Особенности техпроцесса металлизации в позитивном (полуаддитивном) методе

Являясь убежденным сторонником «тентинга» (субтрактивного метода формирования, в том числе наружных слоев), учитывая тем не менее широкое распространение позитивного метода, считаю необходимым подробно остановиться на технике работы с металлорезистом. Металлорезист используется только в техпроцессе полуаддитивного формирования рисунка наружных слоев, что является одним из недостатков этого метода.

Этот вопрос подробно был разобран выше, поэтому в этом разделе остановлюсь только на проблемах нанесения и снятия металлорезиста. В качестве металлорезиста используется свинцовооловянная эвтектика (ПОС) или (особенно в последнее время в связи с выходом директивы ROHS) чистое олово. При использовании в качестве металлорезиста ПОС, это покрытие может не сниматься и на последующих этапах изготовления печатных плат используется в качестве паяемого покрытия. Если наносить поверх ПОС паяльную маску (ПМ), при оплавлении ПОС возможно образование пустот под ПМ или даже трещин на ней, что является серьёзным недостатком этого варианта. ПМ должна лежать на чистой меди.

Металлорезист наносится гальваническим способом с использованием соответствующих (оловянных или оловянно-свинцовых) анодов в сернокислых электролитах. Рекомендуемая толщина, обеспечивающая надежную защиту при щелочном травлении (стравливании медной шины) – не менее 6 мкм.

Рис.118. Одностадийный процесс снятия олова
(Одновременное травление олова, интерметаллидов и меди.)

Рис. 119. Двухстадийное снятие металлорезиста

Снятие металлорезиста может проводиться одностадийным и двухстадийным процессом. Задачей процесса снятия металлорезиста является получение чистой поверхности меди, на которую в последствии будет нанесена ПМ (на проводники наружного слоя) или паяемое покрытие (на ламели под пайку и монтажные отверстия).

При одностадийном процессе рабочий раствор снимает металлорезист, интерметаллид и медь. Во время снятия металлорезиста необходимо снять его там, где его слой наиболее толстый.

При этом в местах тонкого слоя металлорезиста стравливается в том числе и медь. При распределении меди (ТР) 75% и менее слой меди в этих местах может утоняться (как правило в середине переходных отверстиях) до такой степени, что уже не будет обеспечивать характеристик надежности печатных плат в процессе эксплуатации. Иллюстрация работы одностадийного процесса снятия металлорезиста при плохом распределении слоя металлизации на рис. 118.

Преимуществом одностадийного процесса является наличие одного вида рабочего раствора и упрощенная конструкция оборудования. Однако описанный в предыдущем абзаце недостаток ограничивает возможность его использования только в техпроцессах с хорошим распределением металлизации при нанесении. При двух стадийном, процессе на первом этапе стравливается только металлорезист, а на втором этапе интерметаллиды и медь. (Рис. 119.).

Учитывая равномерность слоя интерметаллидов под слоем металлорезиста, двухстадийный процесс позволяет работать с металлизацией, нанесенной с плохим распределением. Однако двухстадийный процесс требует использования двух различных типов рабочих растворов и более сложного технологического оборудования.

Фирмой Dow разработан рабочий раствор снятия металлорезиста SURFACEstrip™ 419, являющийся высококонцентрированным щелочным составом, и, позволяющий совмещать преимущества одностадийного и двухстадийного процессов. Процесс этот - одностадийный, однако обладающий значительной селективностью. После того как стравлен металлорезист, скорость травления по меди существенно замедляется, что позволяет существенно снизить влияние плохого распределения, сохраняя преимущества одностадийного процесса. При этом слой меди остается без подтеков и окислов. Это обеспечивает простой контроль на автоматических установках оптического контроля (AOI). SURFACEstrip™ 419 может использоваться как для ванн, работающих с распылением, так и для погружных ванн. Кроме того этот состав пригоден для удаления адгезионных слоев.