Was ist Fremdkupfer?

Was ist Fremdkupfer?

Fremdkupfer ist das Vorhandensein von unerwünschtem Kupfer auf dem Basismaterial nach der chemischen Verarbeitungsphase. Es wird als Defekt betrachtet, der die Funktionalität und Leistung der Leiterplatte negativ beeinflussen kann.

Dieses Problem tritt in der Regel während des Ätzprozesses auf, bei dem das Ziel darin besteht, selektiv Kupfer aus bestimmten Bereichen zu entfernen, um den gewünschten Schaltkreis zu erzeugen. Fremdkupfer entsteht jedoch, wenn entweder Kupfer in Bereichen zurückbleibt, in denen es hätte entfernt werden müssen, oder wenn Fotolack, ein lichtempfindliches Material, das zum Schutz bestimmter Bereiche des Kupfers während des Ätzens verwendet wird, auf der Kupferoberfläche zurückbleibt.

Die Ursache für überflüssiges Kupfer wird häufig auf ein Phänomen zurückgeführt, das als Lack-Lock-in bekannt ist. Unter Resist-Lock-in versteht man das Anhaften des Fotolacks an der Kupferoberfläche, so dass er während des Ätzvorgangs nicht vollständig entfernt werden kann. Es gibt mehrere Faktoren, die zum Lock-in des Fotolacks und damit zum Auftreten von Fremdkupfer beitragen können.

Eine mögliche Ursache ist die Verwendung von zu hohen Laminierungstemperaturen für den Fotolack. Hohe Temperaturen während des Laminierungsprozesses können zu einer thermischen Aushärtung des Fotolacks führen, was eine saubere Entwicklung erschwert und das Vorhandensein von Fremdkupfer zur Folge hat.

Die Oxidation der Platten vor der Lacklaminierung ist ein weiterer Faktor, der zu Fremdkupfer beitragen kann. Wenn die Platten vor dem Laminierungsprozess oxidiert werden, kann dies zu einem "Lock-in" des Lacks und dem anschließenden Auftreten von Fremdkupfer führen.

Probleme bei der Nass- oder Trockenlaminierung können ebenfalls zum Vorhandensein von Fremdkupfer beitragen. Bei der Nasslaminierung, bei der vor der Lacklaminierung eine dünne Wasserschicht auf die Kupferoberfläche aufgetragen wird, müssen unbedingt Lacke verwendet werden, die mit der Nasslaminierung kompatibel sind, und die Haltezeit und die entsprechenden Bedingungen müssen strikt eingehalten werden, um ein Einbrennen des Lacks und überschüssiges Kupfer zu vermeiden. Ähnlich verhält es sich bei der Trockenlaminierung: Ist die Haltezeit nach der Laminierung zu lang oder sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu hoch, kann dies die Oxidation des Kupfers begünstigen, was zu überschüssigem Kupfer führt.

Wenn die Kupferoberfläche während des Ätzvorgangs Salzsäuredämpfen ausgesetzt wird, kann dies ebenfalls zu einer Einbindung des Resists und zum Vorhandensein von Fremdkupfer führen, selbst wenn die Haltezeiten und Bedingungen nach der Laminierung normal sind.

Weitere Faktoren, die zu Fremdkupfer beitragen können, sind die Anwendung von übermäßigem Druck oder hohen Temperaturen während der Laminierung, eine übermäßige Oberflächenrauhigkeit (Topografie) der Kupferoberfläche, die durch aggressive chemische Reinigung oder Schrubben verursacht wird, sowie das Vorhandensein von Entwickler- oder unbelichteten Resistrückständen auf der Kupferoberfläche aufgrund unzureichender Spülung oder unzureichender Kontrolle der Entwicklungslösung.

Um das Auftreten von Fremdkupfer zu minimieren, ist es von entscheidender Bedeutung, eine ordnungsgemäße Prozesskontrolle zu gewährleisten und die besten Praktiken bei der Leiterplattenherstellung zu befolgen. Dazu gehören eine sorgfältige Handhabung, Oberflächenvorbereitung, sorgfältige Resistlaminierung, minimale Haltezeiten zwischen den Prozessschritten und eine sorgfältige Kontrolle aller mit der Resistbelichtung und -entwicklung verbundenen Prozesse.