Подготовка поверхности. Основа получения изображения фоторезистом
(перевод статьи из журнала «The PCB Magazine», январь 2022, автор статьи — Michael Carano,
Рис. 1 Плохое структурирование фоторезиста
Введение
Процесс получения фотоизображения один из первых в производстве печатных плат (ПП). Для уверенности в том, что рисунок схемы максимально соответствует конструкторскому чертежу (например, проводники и зазоры), состояние поверхности медной фольги является одним из факторов успеха. Оптимальное использование смеси очистителей и протравливателей поверхности обеспечит чистую поверхность для адгезии сухого плёночного резиста. У производителя есть множество вариантов и необходимо выбрать оптимальный процесс, учитывая тип используемой медной фольги, а также — классы загрязнений для очистки. Больше по типам медной фольги будет в следующей публикации.
Процесс подготовки поверхности можно назвать основой получения изображения. Подготовка поверхности критична для характеристик резиста и расширяет рамки предстоящего нанесения резиста, экспонирования и проявления. Обычное получение 100 мкм проводников и зазоров не является сегодня нормой для технологии высокой и супер высокой плотности. Необходимость поддержки продвинутой компоновки и подложек ИС отсылает к процессу получения изображения.
Варианты
Есть несколько доступных вариантов. В дополнение к пемзе и оксиду алюминия при подготовке поверхности стала популярной химическая очистка для гарантии оптимальной адгезии фоторезиста. В этом случае используются только химические процессы такие, как кислотные очистители и микротравители. Однако, химическая очистка не только простое использование микротравителей для реструктурирования поверхности меди. Сначала необходимо удалить хроматирование.
Хроматное защитное покрытие
Вся медная фольга и/или в процессе производства подложек проходит обработку от потускнения для предотвращения окисления меди. Эта обработка основана на хромовой кислоте. Обработка в ней образует гидратированную хроматную плёнку на меди, предотвращая её от окисления. В то время, когда это необходимо при хранении, хроматная плёнка должна быть удалена перед микротравлением. Неполное удаление плёнки приведёт к дифференцированному или ступенчатому травлению при обработке в микротравителе. Ступенчатое травление создаст неоднородную топографию поверхности меди, которая приведёт к потере оптимальной адгезии фоторезиста. Высок потенциал для резиста «закрыть» некоторые неоднородности поверхности фольги
В прошлом стойкость к потускнению была связана с погружением медной фольги в раствор, содержащий ионы хрома. Исследователи улучшили этот метод, используя электролитическую технологию, для стойкости медной фольги к окислению. Другие последователи сделали улучшение внедрением цинкового хроматирования.
Не следует недооценивать противостояние хроматной плёнки. Именно поэтому, рекомендуется стадия очистки в сильной минеральной кислоте до пемзы, оксида алюминия или химического микротравления. Это гораздо эффективнее для адгезии резиста, когда хорошее хроматирование удаляется до дополнительных процессов.
Химическая очистка и микротравление
основном, необходимо понять, что за состав загрязнения и какой растворитель или растворители наиболее подходят для удаления этих загрязнений. Разработаны бесконечные составы для удаления загрязнений. К примеру, в таблице 1 приведён краткий перечень таких процессов. Необходимо также с поставщиком химии для совета по подходящим рабочим параметрам, совместимости оборудования и стоимости.
Табл.1 Химические очистители и микротравители
Есть поставщики одностадийных удалителей хроматирования — микротравители. И вновь, необходимо проконсультироваться у поставщика по техническим параметрам для правильного использования и по показателям. С этой точки зрения процесс химической очистки более эффективен и эффективен при двух стадийном применении: один — как удаление хромата/загрязнения, а другой — как удаление меди/микротравление её.
Основы процесса химического микротравления
Основы химического микротравления совсем просты: удаление окислов с поверхности и реструктуризация медной фольги. Последнее означает шероховатость или создание топографии на меди, увеличивая адгезию фоторезиста без большого стравливания меди. Здесь несколько ключевых точек для рассмотрения. Первая — очень полезно создать однородную топографию поверхности без большого удаления меди, если медная фольга уже очищена от масел, загрязнений и хроматирования. Таким образом, первый шаг в процессе подготовки поверхности -обеспечить чистоту поверхности, чтобы выполнить микротравление. Когда есть загрязнения и оставшиеся хроматы на поверхности, микротравление приведёт к неравномерности рельефа: дифференциации или ступенчатости. Топография выявит участки с высокими пиками и низкими впадинами, которые будут провоцировать закрытие резистом. Встречно, если есть на поверхности меди глубокие борозды
Относительно микротравителей, два наиболее часто используются:
- на основе персульфата (натрия или калия);
- перекись водорода — серная кислота.
Процессы на основе персульфата имеют тенденцию к созданию гораздо более шероховатого рельефа, чем в процессах с перекисью водорода и серной кислотой. Однако, если хроматирование полностью удалено, то эффективны оба процесса. Как показано рисунке 2 разные микротравители создают различные рельефы. Это различие необходимо принять во внимание, когда оценивается химическая очистка и адгезия.
Угловатая структура зёрен способствует достаточной адгезии резиста к поверхности меди. Важно знать, что очень шероховатая поверхность не подходит для хорошей адгезии резиста. В основном, более однородная шероховатость поверхности способствует адгезии резиста. Высокая шероховатость и неоднородный профиль поверхности приводят к появлению участков поверхности, где резист не соприкасается с поверхностью.
Рис. 2 Перекись водорода — серная кислота (сверху),
оксон (по середине) и персульфат натрия (снизу).
Заключение
«Способствуйте растворению загрязнений в растворителе». Это — простое и аккуратное определение очистки. В случае поверхности медной фольги это предполагает, что органические загрязнения, хроматирование и окислы должны быть удалены с меди до микротравления фольги.
Последнее связано с кислыми очистителями, содержащими минеральные кислоты, поверхностно- активные вещества и другие функциональные материалы. Достигнув чистой поверхности меди производственник может затем увеличить площадь поверхности фольги химическим микротравлением.
***********************
Компания «БалтМедиа Партнёр», находясь во взаимодействии с изготовителем, помогает на российском рынке внедрению и освоению разработки компании «RBP Chemical Technology» в производстве печатных плат. Обеспечивается технологическое сопровождение и консультирование производителей электроники по возникающим вопросам для выпуска качественной продукции.
Более подробно см. инфо на сайте — раздел «Новости»: 20.12.2021, 24.08.2021, 14.06.2021, 01.06.2021, 20.04.2021, 05.04.2021, 12.12.2020, 09.10.2020, 07.10.2020, 21.09.2020, 19.09.2020, 02.09.2020, 26.08.2020, 23.07.2020, 22.07.2020,
По возможному сотрудничеству в технологиях
Тел. +7 (921) 895−1422, (812) 994−9502
Электронная почта: office@bmptek.ru
https://bmptek.ru
http://facebook.com/valerydic2021/
Управляющий проекта — Алексей Леонов
