InPulse 2 – Eine neue Dimension für die horizontale Beschichtungstechnologie

Die stetig größer werdenden Anforderungen an Verfahren zur HDI- oder IC-Substratherstellung verlangen nach innovativen, zukunftsorientierten Lösungen. Das neue InPulse 2 Kupferbeschichtungssystem erweitert die Grenzen der horizontalen Beschichtungstechnologie um eine neue Dimension. Bereits heute wird die Inpulse 2 Technologie aufgrund der technischen Neuentwicklungen und Verbesserungen, wie des geringen Abstands von Anode zu Kathode, der großen Klammerkontakte, des Einsatzes segmentierter Anoden und passender Elektrolyte, bei Großproduktionen eingesetzt und ist auf zukünftige Herausforderungen sehr gut vorbereitet. Die neuesten Entwicklungen bei der Handhabung ermöglichen die Beschichtung dünnster Grundmaterialien, selbst mit geringsten Kupferfolienstärken.

InPulse 2 – Hauptmerkmale und Vorteile für Leiterplattenhersteller:

Ausgezeichnete Streuung in Blind Microvias
Kontrollierte Kupferschichtdicke an Kanten und Zwischenräumen der Bohrungen
Höchste anwendbare Stromdichten
Kompatibel mit ultradünnen Materialien (wie dünne RCCs oder unbeschichtete Dielektrika)
Erfolgreiche Produktion mit ultradünnen Folien (anwendbar für dünne Innenlagenfolien und in Durchlaufanlagen)
Höchste Prozessstabilität und -zuverlässigkeit
Reduzierte Instandhaltung
Anwendbar für BMV und Durchgangsbohrungen
Frei von Anodenschlamm
Einfache Ergänzung des Kupfers
Keine Betriebspausen während der Anodenwartung
Konstanter Zustand der Anoden
Keine Verunreinigungen durch die Verwendung von reinem Kupfer

Metallstreuung Oberfläche /Bohrungen
Eine gleichmäßige Kupferschichtdicke auf der Oberfläche und in den Bohrungen ist die Voraussetzung für eine zuverlässige und fortschrittliche Leiterplattenherstellung. Durch die Inpulse 2 Technologie wird dies nicht nur auf der Oberfläche, sondern auch in Durchgangsbohrungen und in Blind Microvias bei Stromdichten von bis zu 12 A/dm² erreicht. Durch das Atotech Pulse Plating System wird eine gute Metallstreuung in Produktionsanlagen auf der ganzen Welt erreicht.

Anwendbar für Feinleiter
Die Feinleitertechnologie mit Leiterbahnbreiten und -abständen von < 75 μm erfordert ultradünne Kupferbasisschichten. Eine Kontaktierung dieser dünnen Kupferbasisfolien bei hohen Stromdichten ist eine Herausforderung. Die Inpulse 2 Technologie ist dieser Herausforderung dank der neuen Klammertechnologie und optimierten Anströmen gewachsen. Im Vergleich zur vorherigen Ausführung, beträgt die Kontaktfläche der neuen Klammer 220 %. Bei einem 18-inch Panel können nun Stromdichten von bis zu 12 A/dm² angewendet werden.

Gleichmäßige Oberflächenverteilung
Die gleichmäßige Beschichtung eines Panels hat sich mit Uniplate in der Produktion bewährt. Aufgrund des neuen Designs der Klammern sowie der Verwendung von segmentierten, nah beieinander liegenden Anoden wird eine gleichmäßige Verteilung bis weit in den Kontaktflächenbereich erzielt.

Anwendbar für Blind Mikrovia
Eine verlässliche Benetzung der Bohrungen ist die Voraussetzung für eine hohe Ausbeute an Blind Microvias. Verbesserte Durchströmungssysteme mit einzigartiger Effizienz wurden in die Anlage integriert. Durch das Zusammenspiel von speziellen Inpulse-Elektrolyten, wird eine zuverlässige Benetzung und beschleunigte Beschichtung garantiert.

Nah beieinander liegende, segmentierte Anoden
Die InPulse 2 Technologie arbeitet mit nah beieinander liegenden Anoden. Der Einsatz von Stromblenden ist daher nicht mehr notwendig. Die Anoden sind segmentiert, wodurch eine hervorragende Oberflächenverteilung, selbst auf dünnen Kupferleitschichten, gewährleistet wird. Solche Schichten verfügen über einen hohen Eigenwiderstand, was zu einer ungleichmäßigen Kupferabscheidung führen kann. Durch den Einsatz von segmentierten Anoden im InPulse 2 System wird eine gezielte Kupferbeschichtung erreicht und bei 1 μm starken Kupferleitschichten eine Oberflächenverteilung von ± 10 % gewährleistet.

Oberflächenbeschaffenheit
Die im Inpulse-Verfahren abgeschiedene Kupferoberfläche ist gleichmäßig matt, mit einer definierten Rauhigkeit. Diese Oberflächenbeschaffenheit hat sich bei einer Vielzahl von Fotoresisten als guter Haftuntergrund bewährt. Die Inpulse Cu Oberflächenbeschaffenheit wurde mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) untersucht. Bei Verwendung von Standard- Pulsparametern beträgt die Oberflächenrauhigkeit über dem gesamten Panel zwischen 0,24 – 0,28 μm. Dies sind ideale Voraussetzungen, um Resist-Haftfestigkeiten ohne aufwendige Oberflächenvorbehandlungen zu erreichen.

Füllen von Blind Microvias und Durchgangsbohrungen
Das Inpulse 2 System hat sich für das Füllen von BMV in der Produktion bewährt. Zusätzlich wird nun auch das Füllen von Durchgangsbohrungen erreicht. Hierzu ist das inerte Anoden/Redox-System von Atotech notwendig, da nur so, bei voller Auslastung, sehr lange Elektrolytstandzeiten mit konstant guten Fülleigenschaften gewährleistet werden können.

Inerte Anoden / wartungsarm bei hoher Produktivität
Die Verwendung von inerten Anoden während der Kupferbeschichtung wurde von Atotech bereits vor Jahren entwickelt und eingeführt. Um derzeitige Anforderungen während der Feinleiterherstellung zu erfüllen, darf kein Anodenschlamm mit der Leiterplattenoberfläche in Berührung kommen. Durch die Verwendung von speziell beschichteten Titananoden entsteht kein Anodenschlamm. Sie verfügen außerdem über eine lange Standzeit. Eine Ergänzung des Kupfers erfolgt über einen Kupferlösebehälter. Ein zusätzliches Redox-System wurde in das Inpulse Verfahren integriert und so eine Lösung des Kupfers in einem externen Behälter ermöglicht. Dieser geschlossene Kreislauf ermöglicht es, das Kupfer während der Produktion zu ergänzen.

Keine Sauerstoffentwicklungment
Die von Atotech patentierte Technologie verhindert eine Sauerstoffentwicklung während der Kupferbeschichtung.
Für die Produktion ergeben sich daraus folgende Vorteile:

Geringer Verbrauch organischer Zusätze
Geringe organische Badbelastung
Verlängerte Standzeit des Elektrolyten
Längere Lebensdauer der Anode
Keine Fehler in der Oberfläche durch Bildung von Sauerstoffbläschen
Keine Sauerstoffbläschen in Blind Microvias