Разработка технологических процессов подготовки поверхности к химическому меднению в производстве печатных плат

Современные темпы развития электроники и ужесточение требований к качеству готовой продукции требуют повышения технического уровня печатных плат (ПП) – основы современных электронных приборов и устройств. Создание прочного электрического соединения токопроводящего рисунка (ТПР) внутренних и внешних слоев ПП является ответственной частью процесса изготовления печатных плат. На практике для этой цели наиболее часто применяется технология непрямой металлизации отверстий с использованием палладиевой активации поверхности диэлектрика, которая реализуется в три этапа. Сначала проводится химическое меднение – автокаталитический окислительно-восстановительный процесс, инициатором которого является металлический палладий, слой которого формируется на поверхности диэлектрика на предварительной стадии активации. Осаждающаяся на активированной поверхности диэлектрика металлическая медь выполняет в дальнейшем роль катализатора процесса химического осаждения меди. Толщина слоя химической меди составляет 0,3–1,0 мкм. Для укрепления хрупкого слоя химической меди проводят её гальваническую затяжку медью толщиной до 7 мкм, а после проявления токопроводящего рисунка на внешних слоях МПП – гальваническое наращивание меди до 25–30 мкм. Качество химического медного покрытия во многом определяет свойства всего металлического слоя и, в конечном счете, надежность ПП, в связи с чем требования к нему всё более ужесточаются. В свою очередь качество химического медного покрытия во многом определяется подготовкой поверхности отверстий к его нанесению. Подготовка поверхности включает в себя стадии очистки-кондиционирования, микротравления и палладиевой активации. В работе исследованы зависимости функциональных характеристик коллоидного активатора (скорость заращивания поверхности диэлектрика, стабильность) от состава и температуры смешиваемых компонентов активатора, способа и порядка их смешивания; зависимости функциональных характеристик комплексных активаторов от природы лигандов и состава растворов; зависимости ξ-потенциала диэлектрика от состава раствора кондиционирования. Установлены закономерности влияния параметров процесса приготовления активатора на ГДД его мицелл, а также влияния ГДД мицелл на скорость металлизации активированной поверхности диэлектрика и стабильность раствора активатора в процессе эксплуатации и хранения. Подобран антикоагулянт – соединение из класса органических монотерпеновых альдегидов, позволивший дополнительно (в 2,5 раза) повысить стабильность коллоидного палладиевого активатора с оптимальным ГДД мицелл (105 нм) в сравнении с используемым в настоящее время 4-гидрокси-3-метоксибензальдегидом. Установлены КПАВ – азотсодержащие соединения (К1 и К2), применение которых в растворе очистки-кондиционирования обеспечивает перезарядку поверхности диэлектрика перед металлизацией, и показано, что это способствует сокращению времени полной затяжки поверхности диэлектрика химическим медным слоем. Разработаны импортозамещающие технологии очистки-кондиционирования, микротравления, палладиевой активации (коллоидный и два комплексных активатора) поверхности диэлектрика перед химическим меднением сквозных отверстий печатных плат, а также композиции для их реализации, не уступающие зарубежным аналогам по технологичности и достигаемым результатам.