Гибкость электролитической металлизации

(по материалам беседы в ноябрьском номере РСВ007 с вице-президентом компании «GreenSource Fabrication» г-ном Алексом Степински)

Вызовы, с которыми сталкиваются сегодня.

Алекс: Всё идёт от конечного пользователя. В гальваническом меднении наибольший отклик на способность металлизации структур с высоким соотношением. Чем выше соотношение, несмотря на сквозные или глухие это отверстия, тем больше свобода для конструирования. Это — одна тенденция. А другая — штабелирование микроотверстий, увеличивая плотность и способность к изготовлению любого слоя.

Рик: Есть сильная тенденция к управлению теплопередачей отверстий. Но, не только это, есть связь с высокоплотной схемой, а далее — необходимость использования гидродинамики электролита в вертикальной металлизации сквозных отверстий. Необходимо специальное оборудование и, в меньшей степени, — специальные электролиты.

Хэппи: Всегда были проблематичны однородность и рассеивающая сила. Хотелось специальных гальванических ванн, кроющих больше в отверстии, чем на поверхности, поскольку стремились конструировать послойное наращивание, имея всё ещё вытравливание схемы на поверхности платы. Соотношение и пластичность важны, но цель на протяжении 20 лет — прочная металлизация отверстий с тем, чтобы их легче штабелировать и не использовать смолу для наполнения, а затем — металлизировать сверху. Это относительно легко просверлить все виды соотношений, но нет легко их надёжно металлизировать.

Алекс о соотношении: Зависит от диаметра. Чем больше диаметр, тем легче с соотношением тогда, как чем меньше диаметр, тем — труднее. На сквозных отверстиях получается металлизировать соотношения 40:1, на глухих отверстиях — зависит от диаметра. В реальности, если тонкие платы, то около 1:1. Если — толще, то — 10:1 или 15:1. На заращивании сквозного отверстия получается 8:1.

Трудно добиться цели в одном электролите. Нужно два или три электролита для желаемого структурирования.

Как указал Хэппи — хорошо, когда осаждается больше в отверстии, чем на поверхности. Однако, обычно при этом случается, что осаждая больше в отверстии, необходимо возвращаться назад и думать, что делать с кромкой отверстия. Далее, возникает ситуация при заращивании, когда нужно сначала металлизировать кромку отверстия до его полного заращивания в четыре стадии.

Необходимо анализировать каждый электролит, каковы его возможности, а затем говорить о его использовании на стадии А, а другого — на стадии — В. Это — многоступенчатая металлизация. Это отличается от обычной металлизации, когда платы погружались в одну или две ванны. При переходе к высоким соотношениям разрабатывают новые составы электролитов, более сложные, чтобы металлизировать за одну-две стадии.

Рик: Хотя временной фактор различен по масштабу сегодня, нельзя ожидать, что всё можно сделать за час. Эти циклы нереальны сегодня. Необходимо послойное заращивание, затем нужны многие электролиты, перенос ответственности с металлизации на травление для идеальной ситуации, когда осаждается больше в отверстии, чем на поверхности.

Но, по сегодняшней реальности — есть кластеры, с высокой плотностью мест для заращивания отверстий, приводящее к плохой однородности. Необходимо посмотреть на выравнивание. Если начать с неоднородной поверхности меди, то нельзя получить хорошее травление.

Алекс: У нас три вида электролитов, но они не работают в одном операционном ряду. Можно использовать один вид конструктивов, но с различным уровнем хлоридов, содержания меди и серной кислоты.

В целом на производстве используется семь электролитов. Имея вытравливание, Вы не можете металлизировать, не зная как Вы будете травить. Часто грешат на травление, но это — не так. Мы теперь делаем собственное оборудование металлизации и травления, имея преимущество в наших знаниях. У нас концепция металлизации вертикального типа.

Есть пара моментов. Мы ушли от электрического измерения толщины меднения и уходим от шлифов для определения толщины покрытия, непригодных для сложных конструктивов.

Традиционно, для измерения поверхностной металлизации использовались тестеры на вихревых токах. Для больших поверхностей проблема в большом количестве отверстий. Измеряются заполненные отверстия, но не поверхность. Поскольку нет необходимости делать 100 микрошлифов на одной заготовке, разработан альтернативный метрологический инструментарий.

На линиях металлизации измеряется медь на поверхности, во всех диаметрах, как много меди подкорректировано по массе. Метрология металлизации игнорировалась десятилетиями. Мы используем новые технологии, которые рынок не видел прежде, но которые использовались в других областях, не только с печатными платами.

Рынок сфокусирован на Азии так сильно, что потерял способность проводить исследовательские и опытно-конструкторские разработки. Если посмотреть сейчас как долго принимается решение изготавливать новую продукцию на азиатской гальванической линии, то это не займёт и часа. Инженеры и поставщики проводят вместе продолжительное время, проходя через пробы и ошибки. Наша фокусировка на систему обратной связи и моделирование. Чтобы изготавливать смешанный ассортимент, в малых объёмах, то, что нужно делать. Далее, также можно достигнуть больших возможностей при таких достижениях.

Вопрос: Одна из часто упоминаемых проблем, относительно печатных плат, — отсутствие стремления к умному производству, где цифровизация критична для успеха. Где встречались умные производства и изготовители не смонтированных печатных плат?

Алекс: Нет таких. Можно видеть немного больше достижений в автоматизации, но производства в Европе гораздо более автоматизированы, чем в США уже на протяжении более 20 лет. Можно видеть много людей копирующих эти старые европейские концепции автоматизации в Азии. Что изменилось? Можно увидеть автоматизацию и подключение к локальной сети, но реально не увидеть самообучаемых систем. Если что-то есть с обратной связью, то очень упрощённо.

При смешанной номенклатуре и малом объёме какие основные проблемы? Можно взять загрузчик и разгрузчик, и производство автоматизировано. Но это — не для вышесказанного. Наша цель акцентироваться с самого начала на жизненном цикле производства, на инженерной фазе и разработке, чтобы производить как можно эффективнее и быстро. Когда обращаются к старой фазе жизненного цикла, то можно использовать оголённое оборудование, без гибкости, производя то же весь длинный день при очень малых затратах.

Мы стремимся взять часть оборудования, разместить очень малую заготовку, гибкую, а затем — очень толстую заготовку весом 10 килограмм. Это очень крупная. Оборудование само адаптируется к такому производству, без участия человека.

Фокусировка на автоматизации измерений и характеристик металлизации при полной кодировке. Мы также хотим автоматизировать травление и полностью измерять результат травления, поскольку здесь склонность к человеческим ошибкам и ошибки очень дороги. Сейчас это основная задача, бесконтактная. Всё оборудование совместимо по отсутствию электростатике. Много работаем над заглублёнными компонентами.

***********************

Компания «БалтМедиа Партнёр» ООО в коммерческом партнёрстве с коллегами помогает внедрению и освоению эффективной техники и технологий на российском рынке производителей электроники.

По вопросам, связанным с производством электронной продукции, просьба использовать контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское шоссе, 206

Тел. +7 (921) 895−1422, (921) 994−9502

Электронная почта: office@bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов