मेंपीसीबी विनिर्माण प्रक्रियाकॉपर होल तकनीक सर्किट बोर्ड की विभिन्न परतों के बीच विद्युत कनेक्शन प्राप्त करने में एक महत्वपूर्ण कड़ी है। नीचे, हम सर्किट बोर्डों पर कॉपर प्लेटेड छेदों के प्रासंगिक ज्ञान पर चर्चा करेंगे, जिसमें उनकी परिभाषा और कार्य, प्रक्रिया, साथ ही सामान्य समस्याएं और समाधान शामिल हैं।
कॉपर सिंकिंग होल्स की परिभाषा और कार्य
कॉपर प्लेटेड छेद, जिसे धातुकृत छेद के रूप में भी जाना जाता है, बहु परत मुद्रित सर्किट बोर्डों में छेद को संदर्भित करता है जहां तांबे की एक पतली परत एक विशिष्ट प्रक्रिया के माध्यम से ऊपर और नीचे की परतों के बीच छेद की दीवारों पर जमा की जाती है, जिससे मुद्रित सर्किट बोर्ड की विभिन्न परतें एक दूसरे से जुड़ जाती हैं। इसका उद्देश्य सर्किट बोर्ड की विभिन्न प्रवाहकीय परतों के बीच विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन स्थापित करना है, जिससे विभिन्न घटकों के बीच इलेक्ट्रॉनिक संकेतों का सटीक और तेज़ संचरण सुनिश्चित हो सके। जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, सर्किट बोर्ड के माध्यम से बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनिक घटकों को जोड़ने और एक साथ काम करने की आवश्यकता होती है। कॉपर प्लेटेड छेद की उपस्थिति सर्किट बोर्डों पर उच्च घनत्व वाली वायरिंग को सक्षम बनाती है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के एकीकरण और प्रदर्शन में काफी सुधार होता है।
तांबे के छेद के डूबने की प्रक्रिया
कॉपर प्लेटेड छेदों की निर्माण प्रक्रिया अपेक्षाकृत जटिल है, जिसमें कई चरण शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक का कॉपर प्लेटिंग की अंतिम गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। तांबे के छेद को डुबाने की सामान्य प्रक्रिया निम्नलिखित है:
क्षारीय गिरावट: तांबे के छेद को डुबाने की प्रक्रिया में यह पहला कदम है, जो प्लेट की सतह पर छेद के अंदर तेल के दाग, उंगलियों के निशान, ऑक्साइड और धूल को हटा देता है। साथ ही, छिद्र दीवार सब्सट्रेट की ध्रुवता को नकारात्मक चार्ज से सकारात्मक चार्ज में बदलने के लिए समायोजित किया जाता है, जो बाद की प्रक्रियाओं में कोलाइडल पैलेडियम के सोखने की सुविधा प्रदान करता है। आम तौर पर, एक क्षारीय तेल हटाने वाली प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जिसका ऑपरेटिंग तापमान आमतौर पर 60-80 डिग्री के बीच होता है। टैंक समाधान की सांद्रता 4-6% पर बनाए रखी जाती है, और तेल निकालने का समय लगभग 6 मिनट पर नियंत्रित किया जाता है। तेल हटाने की प्रभावशीलता तांबे के जमाव के बैकलाइट प्रभाव को सीधे प्रभावित करती है। यदि तेल को पूरी तरह से नहीं हटाया जाता है, तो इससे तांबे की जमाव परत और सब्सट्रेट के बीच खराब आसंजन हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप छीलने और झाग बन सकते हैं।
मुख्य सूक्ष्म नक़्क़ाशी (रफ़निंग): सूक्ष्म नक़्क़ाशी का उद्देश्य बोर्ड की सतह से ऑक्साइड को हटाना और बाद की तांबे की जमाव परत और सब्सट्रेट के आधार तांबे के बीच अच्छा आसंजन सुनिश्चित करने के लिए इसे मोटा करना है। नव निर्मित तांबे की सतह में मजबूत गतिविधि होती है और यह कोलाइडल पैलेडियम को बेहतर ढंग से सोख सकती है। बाजार में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले रफिंग एजेंटों में वर्तमान में सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रोजन पेरोक्साइड सिस्टम और परसल्फेट सिस्टम शामिल हैं। सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्रणाली में उच्च तांबे की घुलनशीलता (50 ग्राम/लीटर तक), अच्छी पानी धोने की क्षमता, आसान सीवेज उपचार, कम लागत और पुनर्चक्रण क्षमता है। हालाँकि, इसमें असमान सतह का खुरदरापन, खराब टैंक स्थिरता, हाइड्रोजन पेरोक्साइड का आसान अपघटन और भारी वायु प्रदूषण जैसे नुकसान हैं। पर्सल्फेट प्रणाली (सोडियम पर्सल्फेट और अमोनियम पर्सल्फेट सहित) में टैंक समाधान में अच्छी स्थिरता है, प्लेट की सतह का एक समान मोटा होना, लेकिन थोड़ी मात्रा में घुलित तांबा (25 ग्राम/लीटर), कॉपर सल्फेट का आसान क्रिस्टलीकरण और अवक्षेपण, थोड़ा खराब पानी धोने की क्षमता और उच्च लागत। इसके अलावा, ड्यूपॉन्ट का नया माइक्रो नक़्क़ाशी एजेंट पोटेशियम मोनोपरसल्फेट है, जिसमें अच्छी टैंक स्थिरता, समान सतह खुरदरापन, स्थिर खुरदरापन दर है, और तांबे की सामग्री से प्रभावित नहीं है। इसे संचालित करना आसान है और यह पतली रेखाओं, छोटी दूरी, उच्च आवृत्ति प्लेटों आदि के लिए उपयुक्त है। सूक्ष्म नक़्क़ाशी का समय आम तौर पर लगभग 1-2 मिनट पर नियंत्रित होता है। यदि समय बहुत कम है, तो खुरदरापन प्रभाव खराब हो सकता है, जिससे कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग के बाद तांबे की परत का अपर्याप्त आसंजन हो सकता है; अत्यधिक खुरदरापन छेद खोलने पर तांबे के सब्सट्रेट को खराब कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप छेद खोलने पर सब्सट्रेट उजागर हो सकता है और स्क्रैप हो सकता है।
पूर्व भिगोना/सक्रियण: पूर्व भिगोने का मुख्य उद्देश्य पैलेडियम टैंक को पूर्व उपचार टैंक समाधान द्वारा संदूषण से बचाना और पैलेडियम टैंक की सेवा जीवन का विस्तार करना है। पैलेडियम क्लोराइड को छोड़कर, विसर्जन पूर्व समाधान के मुख्य घटक पैलेडियम टैंक के अनुरूप हैं। यह छिद्र की दीवार को प्रभावी ढंग से गीला कर सकता है, जिससे बाद के सक्रियण समाधान के लिए सक्रियण के लिए समय पर छिद्र में प्रवेश करना आसान हो जाता है। पूर्व भिगोने वाले घोल का विशिष्ट गुरुत्व आम तौर पर लगभग 18 डिग्री फ़ारेनहाइट पर बनाए रखा जाता है। सक्रियण का उद्देश्य क्षारीय तेल निष्कासन ध्रुवता समायोजन के बाद सकारात्मक रूप से चार्ज की गई छिद्र दीवारों को प्रभावी ढंग से पर्याप्त नकारात्मक चार्ज किए गए कोलाइडल पैलेडियम कणों को सोखने में सक्षम बनाना है, जिससे बाद के तांबे के जमाव की एकरूपता, निरंतरता और घनत्व सुनिश्चित हो सके। सक्रियण घोल में पैलेडियम क्लोराइड कोलाइडल रूप में मौजूद होता है। कोलाइडल पैलेडियम को जिलेटिनाइजिंग से रोकने के लिए, पर्याप्त मात्रा में स्टैनस आयन और क्लोराइड आयन सुनिश्चित करना, पर्याप्त विशिष्ट गुरुत्व (आमतौर पर 18 बॉम डिग्री से ऊपर) बनाए रखना और स्टैनस को अवक्षेपित होने से रोकने के लिए पर्याप्त अम्लता (उचित मात्रा में हाइड्रोक्लोरिक एसिड) होना आवश्यक है। तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए, आमतौर पर कमरे के तापमान पर या 35 डिग्री से नीचे। सक्रियण समय आम तौर पर लगभग 7 मिनट होता है, और सक्रियण तीव्रता लगभग 30% पर नियंत्रित होती है।
डी जिलेटिनाइजेशन: डी जिलेटिनाइजेशन का कार्य कोलाइडल पैलेडियम कणों के आसपास के टिन आयनों को प्रभावी ढंग से हटाना है, कोलाइडल कणों में पैलेडियम नाभिक को उजागर करना है, जिससे रासायनिक तांबा जमाव प्रतिक्रिया के प्रत्यक्ष और प्रभावी उत्प्रेरण को सक्षम किया जा सके। टिन एक उभयधर्मी तत्व होने के कारण, इसके लवण अम्ल और क्षार दोनों में घुलनशील होते हैं, जिससे अम्ल और क्षार दोनों जेलिंग एजेंट के रूप में प्रभावी होते हैं। हालाँकि, क्षार पानी की गुणवत्ता के प्रति अधिक संवेदनशील है और आसानी से तलछट या निलंबित ठोस पदार्थ उत्पन्न कर सकता है, जिससे तांबे के छेद आसानी से टूट सकते हैं; हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड मजबूत एसिड होते हैं, जो न केवल मल्टीलेयर बोर्डों के उत्पादन के लिए हानिकारक होते हैं (क्योंकि मजबूत एसिड आंतरिक ब्लैक ऑक्साइड परत पर हमला कर सकते हैं), बल्कि अत्यधिक जेलेशन का भी खतरा होता है, जिससे कोलाइडल पैलेडियम कण छिद्र दीवार की सतह से अलग हो जाते हैं। फ्लोरोबोरिक एसिड का उपयोग आम तौर पर मुख्य डिबॉन्डिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। इसकी कमजोर अम्लता के कारण, यह आम तौर पर अत्यधिक डिबॉन्डिंग का कारण नहीं बनता है, और प्रयोगों से पता चला है कि डिबॉन्डिंग एजेंट के रूप में फ्लोरोबोरिक एसिड का उपयोग करने पर, जमा तांबे की परत की बॉन्डिंग ताकत, बैकलाइट प्रभाव और घनत्व में काफी सुधार होता है। गोंद समाधान की सांद्रता आम तौर पर लगभग 10% पर नियंत्रित होती है, और समय लगभग 5 मिनट पर नियंत्रित होता है। सर्दियों में तापमान नियंत्रण पर ध्यान देना चाहिए।
तांबे का जमाव: यह तांबे के जमाव की प्रक्रिया का मुख्य चरण है, जो पैलेडियम नाभिक के सक्रियण के माध्यम से एक रासायनिक तांबा जमाव स्व-उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को प्रेरित करता है। जटिल घुलनशील तांबे के लवण को कम करने के लिए क्षारीय परिस्थितियों में फॉर्मेल्डिहाइड की न्यूनता का उपयोग करके, नव निर्मित रासायनिक तांबा और प्रतिक्रिया उपोत्पाद हाइड्रोजन लगातार तांबे के जमाव प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए प्रतिक्रिया उत्प्रेरक के रूप में काम कर सकते हैं, जिससे प्लेट की सतह या छिद्र की दीवार पर रासायनिक तांबे की एक परत जमा हो जाती है। टैंक समाधान को टैंक समाधान में क्यूप्रस आयनों और तांबे के पाउडर को ऑक्सीकरण करने, उन्हें घुलनशील डाइवैलेंट तांबे में परिवर्तित करने के लिए सामान्य वायु आंदोलन बनाए रखना चाहिए। तांबे के जमाव की प्रक्रिया के दौरान, घोल ए और घोल बी के मिश्रण को संतुलित करना आवश्यक है। घोल ए मुख्य रूप से तांबे और फॉर्मेल्डिहाइड की पूर्ति करता है, जबकि घोल बी मुख्य रूप से सोडियम हाइड्रॉक्साइड की पूर्ति करता है। तांबे के सिंक को आम तौर पर कुछ अपशिष्ट तरल के अतिप्रवाह या समय-समय पर बाहर निकालने और नए तरल की समय पर पुनःपूर्ति द्वारा बनाए रखा जाता है। अतिरिक्त मात्रा आम तौर पर प्रति 6-10 वर्ग मीटर में लगभग 1 लीटर एबी तरल होती है। उसी समय, तांबे के सिंक को निरंतर वायु आंदोलन बनाए रखना चाहिए, और 10um पीपी फिल्टर तत्व का उपयोग करके एक निस्पंदन सिस्टम स्थापित करने और हर हफ्ते समय पर फिल्टर तत्व को बदलने की सिफारिश की जाती है। इसके अलावा, टैंक समाधान की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए तांबे के निपटान टैंक में तांबे की वर्षा को नियमित रूप से साफ करना आवश्यक है।
तांबे के धँसने वाले छिद्रों की सामान्य समस्याएँ और समाधान
कॉपर प्लेटेड छेदों की उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, कुछ गुणवत्ता संबंधी समस्याएं हो सकती हैं जो मुद्रित सर्किट बोर्डों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करती हैं। यहां कुछ सामान्य समस्याएं और समाधान हैं:
तांबे के जमाव परत का खराब आसंजन: संभावित कारणों में अपूर्ण तेल निष्कासन, अपर्याप्त या अत्यधिक सूक्ष्म संक्षारण, खराब सक्रियण प्रभाव, अनुचित डीबॉन्डिंग आदि शामिल हैं। समाधान प्लेट की सतह और छेद की दीवार की सफाई सुनिश्चित करने के लिए तेल हटाने की प्रक्रिया के नियंत्रण को मजबूत करना है; मोटेपन के प्रभाव को सुनिश्चित करने के लिए सूक्ष्म नक़्क़ाशी के समय और मापदंडों को उचित रूप से समायोजित करें; कोलाइडल पैलेडियम का पर्याप्त सोखना सुनिश्चित करने के लिए सक्रियण स्थितियों को सख्ती से नियंत्रित करें; अत्यधिक या अपर्याप्त डिबॉन्डिंग से बचने के लिए डिबॉन्डिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करें।
छिद्रित दीवार रिक्तियां या पिनहोल: तांबे के जमाव की धीमी दर, टैंक समाधान की असमान संरचना, अपर्याप्त वायु आंदोलन और अन्य कारणों से हो सकता है। तांबा जमाव प्रक्रिया के मापदंडों को समायोजित करके तांबे के जमाव दर में सुधार किया जा सकता है; टैंक समाधान की एक समान संरचना सुनिश्चित करने के लिए टैंक समाधान की सरगर्मी और निस्पंदन को मजबूत करें; उचित वायु मिश्रण सुनिश्चित करने के लिए तांबे के सिंकिंग उपकरण का नियमित रूप से रखरखाव और सफाई करें।
छिद्रित सब्सट्रेट: आमतौर पर अत्यधिक सूक्ष्म क्षरण के कारण होता है। छिद्र पर तांबे के सब्सट्रेट के अत्यधिक क्षरण से बचने के लिए सूक्ष्म नक़्क़ाशी का समय और स्नान एकाग्रता को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।
खुरदुरी तांबे की जमाव परत: यह बहुत तेज तांबे की जमाव दर, टैंक समाधान में अत्यधिक अशुद्धियों और अन्य कारणों से हो सकती है। तांबे के जमाव की दर को उचित रूप से कम किया जा सकता है, और अशुद्धियों को दूर करने के लिए टैंक समाधान के निस्पंदन और शुद्धिकरण को मजबूत किया जा सकता है।