной с избирательным гальваническим нарап;иванием меди (увеличение 60 ).

Рис. 5.8. Металлизированное отверстие до травления. Избирательное гальваническое наращивание меди. В качестве резистивного металла нанесено золото (увеличение 200 ).

Рис. 5.9. Сечение металлизированного отверстия и контактной площадки на плате, изготовленной с избирательным наращиванием меди. В качестве резистивного металла использовано золото. Травление в хлорном железе (увеличение 200 ).

Рис. 5.10. Поперечное сечение печатного проводника на плате, изготовленной со сплошным наращиванием меди. В качестве резиста при травлении нанесено золото с подслоем никеля. Травление в хлорном железе (увеличение iW).

меди, осаждается на всей поверхности платы плюс медь фольги.)

При гальваническом процессе с избирательным наращиванием меди ширина печатных проводников и контактных площадок увеличивается с каждой стороны по мере увеличения толщины металла покрытия во время гальванического наращивания (рис. 5.7-5.9).