Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

В процессе анодирования происходит электролитическая реакция соединения кислорода с металлом в приповерхностных слоях подложки.
При этом металл анода не растворяется, как в случае электроосаждения, а при взаимодействии с кислородом образует плотно сцепленную с подложкой оксидную пленку. Механизм роста пленки заключается в переносе ионов кислорода через растущий оксидный слой под воздействием электрического поля, возникающего в пленке в случае приложения к электродам напряжения от внешнего источника.
Скорость роста оксидной пленки зависит от природы электролита, условий проведения процесса – электрического режима и температуры. Толщина оксидной пленки при анодировании пропорциональна количеству электричества, прошедшего через ванну.

В технологии микроэлектроники путем анодирования получают оксидные пленки из тантала и алюминия. При этом сначала на подложку вакуумным методом наносится пленка исходного металла, которая впоследствии подвергается локальному анодированию. Процесс получения оксидных пленок анодированием состоит из первоначальной формовки при постоянной плотности тока и окончательной формовки при постоянном напряжении. Такое ведение процесса обусловлено тем, что с ростом толщины пленки ее возрастающее сопротивление приводит к снижению силы тока.

Особенностью получения анодированных пленок является их рост в условиях приложенного электрического поля, напряженность которого достигает
107 В/см. Такие пленки харктеризуются высокой электрической прочностью, поэтому их используют в качестве изолирующих и диэлектрических слоев.

Вакуумное нанесение пленок тантала и алюминия с последующим анодированием позволяет создавать высококачественные пленочные конденсаторы и изолирующие слои при многослойной разводке. Основным преимуществом при этом является получение различных пленочных структур из одинаковых исходных материалов.

В технологии микроэлектроники анодирование используют также для получения необходимого значения сопротивления пленочных танталовых резисторов путем превращения верхнего проводящего слоя тантала в непроводящий оксид тантала.

Изготовление печатных плат электрохимическим методом.

Назначение печатных плат и способы их изготовления.

Непрерывное развитие всех отраслей приборостроения обусловило значительное расширение области применения электролитических и химических покрытий. Детали из пластмасс с металлическими покрытиями широко используются в радиотехнической промышленности и других областях народного хозяйства. Особо большое значение процессы металлизации полимерных материалов приобрели в производстве печатных плат.

Печатная плата представляет собой плоское изоляционное основание, на одной или на обеих сторонах которого расположены токопроводящие полоски металла (проводники) в соответствии с заданной электрической схемой. Для монтажа на плату радиоэлементов служат отверстия в плате, которые в зависимости от назначения могут быть металлизированы. Металлизированные монтажные отверстия служат также для электрического соединения проводников, расположенных на обеих сторонах платы.

К печатным платам предъявляют ряд существенно важных требований по величине сопротивления изоляции диэлектрических материалов, по точности расположения монтажных отверстий и проводников и т.д. Одним из главных требований, предъявляемых к платам, является достаточная прочность слоя металлизации в отверстиях из диэлектрического материала, а также обеспечение способности к пайке поверхности металлического слоя, что достигается соответствующим выбором гальванического покрытия и технологией металлизации. Поэтому в производстве печатных плат особое внимание уделяется правильному выполнению операций химико-электролитической металлизации диэлектрических материалов и качеству металлических покрытий на проводниках и в отверстиях. Изготовление печатных плат может осуществляться различными способами: вытравливания, электрохими-ческого или химического осаждения, комбинированным.
При электрохимическом (химическом) способе изготовления печатной платы исходным материалом служит нефольгированный диэлектрик, в котором предварительно сверлятся отверстия в соответствии с заданной монтажной схемой. Защитный рисунок схемы наносят таким образом, чтобы открытыми оставались те участки, включая отверстия, которые подлежат металлизации для образования проводников и контактных площадок. Создание проводниковых слоев осуществляется вначале методом химического осаждения меди, а затем электролитического осаждения меди или других металлов для получения слоя толщиной 35 – 50 мкм.

Гальваническое меднение

Гальваническое меднение является важнейших операций технологического производства плат. Гальваническим осаждением меди создается необходимый по толщине слой металла в отверстиях и на проводниках печатной. Качество медного слоя, его распределение по толщине определяют качество металлизации и экономические показатели производства. Минимальная толщина слоя меди в отверстиях определена в 25 мкм. При малых толщинах меди металлизированные отверстия получаются механически непрочными и после нескольких перепаек деталей легко разрушаются. Кроме того, при малой толщине слой меди бывает очень пористым, в результате чего в процессе пайки через поры проникают газообразные продукты из диэлектрика и водяные пары, что влечет за собой плохую смачиваемость припоя и недоброкачественную пайку выводов радиодеталей в отверстиях. Характерной особенностью меднения печатных плат является наличие большого количества отверстий, подвергаемых металлизации, поэтому электролиты меднения должны обладать хорошей рассеивающей способностью и в тоже время допускать применение повышенной плотности тока в цепях интенсификации процессов.

Наличие фоторизистов или защитных красок, которые могут взаимодействовать с электролитом, что влечет за собой накопление вредных примесей органических веществ. Основным фактором, определяющим выбор электролита, является отношение толщины платы к диаметру отверстий, что имеет особое значение при меднении многослойных печатных плат, когда число слоев может доходить до 20, а толщина платы до 5 мм.

В производственной практике используют сульфатный, борфтористоводородный и пирофосфатный электролиты.

В пирофосфатном электролите медь находится в виде сложного комплекса
K6Cu(P2O7)2, который образуется при добавлении избытка пирофосфата калия по реакции

Cu2P2O7 + 3 K4P2O7 ( 2K6Cu(P2O7)2

Пирофосфатный комплекс и свободный пирофосфат калия являются основными компонентами электролита. В качестве добавочных компонентов вводятся соли азотной кислоты и аммиак. Введение нитратов способствует повышению анодной плотности тока, препятствуя разряду водородных ионов, которые связываются на катоде в ионы NH4+ по реакции

NO3- + 10H+ + 8e ( NH4+ + 3H2O

Катионы аммония содействуют более интенсивному растворению медных анодов, препятствуя образованию пассивных пленок.

Равномерное осаждение меди на поверхности платы и на отверстиях может быть обеспечено при постоянной подаче свежего электролита. При жестком закреплении платы на катодной штанге, совершающей возвратно– поступательное движение обеспечивается хороший обмен электролита в отверстиях. Наиболее характерный дефект медного осадка, возникающий из-за плохого перемешивания, заключается в образовании грубых «подгорелых» и шероховатых слоев меди в отверстиях.

Так же важен хороший контакт платы с подвеской и подвески с катодной штангой. Ухудшение контакта в любой из указанных точек приводит к тому, что толщина меди на данной плате оказывается меньше расчетной. Потеря контакта влечет за собой частичное или полное растворение меди, осевшей в начальный период электролиза. Это явление происходит из=за того, что медненная поверхность платы, не будучи поляризована катодно, становиться анодом по отношению к соседним платам, имеющим хорощий контакт с катодной штангой.
Для обеспечения хорошего контакта всех плат необходимо, чтобы платы присоединялись к подвеске с помощью резьбового соединения, а контактирующая часть подвески и штанги периодически очищались от окислов.

Печатные платы, подвергающиеся меднению, являются всегда источником попадания органических примесей в электролит вследствие наличия на их поверхности защитных красок, лаков, фоторезистов и других органических материалов.
Органические примеси обуславливают образование блестящих и полублестящих полос на медной поверхности, получение более напряженных хрупких осадков меди, растрескивающихся при термоударах.

Удаление накапливающихся со временем органических примесей производят периодической или непрерывной фильтрацией электролита через активированный уголь. Пирофосфатные электролиты, будучи щелочными и нагретыми до температуры 60 - 80(С, более агрессивно воздействуют на органические материалы и более нуждаются в обработке активированным углем.

Гальванические покрытия.

Гальваническое осаждение различных металлов на проводники и стенки металлизированных отверстий применяются в следующих целях:

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: экономический диплом, реферат на тему право, банк рефератов 5 баллов.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата