CC BY
19
УДК 621.357.5
Дроздов Д.А., Григорян Н.С., Абрашов А.А., Ваграмян Т.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРМАНГАНАТНОЙ ОЧИСТКИ ОТВЕРСТИЙ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ПЕРЕД МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ
Дроздов Дмитрий Александрович, студент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии; e-mail: [email protected]
Григорян Неля Сетраковна, к.х.н., профессор кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии; Абрашов Алексей Александрович, к.т.н., доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии; Ваграмян Т.А., д.т.н., заведующий кафедрой инновационных материалов и защиты от коррозии; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, ул. Миусская площадь, д. 9
Для удаления загрязнений, образующихся в ходе сверления отверстий многослойных печатных плат (МПП), отечественные производители используют импортные технологии, отечественных аналогов которых не существует. Разработка современной технологии для процесса перманганатной очистки отверстий многослойных печатных плат является актуальной научно-технической задачей.
Разработаны композиции для очистки отверстий ПП, работающих в заданных условиях и обеспечивающих качественное удаление загрязнения перед последующей стадией металлизации.
Ключевые слова: печатные платы, наволакивание смолы, сверление отверстий печатной платы, перманганатная очистка отверстий, смир.
THE RESEARCH OF PERMANGANATE DESMEAR PROCESS IN THE HOLES OF MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARDS BEFORE METALLIZATION
Drozdov D.A., Grigoryan N.S., Abrashov A.A., Vagramyan T.A.
Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Indigenous producers use foreign technologies to remove smear after drilling holes of multilayer printed circuit boards, there are no domestic prototypes. In the context ofsanctions policy, the development of a domestic technology for the permanganate desmear process of multilayer printed boards' production is a relevant scientific-technical task.
The compositions for the process of removing smear after drilling the through holes were invented, which operate in desired conditions and provide qualitative desmear before metallization.
Keywords: printed circuit boards, smear, drilling holes in printed circuit boards, permanganate desmear process of the holes, smear.
Введение
Одной из важнейших стадий изготовления печатной платы является очистка отверстий от различного рода загрязнений, образующихся в процессе сверления. Такие загрязнения называют - «smear» («смир»). Смир - смесь эпоксидной смолы, меди и стеклотекстолита, котораяобразуется при высокой температуре в процессе сверления отверстий в слоях МПП. Образовавшийся «Смир» должен быть удален до металлизации отверстии для обеспечения хорошей адгезии последующего химического медного слоя проводящего контакта между сквозным отверстием и проводящими листами [1].
Отечественные разработки для очистки отверстий удовлетворяли требованиям, пока платы были простые, то есть пока аспектное отношение диаметра просверленного отверстия к толщине платы было большим. С уменьшением аспектного отношения усложнился процесс очистки отверстий. В связи с этим требуются новые конкурентоспособные технологии, удовлетворяющие современным требованиям.
Экспериментальная часть
Процесс перманганатной очистки состоит из 3 основных этапов. Первый этап - набухание или
сенсибилизация, предназначенный для уменьшения прочности между молекулярными цепями смолы. Второй этап - травление в щелочном растворе перманганата. Перманганат эффективно удаляет продукты, образующиеся в отверстиях после сверления, и создает на стенках отверстий микрошероховатость перед последующей металлизацией. Третий этап - нейтрализация остатков травильного раствора. После каждого этапа осуществляется промывка дистиллированной водой [2].
Из литературных источников известно, что композиции для стадии набухания, как правило, содержат в своем составе органические растворители. Молекулы растворителя внедряются в матрицу смолы, в результате чего, между молекулами растворителя и смолой образуются водородные химические связи. Прочность смолы снижается за счет размещения молекул растворителя между цепями смолы, тем самым разделяя их, что облегчает процесс травления диэлектрика окислителем [3]. В ходе экспериментов разрабатывались растворы, которые по качеству очистки отверстий являются конкурентоспособными зарубежному аналогу. Образцами служили пластины нефольгированного диэлектрика марки ФР-4, базового материала для
изготовления ПП. Торцы образцов обрабатывались на шлифовальном станке с целью имитации процесса сверления. В качестве критерия очистки поверхности был выбран критерий удельной убыли массы WL(sf). Для раствора стадии набухания было выбрано сочетание этиленгликоля и гликолевого эфира. Наиболее приближенное к зарубежному аналогу значение убыли массы было получено при концентрация этиленгликоля 50 мл/л и гликолевого эфира 100 мл/л. Установлено, что за рабочий следует принять интервал температур от 65 до 70°С при продолжительности проведения процесса, равной 5 минут.
Из литратуры известно, что раствор стадии нейтрализации процесса перманганатной очистки представляет собой кислый раствор, состоящий из восстановителя и серной кислоты, предназначенный для нейтрализации остатков раствора перманганата на поверхности печатной платы [4]. Был разработан раствор нейтрализации, содержащий 19 г/л гидроксиламина сернокислого и 90 мл/л 50% серной кислоты. В данном растворе реализуется значение удельной убыли массы образца, сопоставимое со значениями для зарубежного аналога. Установлено, что рабочим является интервал температур от 50 до 55°С при продолжительности проведения процесса, равной 4 минутам.
Выводы
В результате выполнения работы, были разработаны композиции для стадий набухания и нейтрализации процесса перманганатной очистки отверстий, не уступающие зарубежным аналогам по достигаемым результатам.
Работа выполнена при финансовой поддержке РХТУ им. Д.И. Менделеева.
Список литературы
1. Surface and holes preparation in the production of printed circuit boards / V. A. Tereshkin, L. N. Grigorieva, Zh. N. Fantgof / / Technologies in the electronic industry. - 2006. - No. 1. - p. 40-43.
2. Капица М. С. Подготовка поверхности в производстве печатных плат / М.С. Капица // Технологии в электронной промышленности. - 2005. - №4. - С.18-21.
3. Permanganate desmear process for printed writing boards: pat. US 6454868 B1. USA. US 6454868; заявл. 17.04.2000; опубл. 24.08.2002. 6 p.
4. Neutralizing/reducing agent and desmear method: pat. US 0167916 A1. USA. US 0167916; заявл. 24.09.2010; опубл. 05.07.2012. 4 p.
