PCB yatay elektrokaplama teknolojisi tanıtımı

I. Genel Bakış

Mikroelektronik teknolojisinin hızlı gelişimi ile devre kartı imalatı, çok katmanlı, birikmiş, işlevselleştirilmiş ve entegre yönlerde hızla gelişmiştir. Baskı devresinin tasarımında çok sayıda küçük delik, dar aralık ve ayrıntılı kılavuz çizgileri ile devre grafiklerinin tasarımını ve tasarımını teşvik edin; Katman plakaları 5: 1'i aşar ve birikim Katman plakasında benimsenen çok sayıda kör delik, geleneksel dikey galvanik kaplama işleminin yüksek kaliteli ve yüksek güvenilirliğe sahip ara bağlantının teknik gereksinimlerini karşılayamamasına neden olur. Elektrokaplama prensibinden yola çıkılarak analiz edilmesi gereken başlıca nedenler mevcut dağılım durumudur. Gerçek galvanik kaplama yoluyla, akımın delikteki dağılımı bel tamburu şeklini sunar. Deliğin kenarı, deliğin orta kısmındaki bakır tabakanın ihtiyaç duyduğu standart bakır tabaka kalınlığını sağlayamaz. Bazen bakır katman son derece incedir veya bakır olmayan bir katmandır, bu da ciddi durumlarda onarılamaz kayıplara neden olur ve çok sayıda çok katmanlı levhanın hurdaya ayrılmasına neden olur. Seri üretimde seri üretimin kalitesini çözmek için günümüzde derin delik kaplama sorunları akım ve katkı maddeleri yönünden çözülmektedir. Yüksek -dikey ve yatay-baskılı devre kartı galvanik kaplama işleminde, bunların çoğu, orta derecede hava karıştırma ve katot hareketi ile birlikte ve nispeten düşük akım yoğunluğu koşulu altında, yüksek kaliteli katkı maddelerinin yardımcı etkisi altındadır. Delikteki elektrot reaksiyon kontrol alanını artırarak galvanik kaplama katkı maddesinin rolü görüntülenebilir. Ek olarak, katot hareketi, kaplama sıvısının derin kaplama kabiliyetinin geliştirilmesine çok elverişlidir. Kristal çekirdeğin oluşum hızı, tanenin büyüme hızı ile birbirini dengeleyerek yüksek tokluğa sahip bir bakır tabakası elde edilir.

Ancak, deliğin dikey ve yatay oranı artmaya devam ettiğinde veya derin kör delikler olduğunda, bu iki işleme önlemi zayıf görünür, bu nedenle yatay kaplama teknolojisi üretilir. Dikey galvanik kaplama teknolojisinin, yani dikey galvanik kaplama işlemi temelinde geliştirilen yeni bir elektrokaplama teknolojisinin gelişiminin devamıdır. Bu teknolojinin anahtarı, kaplama çözümünü oldukça merkezi olmayan hale getirebilecek, uyarlanabilir, destekleyici bir yatay galvanik kaplama sistemi oluşturmaktır. Güç kaynağı yönteminin ve diğer yardımcı cihazların geliştirilmesi işbirliği ile dikey galvanik kaplama yönteminden daha mükemmel olduğunu göstermektedir. Fonksiyonel etkiler.

2. Yatay kaplama ilkesine giriş

Yatay galvanik kaplama yöntemi ve dikey kaplama ilkesi aynıdır ve yin ve yang kutuplarına sahip olmaları gerekir. Güç açıldıktan sonra, elektrolitin ana bileşenlerini üretmek için elektrot reaksiyonu üretilir, böylece elektrik iyonu ile pozitif iyon elektrot reaksiyon alanına hareket eder. Reaksiyon alanının pozitif fazı hareket eder, böylece metal tortul kaplama ve gazlar üretilir. Çünkü metalin katot biriktirme işlemi üç aşamaya ayrılır: yani metal hidrasyon iyonu katoda yayılır; ikinci adım, metal hidrolik iyonları kademeli olarak dehidre edildiğinde ve katot yüzeyinde adsorbe edildiğinde kademeli olarak dehidre etmektir; Üçüncü Adım, elektronları almak ve metal kafese girmek için katodun yüzeyindeki metal iyonlarını adsize etmektir. Gerçek gözlemden çalışma aralığına, katı fazın elektrodu ile sıvı faz kaplama sıvısı arasındaki yabancı elektron iletim tepkisini gözlemleyemeyen kişi. Yapısı, elektrokaplama teorisindeki iki elektro-tabaka prensibi ile açıklanabilir. Elektrot katot ve polarize durumdayken, su molekülleri ve pozitif yüklü bir katyon ile çevrilidir. Yakınlarda, katyonik merkez noktasına yakın merkez noktasında yer alan Helmholtz'un dış tabakası, elektrottan yaklaşık 1-10 nanometre uzaklıktadır. Ancak Heimhoz'un dış tabakasında katyonun taşıdığı pozitif yüklerin toplam miktarı nedeniyle, pozitif yük katot üzerindeki negatif yükü nötralize etmeye yeterli değildir. Katottan uzaktaki kaplama sıvısı akıştan etkilenir ve çözelti tabakası tabakasının katyon konsantrasyonu, iyon konsantrasyonundan daha yüksektir. Statik güç etkisi Hemhzhitz'in dış katmanından daha küçük olduğundan ve termal hareketten de etkilendiğinden, katyonların deşarjı Hemhzhitz'in dış katmanı kadar yakın ve düzenli değildir. Bu katmana difüzyon katmanı denir. Difüzyon tabakasının kalınlığı, kaplama sıvısının akış hızı ile ters orantılıdır. Yani, kaplama sıvısının akış hızı ne kadar hızlıysa, difüzyon tabakası o kadar incedir, ancak genel difüzyon tabakasının kalınlığı ve kalınlığı yaklaşık 5-50 mikrondur. Katottan daha uzaktadır. Çünkü üretilen çözeltinin akımı, kaplama çözeltisinin konsantrasyonunun tekdüzeliğini etkileyecektir. Difüzyon tabakasındaki bakır iyonları, iyonların difüzyonu ve göçü ile Heimhoz'un dış tabakasına taşınır. Bununla birlikte, ana kaplama çözeltisindeki bakır iyonları, gerçek etki ve iyon göçü ile katot yüzeyine taşınır. Yatay kaplama işlemi sırasında, kaplama çözeltisindeki bakır iyonları, ikili bir elektrobilgisayar oluşturmak için üç yoldan katodun yakınına taşınır.

Kaplama çözeltisinin üretimi, mekanik karıştırma ve pompa karıştırma, elektrodun kendisinin sallanması veya dönmesi ve sıcaklık farkından kaynaklanan elektro kaplama sıvısının akışı ile harici olarak iç akışıdır. Katı elektrodun yüzeyine ne kadar yakınsa, sürtünme direncinin etkisi kaplama sıvısının akışının giderek yavaşlamasına neden olur. Bu sırada, katı elektrot yüzeyinin konveksiyon hızı sıfırdır. Elektrot yüzeyinden akış kaplama sıvısı arasında oluşan akış katmanına kadar olan akış katmanına akış arayüzü katmanı denir. Akış arayüz tabakasının kalınlığı, difüzyon tabakasının kalınlığının yaklaşık on katıdır, dolayısıyla difüzyon tabakasındaki iyonların taşınması akıştan neredeyse hiç etkilenmez.

Elektriğin etkisi altında, galvanik kaplama sıvısındaki iyonlar statik güçtür ve iyon taşıyıcıya iyon göçü denir. Geçiş hızı aşağıdaki gibidir: U=Zeoe/6πrη. Bunlar arasında U bir iyon hareketliliği, iyonik iyonların yük sayısı, EO bir elektronun yükü (yani 1.61019c), E potansiyel, R hidrolik iyonların yarıçapı ve kaplama sıvısının viskozitesidir. Denklemin hesaplanmasına göre, potansiyel E ne kadar büyükse, galvanik kaplama sıvısının viskozitesi o kadar küçük ve iyon geçiş hızı o kadar hızlıdır.

Elektrik biriktirme teorisine göre, galvanik kaplama sırasında katot üzerindeki baskılı devre kartı ideal olmayan bir polarize elektrottur. Katod yüzeyinde adsorbe edilen bakır iyonları, elektron elde etmek için kullanılır ve bakır atomlarına geri döndürülür, böylece katodun yakınındaki bakır iyonlarının konsantrasyonu azalır. Bu nedenle, katodun yakınında bir bakır iyonu konsantrasyon gradyanı oluşur. Ana kaplama konsantrasyonundan daha düşük bakır iyonu konsantrasyonuna sahip bu kaplama sıvısı tabakası, kaplama çözeltisinin difüzyon tabakasıdır. Ana kaplama çözeltisindeki bakır iyonu konsantrasyonu yüksektir, bu da katodun yakınında daha düşük bakır iyonları olan yerlere yayılacak ve bu da katot alanını sürekli olarak desteklemek için yayılacaktır. Baskı devre kartı bir düzlem katoda benzer ve akımın boyutu ile difüzyon tabakasının kalınlığı arasındaki ilişki COTTRLLL denklemleridir:

Bunlar arasında i akımdır, bakır iyonlarının sayısı bakır iyonlarının sayısıdır, F Faraday frekansıdır, A katot yüzey alanıdır, D bakır iyonu difüzyon katsayısıdır (D=KT / 6πrη), CB, ana kaplamadaki bakır iyonu konsantrasyonudur ve CO, katot kutbudur. Yüzey bakır iyonlarının konsantrasyonu, D difüzyon tabakasının kalınlığıdır, K Boshiman sabitidir (K=R / N), T sıcaklıktır, R bakır-su iyonunun yarıçapıdır ve viskozite kaplama sıvısı. Katot yüzeyinin bakır iyonu konsantrasyonu sıfır olduğunda, akımı aşırı difüzyon akımı II olarak adlandırılır:

Yukarıdaki formülden, sınır difüzyon akımının boyutunun, ana kaplama sıvısının bakır iyonu konsantrasyonunu, bakır iyonunun difüzyon katsayısını ve difüzyon tabakasının kalınlığını belirlediği görülebilir. Ana kaplama çözeltisindeki bakır iyonlarının konsantrasyonu, bakır iyonlarının difüzyon katsayısı büyük olduğunda ve difüzyon tabakasının kalınlığı ince olduğunda, sınırlı difüzyon akımı o kadar büyük olur.
Yukarıdaki formüle göre, daha yüksek bir aşırı akım değerine ulaşmak için uygun işlem önlemleri alınmalıdır, yani ısıtma işlemi yöntemi benimsenmiştir. Artan sıcaklık, difüzyon katsayısını büyütebileceğinden, artış hızı, onu ince ve düzgün bir difüzyon tabakası haline getirebilir. Yukarıdaki teorik analizden, ana kaplama çözeltisindeki bakır iyonu konsantrasyonunun arttırılması, kaplama çözeltisinin sıcaklığının arttırılması ve akış hızının arttırılması, aşırı difüzyon akımını artırabilir ve galvanik kaplama hızını hızlandırma amacına ulaşabilir. Yatay galvanik kaplama, kaplama çözeltisinin konveksiyon hızının hızlanmasına dayanır ve difüzyon tabakasının kalınlığını yaklaşık 10 mikrona etkili bir şekilde azaltabilen bir girdap oluşturur. Bu nedenle, elektrokaplama için yatay kaplama sistemi kullanıldığında, akım yoğunluğu 8A/DM2 kadar yüksek olabilir.

Baskılı devre kartı galvanik kaplamanın anahtarı, alt tabakanın iç duvarının iç duvarının bakır tabakasının kalınlığının tekdüzeliğinin nasıl sağlanacağıdır. Kaplamanın kalınlık dengesinin sağlanması için baskılı levhanın iki tarafının ve gözeneklerdeki kaplama sıvısının hızlı ve tutarlı olması sağlanarak ince ve üniform bir difüzyon tabakası elde edilmelidir. Bojuyi'nin yayılmış tabakasına ulaşmak için, yatay kaplama sisteminin mevcut yapısı açısından, sistemde birçok püskürtme meşalesi kurulu olmasına rağmen, kaplama sıvısının akışını hızlandırmak için kaplama, baskılı levhaya hızlı bir şekilde püskürtülebilir. gözeneklerde delik. Hız, kaplama sıvısının akış hızının hızlı olmasına neden olur. Alt tabakanın üst ve alt deliklerinde, difüzyon katmanını azaltan ve nispeten tekdüze olan girdap akımları oluşturmak. Ancak kaplama sıvısı aniden dar gözeneklere aktığında gözeneklerin girişindeki kaplama sıvısı da ters dönüş yapacaktır. Ek olarak, genellikle girişteki deliğin elektrokaplanmasına neden olan akım dağılımının etkisi. Bakır tabakanın kalınlığından dolayı geçiş deliğinin iç duvarı köpeğin kemiği şeklindeki bakır kaplamayı oluşturur. Gözeneklerdeki gözeneklerdeki akma durumuna, yani girdabın boyutuna ve geri dönüş akışına göre, elektrolizle kaplanmış gözeneklerin kalitesinin durum analizi, tekdüzeliği belirlemek için yalnızca proses test yöntemiyle belirlenebilir. Devre kartının elektrophus kaplamasının kalınlığını elde etmek için kontrol parametresi. Girdabın ve geri akışın boyutu hala teorik hesaplama yöntemini bilemediğinden, yalnızca ölçülen işlem yöntemi benimsenmiştir. Ölçülen sonuçlardan, deliğin bakır kaplı tabakasının kalınlığının homojenliğini kontrol etmek için, kontrol edilebilir işlem parametrelerini devre kartının geçiş deliğinin dikey oranına göre ayarlamak ve hatta seçmek gerektiği öğrenildi. yüksek merkezi olmayan elektrokaplama bakır çözümü. Daha sonra uygun katkı maddeleri ekleyin ve güç kaynağı yöntemlerini iyileştirin ve yüksek dağıtım kapasiteli bakır kaplama elde etmek için galvanik kaplama için ters darbe akımı kullanın.

Özellikle, biriktirme plakasındaki mikro kör deliklerin sayısı artar, galvanik kaplama için sadece yatay elektro kaplama sistemi kullanılmaz, aynı zamanda mikro kör delikte kaplama sıvısının değiştirilmesini ve dolaşımını teşvik etmek için ultrasonik titreşim de kullanılır. Veriler, tatmin edici sonuçlar elde etmek için kontrol edilen parametreleri düzeltmek üzere ayarlanabilir.

3. Yatay kaplama sisteminin temel yapısı

Yatay galvanik kaplamanın özelliklerine göre, baskı devre kartının dikey formdan paralel bir kaplama sıvısına kaplanması elektrokaplama yöntemidir. Şu anda, baskılı devre kartı katottur ve akım besleme yönteminin yatay kaplama sistemi, iletken klipsler ve iletken makaralar kullanır. İşletim sisteminin rahatlığı hakkında konuşmak için, dönen tekerleğin iletkenliğini sağlama yöntemi daha yaygındır. Katoda ek olarak, yatay kaplama sistemindeki iletken rulo da iletme ve baskılı devre kartları işlevine sahiptir. Her bir iletken silindir, farklı baskılı devre kartının ({{0}}.10-5.00mm) galvanik kaplama ihtiyaçlarına uyum sağlayabilen bir yay cihazı ile donatılmıştır. kalınlık. Ancak galvanik kaplama yapılırken kaplama sıvısı ile temas eden parçalar bakır bir tabaka ile kaplanabilir ve sistem uzun süre çalışamaz. Bu nedenle, mevcut yatay galvanik kaplama sistemlerinin çoğu, katodu anoda dönüştürmek ve ardından kaplanmış tekerlek üzerindeki bakır elektroliti çözmek için bir dizi yardımcı katot kullanmak üzere tasarlanmıştır. Bakım veya değiştirme için, yeni galvanik kaplama tasarımı, kolay sökme veya değiştirme için kaybolmaya eğilimli alanları da dikkate alır. Anot, baskılı devre kartının sırasıyla üst ve alt konumlarına yerleştirilmiş, dizinin boyutunu ayarlayabilen çözünmez bir titanyum sepettir. İç kısım 25 mm küresel bir çapa sahiptir, fosfor içeriği yüzde 0.04-0.06 çözünür bakır, katot ve anottur. Aradaki mesafe 40 mm'dir.

Kaplama sıvısının akışı, pompalar ve memeden oluşan bir sistemdir, böylece kaplama sıvısı kapalı oluğun önünde hızlı bir şekilde akar ve akan sıvı akışının ortalama doğasını sağlayabilir. Kaplama solüsyonu baskılı devre kartına dikey olarak püskürtülür ve baskılı devre kartı yüzeyi duvar jet girdabı oluşturur. Amacı, baskı devre kartının her iki tarafındaki kaplama sıvılarının hızlı akışını ve bir girdap oluşturmak için deliğin taşmasını sağlar. Ayrıca elektrokaplama işlemi sırasında oluşan tanecikli safsızlıkların kaplama solüsyonunun temiz ve kirli olmasını sağlamak için 1.2 mikron alanında kullanılan oluk içine filtre sistemi monte edilmiştir.

Yatay kaplama sistemlerini üretirken, proses parametrelerinin rahat çalışmasını ve otomatik kontrolünü de göz önünde bulundurmak gerekir. Çünkü gerçek galvanik kaplamada, devre kartının boyutu, gözeneklerin boyutu ve gereken farklı bakır kalınlığı, iletim hızı, baskı kartı arasındaki mesafe, pompanın boyutu ile beygir gücü, püskürtme şakayık Yön ve akım yoğunluğu gibi proses parametrelerinin ayarlanması, teknik gereklilikleri karşılayan bakır tabakasının kalınlığını elde etmek için gerçek test ve ayarlama ve kontrol gerektirir. Bilgisayarlar kontrol edilmelidir. Üretim kalitesinin ve alt ürünün kalitesinin tutarlılığını ve güvenilirliğini artırmak için, baskılı devre kartının (kaplama delikleri dahil) ön ve arka işlemleri proses prosedürlerine uygun olarak tam bir yatay kaplama oluşturur. yeni ürünlerin geliştirilmesini ve listelenmesini karşılayan bir sistemdir. ihtiyaç.

Dördüncüsü, yatay kaplamanın gelişme avantajı

Yatay galvanik kaplama teknolojisinin gelişimi tesadüfi değildir, ancak yüksek yoğunluklu, yüksek hassasiyetli, çok işlevli, çok işlevli, yüksek dikey ve yatay - çok katmanlı - çok katmanlı devre kartı ürünlerine olan ihtiyaçtır. Avantajı, şu anda kullanılan dikey kaplama işleminden daha gelişmiş olması, ürün kalitesinin daha güvenilir olması ve büyük ölçekli üretim elde edebilmesidir. Dikey galvanik kaplama işlemine kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir:

(1) Geniş bir boyut aralığına uyum sağlayın, elle monte etmeye gerek yok, tüm otomatik işlemleri gerçekleştirin; bu, iyileştirmeye zarar vermeyen ve işlem sürecinin alt tabakanın yüzeyine zarar vermemesini ve son derece büyük ölçekli üretimin büyük üretimi için faydalıdır.

(2) Proses incelemesinde, pratik alanı artırmak ve hammadde kaybını büyük ölçüde azaltmak için kelepçenin konumundan ayrılmaya gerek yoktur.

(3) Yatay galvanik kaplama, alt tabakaların devre kartı yüzeyinin yüzeyinin ve blok başına devre kartı kaplamasının kaplamasının tek tip olmasını sağlamak için tüm süreç tarafından kontrol edilir.

(4) Yönetim açısından bakıldığında, galvanik oluk, yapay hatalar nedeniyle yönetimin kontrolden çıkmasına neden olmayacak şekilde temizleme ve elektrokaplama sıvısından otomatik işlemleri tam olarak gerçekleştirebilir.

(5) Fiili üretimden bilinmektedir. Yatay galvanik kaplamanın birden fazla yatay temizliğinin kullanılması nedeniyle, temizleme suyu miktarından büyük ölçüde tasarruf sağlar ve kanalizasyon arıtma basıncını azaltır.

(6) Sistem, çalışma alanının kirlenmesinin ve proses üzerindeki kalorilerin buharlaşmasının doğrudan etkisini azaltmak için kapalı bir operasyon kullandığından, çalışma ortamını büyük ölçüde iyileştirmiştir. Özellikle pişirme sırasında kalori kaybını azaltması nedeniyle gereksiz enerji tüketimi enerji tasarrufu sağlar ve üretim verimliliğini büyük ölçüde artırır.

5. Özet

Yatay galvanik kaplama teknolojisinin ortaya çıkışı, tamamen yüksek dikey ve yatay gözeneklerin ihtiyaçlarını karşılamak içindir. Bununla birlikte, galvanik kaplama işleminin karmaşıklığı ve özelliğinden dolayı, elektrokaplama sisteminde tasarım ve geliştirme düzeyinde hala bazı teknik problemler bulunmaktadır. Bunun pratikte iyileştirilmesi gerekiyor. Bununla birlikte, yatay galvanik kaplama sistemlerinin kullanılması, baskı devresi endüstrisi için büyük bir gelişme ve ilerlemedir. Bu tip ekipmanın yüksek yoğunluklu ve çok katmanlı levhaların üretiminde kullanılması büyük bir potansiyel gösterdiğinden, yalnızca insan gücünden ve çalışma süresinden tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda geleneksel dikey galvanik kaplama hatlarından daha hızlı ve verimli olur. Ek olarak, enerji tüketimini azaltın ve gerekli atık sıvılar için atık su atık miktarını azaltın ve proses ortamını ve proses koşullarını büyük ölçüde iyileştirin ve elektro kaplama tabakasının kalitesini iyileştirin. Yatay kaplama hattı, büyük ölçekli 24 -saatlik kesintisiz çalışma için uygundur. Hata ayıklama sırasında yatay kaplama hattı, dikey kaplama hattından biraz daha zordur. Hata ayıklama tamamlandığında, çok kararlıdır. Uzun vadeli kararlı çalışmayı sağlamak için kaplama solüsyonunu ayarlayın.