Proces čištění děr DPS pomocí manganistanu

V minulých číslech jsme se dotkli tématu pokovení otvorů a jejich následné inspekce pomocí metody metalografického výbrusu. Tentokrát si nastíníme princip čištění otvorů. Pokud si uvědomíme, co je jeden z nejdůležitějších faktorů pro kvalitní adhezi galvanické mědi nanesené do otvorů, ať už vrtaných nebo frézovaných, pak nám vždy vyjde stejná odpověď, a to kvalitní topografie povrchu. V případě, že se jedná o desky vícevrstvé, tak je tu ještě další aspekt a to potřeba kvalitního spojení galvanické mědi s vnitřními vrstvami. Proces, který má tyto skutečnosti zajistit, se nazývá DESMEAR (volně přeloženo: odstranění přemazu) nebo také čištění otvorů manganistanem PMG.

Obr. 1 Průřez díry čištěné metodou DESMEAR. Zachyceno elektronovým mikroskopem.

Během vrtání dochází k zahřívání vrtáku a následnému tání a rozmazání epoxidové pryskyřice po celém povrchu otvoru i přes měď ve vnitřních vrstvách. Kdybychom tento otvor bez úpravy pokovili, je pravděpodobné, že by tato rozmazaná epoxidová pryskyřice působila jako dielektrikum a nedošlo by k propojení všech vnitřních vrstev.

Proces desmear, který používáme, je třístupňový a sestává z následujících kroků: nabobtnávání epoxidu (Queler), odstranění epoxidu (PMG) a odstranění reduktoru (vzniklého oxidu manganičitého -burelu).

Klíčovými komponentami čističe jsou cyklické aminy a glykoeter. Základním efektem čističe je snížit povrchovou energii síťových oblastí polymerických struktur, a tím zmenšit hustotu daného systému. „Změkčená” pryskyřice je nyní manganistanem snadněji oxidovatelná a kovalentní vazby jsou „přerušeny“ a dochází k samotnému rozpuštění pryskyřice. Množství odstraněné pryskyřice můžeme ovlivnit mimo koncentrace aktivních složek manganistanu ještě teplotou lázně a časem ponoru. Teplota manganistanu by neměla při procesu klesnout pod 75 °C, což vyžaduje specifické vybavení a způsobuje ještě další efekt. Alkalita, vysoká teplota a uhlík z pryskyřice způsobují redukci manganistanu na manganan a následně oxid manganičitý (burel), který se usazuje na dno lázně a na desky, a jejich vzájemná koncentrace má velký vliv na funkci lázně. Proto je třeba manganan průběžně převádět zpět na manganistan buď chemicky (persíran) nebo elektrolyticky (anodickou oxidací). Dalším faktorem je zmíněný čas. Na obrázcích můžeme sledovat topografii stěn otvorů, které prošly PMG. Posledním krokem je odstranění přebytečného oxidu manganičitého z otvorů DPS. K tomu se používají silně oxidační lázně.

Samotný proces je poměrně zdlouhavý a zabírá nemalou časovou část výroby DPS, ovšem obejít se bez něj není možné. Bylo by to příliš velké riziko pro výrobce DPS, který by nakonec zjistil, že náklady vynaložené na opravované desky jsou vyšší, než náklady na proces samotný. Ani nebudu zmiňovat variantu, kdy by se desky s např. nedokonalým propojením vrstev dostaly až ke koncovému zákazníkovi.

Naše firma používá desmear pro všechny pokovené frézované otvory, pro díry s vrtáním menším než 0,35 mm a samozřejmě pro desky vícevrstvé.