שלבי תהליך וניתוח מאפיינים של PCB ניקל-זהב ו-OSP

מאמר זה מנתח בעיקר את שני התהליכים הנפוצים ביותר ב- PCB תהליך טיפול פני השטח: שלבי תהליך ומאפיינים של ניקל זהב ו-OSP.

ipcb

1. זהב ניקל כימי

1.1 שלבים בסיסיים

הסרת שומנים → שטיפת מים → ניטרול → שטיפת מים → מיקרו-תחריט → שטיפת מים → השרייה מוקדמת → הפעלת פלדיום → שטיפת מים בנשיפה וערבול → ניקל ללא חשמל → שטיפת מים חמים → זהב ללא חשמל → שטיפת מים למיחזור → שטיפת מים לאחר טיפול → יִבּוּשׁ

1.2 ניקל ללא אלקטרו

א. באופן כללי, ניקל נטול חשמל מחולק לסוגי “עקירה” ו”מזרז עצמי”. ישנן נוסחאות רבות, אך לא משנה איזו, איכות הציפוי בטמפרטורה גבוהה טובה יותר.

ב. ניקל כלוריד (ניקל כלוריד) משמש בדרך כלל כמלח ניקל

ג. חומרי הפחתה הנפוצים הם היפופוספיט/פורמלדהיד/הידרזין/בורהידריד/אמין בוראן

ד. ציטראט הוא הגורם הקלתי הנפוץ ביותר.

ה. יש להתאים ולשלוט ב-pH של תמיסת האמבטיה. באופן מסורתי משתמשים באמוניה (אמוניה), אך ישנן גם פורמולות המשתמשות באמוניה טריאתנול (Triethanol Amine). בנוסף ל-pH המתכוונן והיציבות של אמוניה בטמפרטורות גבוהות, הוא גם מתחבר עם נתרן ציטראט ויוצר סך של מתכת ניקל. חומר קלאט, כך שניתן להפקיד ניקל על החלקים המצופים בצורה חלקה ויעילה.

ו. בנוסף להפחתת בעיות הזיהום, לשימוש בנתרן היפופוספיט יש השפעה רבה גם על איכות הציפוי.

ז זו אחת הנוסחאות למיכלי ניקל כימיים.

ניתוח מאפיינים של ניסוח:

א. השפעה על ערך PH: עכירות תתרחש כאשר ה-pH נמוך מ-8, ופירוק יתרחש כאשר ה-pH גבוה מ-10. אין לה השפעה ברורה על תכולת הזרחן, קצב השקיעה ותכולת הזרחן.

ב.השפעת הטמפרטורה: לטמפרטורה יש השפעה רבה על קצב המשקעים, התגובה איטית מתחת ל-70°C, והקצב מהיר מעל 95°C ולא ניתן לשלוט בה. 90 מעלות זה הכי טוב.

ג. בריכוז התכשיר, תכולת הנתרן ציטראט גבוהה, ריכוז החומר הקולט עולה, קצב השקיעה יורד, ותכולת הזרחן עולה עם ריכוז החומר הקלתי. תכולת הזרחן של מערכת הטריאתנולמין יכולה להגיע אפילו ל-15.5%.

ד. ככל שריכוז החומר המפחית נתרן דימימן היפופוספיט עולה, קצב השקיעה עולה, אך תמיסת האמבט מתפרקת כאשר היא עולה על 0.37M, כך שהריכוז לא צריך להיות גבוה מדי, גבוה מדי מזיק. אין קשר ברור בין תכולת הזרחן לחומר המצמצם, ולכן בדרך כלל מתאים לשלוט בריכוז בערך 0.1M.

ה.ריכוז הטריאתנולמין ישפיע על תכולת הזרחן בציפוי וקצב השקיעה. ככל שהריכוז גבוה יותר, תכולת הזרחן נמוכה יותר וההשקעה איטית יותר, ולכן עדיף לשמור על ריכוז בערך 0.15M. בנוסף להתאמת ה-pH, זה יכול לשמש גם בתור chelator מתכת.

ו. מהדיון, ידוע שניתן להתאים את ריכוז הנתרן ציטראט ביעילות כדי לשנות ביעילות את תכולת הזרחן בציפוי

ח. חומרי הפחתה כלליים מחולקים לשתי קטגוריות:

משטח הנחושת הוא לרוב משטח שאינו מופעל על מנת לגרום לו לייצר חשמל שלילי כדי להשיג את המטרה של “ציפוי פתוח”. משטח הנחושת מאמץ את שיטת הפלדיום ללא חשמל הראשונה. לכן, קיימת איוטקטוזיס זרחן בתגובה, ותכולת זרחן נפוצה של 4-12%. לכן, כאשר כמות הניקל גדולה, הציפוי מאבד מהאלסטיות והמגנטיות שלו, והברק השביר גדל, מה שטוב למניעת חלודה ורע להדבקת חוטים וריתוך.

1.3 ללא חשמל זהב

א. זהב ללא אלקטרו מחולק ל”זהב עקירה” ו”זהב ללא אלקטרו”. הראשון הוא מה שנקרא “זהב טבילה” (ציפוי זהב). שכבת הציפוי דקה והמשטח התחתון מצופה במלואו ונפסק. האחרון מקבל את חומר ההפחתה כדי לספק אלקטרונים כך ששכבת הציפוי תוכל להמשיך לעבות את הניקל חסר החשמל.

ב.הנוסחה האופיינית של תגובת ההפחתה היא: חצי תגובה של רדוקציה: Au e- Au0 חמצון נוסחת חצי תגובה: Reda Ox e- נוסחת תגובה מלאה: Au Red aAu0 Ox.

ג. בנוסף לאספקת קומפלקסים של מקור זהב והפחתת חומרי הפחתה, יש להשתמש בנוסחת ציפוי הזהב ללא אלקטרו גם בשילוב עם חומרים קלאטיים, מייצבים, חוצצים וחומרי התפיחה כדי להיות יעילה.

ד. כמה דוחות מחקר מראים כי היעילות והאיכות של זהב כימי משתפרים. בחירת חומרי הפחתה היא המפתח. החל מפורמלדהיד מוקדם ועד תרכובות בורוהידרידים עדכניות, לאשלגן בורוהיריד יש את ההשפעה השכיחה ביותר. זה יעיל יותר אם משתמשים בו בשילוב עם חומרים מפחיתים אחרים.

ה. קצב השקיעה של הציפוי עולה עם עליית ריכוז האשלגן הידרוקסיד והחומר המפחית וטמפרטורת האמבט, אך יורד עם עליית ריכוז האשלגן ציאניד.

טמפרטורת הפעולה של תהליכים ממוסחרים היא בעיקר סביב 90 מעלות צלזיוס, וזה מבחן גדול ליציבות החומר.

ז. אם מתרחשת צמיחה רוחבית על מצע המעגל הדק, זה עלול לגרום לסכנת קצר חשמלי.

ח.זהב דק נוטה לנקבוביות וקל להיווצר קורוזיה תא גלווני K. ניתן לפתור את בעיית הנקבוביות של שכבת הזהב הדקה על ידי פסיבציה שלאחר עיבוד המכילה זרחן.