4. Вытравливание слоя металлизации в отверстиях может быть вызвано рядом факторов, например остатками фоторезиста в отверстиях при проведении процесса покрытия, некачественным сверлением, неровностями на покрытии, неудовлетворительной защитой покрытия резистов или передержкой в травильном растворе.

Резист остается в отверстиях в результате проникновения туда света при экспонировании. Это может произойти из-за неплотного прилегания трафарета или неточной установки пленки. Экспони- рованный резист в отверстиях не может быть удален обычными методами, и поэтому экспонирования резиста в отверстиях следует избегать.

Фоторезист попадает в отверстия при нанесении его окунанием или центрифугированием, а при проявлении, даже если этот резист не был засвечен, его трудно растворить из-за его толщины. Это принципиальная причина, по которой на подложки с отверстиями фоторезист следует наносить только распылением.

Грубое сверление может привести к раковинам и протравкам в защитном слое металлизации отверстий из-за воздействия травильного раствора на медь, не защищенную металлом. Недостаточная защита платы слоем металла прежде всего наблюдается в отверстиях, поскольку в них всегда меньше толщина получаемого покрытия, чем на проводниках платы. Необходимо пересмотреть характеристики гальванического процесса, чтобы улучшить равномерность получаемого защитного покрытия (дополнительные рекомендации см. в гл. 5).

Необходимо избегать слишком длительного травления. Следует определить случаи, когда можно несколько увеличивать время травления. Например, если травильный раствор истощен или имеет слишком низкую температуру или если при проведении гальванического осаждения нанесен излишек меди. Часто бывает, что при плохой очистке вся медь, кроме небольших участков, может оказаться вытравленной. В этом случае оператор также имеет право оставить плату в травильном растворе немного дольше, чтобы добиться полного удаления металла. В остальных случаях передержка может привести к подтравливанию в зоне хорошего травления и травлению на защищенных площадках платы. Следовательно, полная и тщательная очистка платы перед травлением должна быть обязательной операцией. Позитивные резисты вызывают те же трудности, что и негативные, хотя они и легче удаляются после экспозиции с участков платы, предназначенных для травления. Разрушение позитивного резиста обусловливается, главным образом, паразитной подсветкой, повышенной температурой и щелочными растворами, применяемыми при обработке. Превышение плотности тока во время обезжиривания или металлизации может привести к газовыделению и сползанию фоторезиста. Вопросы, касающиеся покрытия плат металлическими и фоторезистивными слоями, рассмотрены в гл. 5.

В качестве фоточувствительных резистов используются и другие материалы [1, 2]. К ним можно отнести:

- естественные коллоидные органические вещества (альбумин, рыбий клей, желатин, аравийская камедь), сен-

сибилизированные бихроматом аммония, получившие название hot-top - эмали *);

- неколлоидные органические продукты (шеллак), сенсибилизированные бихроматом аммония, называемые cold-top - эмалями **) (из-за более низких температур дубления).

Эти материалы применяются как для изготовления фотолитографических масок, так и печатных плат, но имеют ограниченное применение потому, что для получения необходимой стойкости к травлению для обеспечения стабильности размеров и избежания пузырения во время проявления и старения требуют нагревания до температур, превышающих предельные рабочие температуры для подложек (более 150° С). Однако они дешевы и в определенных случаях способны давать высокую разрешающую способность. Например, резисты второго типа применялись при изготовлении масок с линиями шириной 0,25 мм, сеток с ячейками размером 0,05 мм. Промышленность освоила электрофотографические процессы для печати масок под. травление. Но в настоящее время они все еще находятся в стадии разработок. Эти процессы имеют то преимущество, что с их помощью можно создавать готовый рисунок на печатной плате в очень короткое время прямо с оригинала, не применяя пленки.

3. Металлические резисты

При изготовлении печатных плат с металлизацией отверстий наибольшее применение нашли металлические резисты, среди которых золото, сплав олово - свинец (60% олова, 40% свинца), сплав олово - никель. Могут применяться также позитивные резисты и латексы на каучуковой основе. Детальное рассмотрение процессов осаждения указанных выше металлов приведено в гл. 5. Ниже дается краткое описание применения их в качестве резистов при травлении.

Золото. Толщиной 2-4 мкм, нанесенное на гладкий плотный слой металла, например меди, имеет отличную стойкость во всех обычных для меди травильных растворах. М-ожно успешно применять для травления хлорное железо, хлорную медь, смесь хромовой и серной кислот и персуль-

*) Горячая (Прим. перев.) **) Холодная. {Прим. перев.)

фат аммония. Персульфат аммония слегка растворяет золото, и следовательно, необходимо избегать в этом случае длительного глубокого травления. Кроме того, вредное влияние на золото могут оказать находящиеся в персуль-,фате аммония в качестве катализатора соли двухвалентной ртути. Амальгамирование золота хотя и не приводит к разрушению резиста при травлении, но ухудшает пайку и коррозионную стойкость золота. Чтобы избежать этого, катализатор должен применяться в очень небольших количествах или не применяться совсем. Такие травители, как царская водка и смесь цианида с перекисью водорода, быстро растворяют золото. Типовой процесс подготовки платы и травления ее при использовании золота в качестве резиста приведен ниже.

Травление печатной платы струей травителя (раствор FeCl)

1. Проверить плату на отсутствие остатков фоторезиста или лака (при сеткографии). Если необходимо, провести повторное удаление резиста.

2. Проверить плату на отсутствие золота или других материалов на участках меди, предназначенных для травления. Все эти материалы должны быть тщательно удалены без нарушения проводников печатной схемы.

3. Проверить всю схему, включая поверхность отверстий, на наличие участков незащищенной меди. Все такие участки покрыть лаком.

4. Просушить нанесенный лак в течение 10 мин при температуре 45° С.

5. Провести обычное или электролитическое (катодное или анодное) обезжиривание при температуре 65-80° С, напряжении 4-6 е в течение 3 мин.

6. Промыть в воде.

7. Обработать в 20%-ном (по объему) растворе НС1 при комнатной температуре в течение 30 сек.

8. Промыть струей воды.

9. Высушить сжатым воздухом и, если плата не будет травиться сразу, поместить в кассету.

10. Обработать в персульфате аммония. Время предварительного травления 30-60 сек.

И. Проверить наличие остатков резиста на плате. При необходимости провести очистку платы.

12. Поместить плату в кассету травильной машины.

13. Установить реле времени в травильной машине на 1 мин, при этом травится слой меди толщиной 25 мкм при температуре 32-43° С. Установить кассету в травильную машину.

14. Если применяется машина кассетного типа (в отличие от конвейерного), то необходимо вынуть кассету, перевернуть ее на 180° и снова установить в машину.

15. Травить в течение 1 мин и повторять эту операцию до тех пор, пока основная часть меди не будет вытравлена. Можно не