2014-May Russia exotic material CC - 3ru - pcb-forum.infopcb-forum.info/archive/2014/2014-May_Russia_exotic material_DM_ru.… · Securiganth Sweller P ... g 135°C, FR4 Epoxy Isola

Electronics

Процессы металлизации сквозных отверстий (PTH)для современных базовых материалов

Москва, Россия 24-25 июня 2014 г.

Proprietary and Confidential

Coдержание

Серия продуктов для PTH

Процесс очистки отверстий

Процесс Printoganth PV

2 2014-June Moscow Russia

Proprietary and ConfidentialElectronics

Серия продуктов для PTH


Серия продуктов для PTHУказания по применению

Указания по применению процессов PTH Сегментпр-ва

Применение/ Технология

Рекомендуемый процесс

Вертикальныйметод

Горизонтальныйметод

Прямаяметаллизация

Основыдля ИС

SAP (GX92, GX13, GX3,

Printoganth MV Plus Printoganth SAP Plus Неопределено

MSAP, AMSAP (BT PCF, ...)

Printoganth MV Plus Printoganth P Plus

HDI (платы свысокоплотныммонтажом) иMLB(многослойныеплаты)

ОсобыеМатериалы(Тефлон, BT, High TgFR4,

Printoganth PV (E) Printoganth P Plus Neopact

Seleo CP Plus

Стандартныематериалы(standard FR4,…)

Noviganth LS Plus Printoganth U Plus или Printoganth U

Seleo CP E


Proprietary and ConfidentialElectronics

Процесс очистки отверстийСовременные базовые материалы

специального назначения



Очистка отверстийВ прошлом и сегодня

1. Серная кислота, 98% H2SO4Образует гидрофильную поверхность из сульфоновых групп, (-SO3H)На сегодняшний день не применяется, т.к. при концентрации ~ 80% неактивнаСложность применения, проблемная обработка стоков

2. Хромовая кислота - CrO3 x H2OСлишком сильное травлениеОпасность для здоровья операторов и окружающей среды, проблемная обработкастоков

3. ПлазмаОпасное применение тетрафторметана CF4, смеси азота/кислорода в мощномэлектрическом полеПодходит только для специфических базовых материалов (тефлон, полиимид ит.п.)Обработка партиями, снижение объемов выработки

4. Щелочной перманганат MnO4-/OH-

Очень эффективный процесс, самый распространенный в мире сегодня


Очистка отверстий базовых материалов специального назначенияТипы смол

Ламинат Tg (температурастеклования) (°C)

ПТФЭ (Тефлон) -

Эпоксидн.смола со стандартн. Tg (дифункциональн.) 130-150

Эпокс. смола с высокой Tg(мультифункциональная)

150-180

Полифениленовый эфир 175

Эпокс. смола/полифенилена оксид 180

Эпокс.смола/бисмалеимид триазин (BT) 180-210

Эфир эпоксидн. цианата 210

Эфир цианата 240

Полиимид 260-280

Углеводород/керамический > 280

Полимер из жидких кристаллов 280


Смолы с низкой Tg образуютбольше наволакивания

Типичная скорость травлениястандартного FR4 >0,45 мг/cм2.

Скорость травления смол свысокой Tg обычно <0,25 мг/cм2.

Обработка смешанныхматериалов – сложная задачадля процесса очистки.



Методы очистки отверстий базовых материалов специальногоназначенияМатериалы с высокой Tg

Стандартн. FR-4

Tg < 150°C

Негомогенность(Перекрестн.связь)

Гомогенность

(Перекрестн.связь)

Очисткаотверстий

Высокая TgTg > 150°C


Продукты Teмп. (°C)

Продолж.(мин.)

Securiganth Sweller P или HP 70 – 80 5-6

Securiganth Permanganate Etch (KMnO4) 75 – 85 10-15

Securiganth PРаствор восстановителя

илиP500 Reduction- кондиционера

30

50

4


Перманганатное

травление

Восстановление

Набухание

…

Процесс Securiganth – гарантия оптимальнойочистки и кондиционирования

Методы очистки отверстий базовых материалов специальногоназначенияПоследовательность очистки


Методы очистки отверстий базовых материаловспециального назначенияСистема набухания компании Atotech

Стандартная система набухания (компании Atotech) основана наэфире гликоля, она пригодна для применения на разных типахматериалов основы. Atotech накопил огромный опыт применения этогопроцесса и постоянно совершенствует свои знания и практику.


Securiganth Sweller P

Концентрация(мл/л)

NaOH (г/л) Teмпература (°C)

250 - 500 8 – 12 65 – 80


Методы очистки отверстий базовых материаловспециального назначенияСистема набухания AtotechБолее агрессивная система набухания разработана на основе смеси

эфира гликоля и циклического амина, разработана для применениятехнологий SBU.


Securiganth Sweller HP

Концентрация(мл/л)

Na2CO3 (г/л) Teмпература (°C)

350 - 500 3 – 5 70 – 90


Методы очистки отверстий базовых материаловспециального назначенияПример: зависимость скорости травления смолы от примененногоагента набуханияХимическая стойкость




Перманганатное травлениеПосле набухания, без травления



Перманганатное травлениеПосле 150 сек. травления



Перманганатное травлениеПосле 240 сек. травления

Board passed through Uniplate P line (H)


Методы очистки отверстий базовых материалов специальногоназначенияBT(термопластичн.поли-1-бутен )


Поставщик Наименование TgPolyclad PCL-GI 1800 200 oCAllied Signal G200 185 oCIsola Duraver BT 185 oCNelco 5000 185 oCMatsushita CCL-HL 8xx 170-230 oCОбработка Uniplate P Продолжительность/продукты серии Securiganth

Набухание 110 сек.Перманганатное травление 220 сек.Восстановитель 40 сек.

Требуется ультразвуковая обработка - в стадии набухания иперманганатного травления!Примечание: В случае применения CO2 лазерного сверления, процессвыполняется дважды

Поставщики и характеристики


Методы очистки отверстий базовых материаловспециального назначенияПрименение ультразвука в перманганатном модуле

Применение ультразвука – повышение адгезии к стенкам отверстий

Определенный диапазон частот УЗ обеспечивает оптимальную очистку (40 и120 кГц)


Чистая поверхность – Oптимальная адгезия

Без ультра-звука,увелич.2000

С ультразвуком,увелич.2000

BT Material


Методы очистки отверстий базовых материалов специальногоназначенияНепокрытый ламинат Ajinomoto ABF для применения SAP

После очистки – шероховатость поверхности обеспечиваетоптимальную адгезию


Перед обработкой После обработки


Методы очистки отверстий базовых материалов специальногоназначенияПотеря веса при стандартных параметрах процесса


Isola Duraver 104 Tg 135°C, FR4 Epoxy

Isola 620Tg 215oC

Rogers 4350BTg 280oC

Потеря веса 45мг/дм2 Потеря веса- 10 мг/дм2 Потеря веса - 3 мг/дм2

Высокая степеньвоздействия приперманганатном травлении

Средняя степеньвоздействия приперманганатном травлении

Низкая степень воздействияпри перманганатномтравлении


Методы очистки отверстий базовых материаловспециального назначенияBMV(слепые микроотверстия) на непокрытом ламинате, Ajinomoto


После очистки слепых микроотверстий –чистая поверхность медного покрытия и стенки BMV

Перед очисткой После очистки

Electronics

Printoganth PV

2014-June Moscow Russia

Вертикальный метод химического меднения для п-ва современных MLB/HDI плат печатного монтажа


Вертикальный метод покрытия PTH (сквозных металлизированных

отверстий)Указания по применениюСегмент Нанесение / Teхнология Рекомендуют процесс Толщина

покрытия[мкм]

Подложки

кристалловИС

SAP. Modified SAP

(GX13, GX92, BT-PCF, ..)

Printoganth MV Plus 0,8-1,2

КлассическоепокрытиеPTH

(HDI, MLB, …)

Новейшие материалыи гибкие/гибко-жесткие ПП

(PI, PTFE, BT, High Tg FR4, …)

Printoganth PV 0,3-2,0

Стандартныематериалы

(standard FR4, High Tg FR4)

Noviganth LS Plus 0,3-0,4



Printoganth PVСвойства и преимущества

Универсальный процесс вертикального химического меднения дляпроизводства современных MLB/HDI плат

Отличная адгезия к большинству базовых материалов, в т.ч. PI, РТFE, BT и т.д., благодаря оптимальным характеристикамвнутренних напряжений медного покрытия :‒Отсутствие вздутия‒Отсутствие отслаиванияВысоконадежный процесс‒Отвечает всем требованиям к надежности согласно стандартам

SST, IST, TCT‒ Низкое ICT, даже в жестких условиях пайки – напр., 9x 326ºC

Возможность регулирования скорости осаждения от низкой довысокой .

- Скорость осаждения - 0,3 – 0,6 мкм за 10 мин.

Экологичность процесса‒ На основе тартрата‒ Не содержит цианида



Продукты Teмп. (°C) Продолжит(мин.)

Securiganth Cleaner 902 60 4

SPS 30 1

Neoganth B Pre Dip RT 1

Neoganth Activator 834 40 4

Neoganth WA Reducer S 30 3

Printoganth PV (E) 34 10 -30

24

Чисткатравлением

Хим.меднение

Aктиватор

Пред-окунание

Очистка

Восстановит.

…

Последовательность процессаAктивирование и химическое меднение



2014-June Moscow Russia25

Aктиватор

… Neoganth Activator 834

Tип ионный

Характеристики

ванны

200 ppm (>150 ppm)pH = 11,3

Концентрат5 г/л PdpH = 0

ПополнениеПредв.перемешивание воизбежание осаждения

Расход Pd 0,053 г/м²

Последовательность процессаAктивирование - Neoganth 834



Ионноеактивирование Коллоидное активирование PTC Pd / Sn

Neoganth Activator 834

Activation Neoganth 834Сравнение систем активирования


Ионное активирование• Хорошее и равномерноераспределение частиц Pd

• Отсутствие точечных непрокрытийотверстий

• Не вызывает коррозии

Pd/Sn коллоидноеактивирование• Неравномерное по величинечастиц и распределению•Вероятность точечныхнепрокрытий отверстий•Вызывает коррозию.

Activator Neoganth 834 - значительное повышениеэффективности процесса

Сравнение ионного и Pd/Sn активированияРаспределение Pd на PI



Tипичный график абсорбции Pd Ионное активирование

0

20

40

60

80

100

120

U/WAH/WA834/WAH/H U/WAH/WA834/WAH/H U/WAH/WA834/WAH/H U/WAH/WA834/WAH/H U/WAH/WA834/WAH/H U/WAH/WA834/WAH/H

R 1566 R 1755 NP 170 NP 175 ISOLA 420 M C 100 EX

Pd C

onc.

[µg/

dm²]

Обычно абсорбция Pd с применениемионного активатора значительно < 0,1 мг/дм²



29

Tипичная абсорбция Pd PTC Aктиватор

catalyst Pd absorption on different base materials

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

A B C D E F G H I

mg/

dm2

FR-4 Htg

ionic activators

Применение РТС(коллоидного активатора)показывает более высокую адсорбцию Pd по

сравнению с ионным активатором



Activator Neoganth

Activation Neoganth 834Сравнение систем активирования



…

Printoganth PV

Главные характеристики ванны химическогомеднения:

Раствор на основе винной кислоты

Нецианистый стабилизатор

Процесс проходит со средней скоростью

Низкое напряжение осадка

Прочная, плотная кристаллическая структура

Printoganth PVРаствор для вертикального метода химического меднения



Printoganth V (E) BasicPrintoganth V CopperPrintoganth PV Starter

Printoganth PV StabilizerNaOH, Cu Reduction Solution

…

Printoganth PVРаствор для вертикального метода химического меднения

Printoganth PV




PV E на DuPont Pyralux APпосле плазменной обработки

Покрытие без вздутия на полиимиде споследующим кислым меднением (толщина слоя -

15 мкм) + 1 ч. отжига при темп. 120°C

PV на DuPont Pyralux AP послеплазменной обработки

Printoganth PV Адгезия в сквозных отверстиях



Подвергающийся обработкеверхний слой полиимида гибко-жестких ПП, без плазменнойобработки.

Исключительное хорошая адгезия –результат применения Printoganth PV!

Printoganth PV Адгезия поверхности


Результаты термоциклических испытаний гибких-жестких ПП

С перманганатной очисткой

70/140 сек.

Данные пройденных испытаний:Испытание горячего масла: окунан., 5 сек.при 260°C, 10 сек. при 25°C, 100 цикловTермошок B: 60 сек. при 65°C, 60 сек. при 125 °C, 250 циклов

Плотное покрытие – отсутствие разрывов

Слой полиимида

Слой полиимида

Слой полиимидаЭпоксидн.клей

Эпоксидн.клей

35

Printoganth PVПроизводственные результаты




Arlon Diclad/Cuclad (ПТФЭ тканное стекловолокно)Nelco 4000 (смола с высоким Tg ) и 9000 series (ПТФЭ)Dielektra G10Hitachi BE 67 G – 679FG – BE 67G HV – E-679Isola IS 420 – IS 620 – TS104Isola P97/27 (Полиимид)Iteq IT180 – IT158 Kapton AP/LFLG LGF-2000GMatsushita R-1566W – R1566 – R-1551W – 1755C – 1755S Polyclad PCL-LD-621 (эфир полифенилена, Tg=190°C)PolycladPCL 370HRPolycladPCL-GI-180 (BT/эпоксидн.ламинат, Tg=200°C)Rogers RO 4003 (не эпоксинное, армированная стекловолокном)Rogers RO 4350 (не эпоксидное, керамические наполнители)Rogers RO 4403 (не эпоксидное, Tg=280°C)Rogers RO 3000 (ПТФЭ, с керамическими наполнителями)Rogers RT /Duroid 5880 (стекловолокно, армированное ПТФЭ) и 6000 (ПТФЭ/ керамика)Sumitomo ELC-4765 GSTaconic TSM 30 Taconic RF 35 (стекловолокно армированное тефлоном, Tg>315°C)

Printoganth PV Материалы основ, испытанные на производстве



Вертикальный процесс химического меднениядля классической металлизации ПП(PTH)

Пригоден для производства плат HDI(высокаяплотность монтажа) и MLB (МПП)

Применим как для низкой так и высокой скоростиосаждения

Отличное сцепление с основами из специальныхматериалов:

С высокой Tg, гибкие, ПТФЭОчень надежный процессПриемлемая стоимость процесса

Printoganth PV Резюме


Printoganth PVИнформация о внедренном процессе


Cтрана Линии Объем п-ва[м²/год]

Материалыосновы

Область применения

Taйван 4 600.000 High Tg, Teflon Высокочастотных соединений

Корея 1 120.000 PI, FR4 Микросхемы, полиграфия, мобильные устройства

Koрея 1 60.000 Специфический Военная промышленность

Германия 1 R 30.000 FR4, HTg, PI, PTFE Aвтомобильнаяпромышленность

Бельгия 1 R 25.000 FR4, HTg, PI, PTFE Военная, автомобильнаяпромышленность

Франция 1 R 10.000 FR4, HTg, PI Военная, автомобильнаяпромышленность

ОбъединенноеКоролевство

1 B 24.000 FR4, High Tg, BT Электроника

США 1 15.000 FR4, PI П-во гибких- жестких ПП

Status 2012-06

Documents

2014-May Russia exotic material CC - 3ru - pcb-forum.infopcb-forum.info/archive/2014/2014-May_Russia_exotic material_DM_ru.… · Securiganth Sweller P ... g 135°C, FR4 Epoxy Isola