Zasada poziomej galwanizacji jest w pełni wyjaśniona w jednym artykule!

Wraz z postępem technologii mikroelektronicznej produkcja płytek drukowanych rozwija się szybko w kierunku wielowarstwowych, warstwowych, funkcjonalnych i zintegrowanych. Tradycyjny pionowy proces powlekania galwanicznego nie spełnia już wymagań wysokiej-jakości i wysokiej-niezawodności otworów łączących. Wymagania techniczne. Dlatego powstała technologia galwanizacji poziomej. Jest to kontynuacja rozwoju technologii galwanizacji pionowej, czyli nowej technologii galwanizacji opracowanej na bazie technologii galwanizacji pionowej. Dziś przedstawimy zasadę galwanizacji poziomej!

Zasada poszycia poziomego

Metoda i zasada galwanizacji poziomej i galwanizacji pionowej są takie same. Muszą mieć bieguny yin i yang. Reakcja elektrodowa następuje po elektryfikacji, która jonizuje główne składniki elektrolitu, powodując przejście naładowanych jonów dodatnich do fazy ujemnej strefy reakcji elektrody; naładowane jony ujemne przemieszczają się do fazy dodatniej strefy reakcyjnej elektrody, powodując osadzanie się powłoki metalicznej i emisję gazów. Ponieważ proces osadzania metalu na katodzie jest podzielony na trzy etapy: uwodnione jony metalu dyfundują do katody; drugi etap polega na tym, że uwodnione jony metalu przechodzą przez podwójną warstwę elektryczną, są stopniowo odwadniane i adsorbowane na powierzchni katody; trzecim krokiem jest adsorpcja na powierzchni katody. Jony metali na powierzchni katody przyjmują elektrony i wnikają w metalową siatkę. Ze względu na elektryczność statyczną warstwa ta jest mniejsza niż warstwa zewnętrzna Helmholtza i podlega wpływowi ruchów termicznych. Układ kationów nie jest tak ciasny i schludny jak warstwa zewnętrzna Helmholtza. Ta warstwa nazywana jest warstwą dyfuzyjną. Grubość warstwy dyfuzyjnej jest odwrotnie proporcjonalna do szybkości przepływu roztworu powlekającego. Oznacza to, że im szybsze natężenie przepływu roztworu do powlekania, tym cieńsza i grubsza warstwa dyfuzyjna. Ogólnie grubość warstwy dyfuzyjnej wynosi około 5-50 mikronów. W miejscu oddalonym od katody uzyskany przez konwekcję roztwór galwaniczny nazywany jest głównym roztworem galwanicznym. Ponieważ konwekcja roztworu wpłynie na jednorodność stężenia roztworu do powlekania. Jony miedzi w warstwie dyfuzyjnej są transportowane do warstwy zewnętrznej Helmholtza poprzez dyfuzję i migrację jonów. Jony miedzi w głównym roztworze galwanicznym są transportowane na powierzchnię katody poprzez konwekcję i migrację jonów. W poziomym procesie galwanizacji jony miedzi w roztworze galwanicznym są transportowane w pobliże katody na trzy sposoby, tworząc podwójną warstwę elektryczną.

Pod działaniem pola elektrycznego jony w roztworze galwanicznym są poddawane działaniu siły elektrostatycznej, która powoduje transport jonów, co nazywa się migracją jonów. Jego szybkość migracji wyraża się wzorem: wymagane u=zeoE/6πrη. Gdzie u to szybkość migracji jonów, z to numer ładunku jonu, eo to ładunek jednego elektronu (tj. 1,61019C), E to potencjał elektryczny, r to promień uwodnionego jonu, a η to lepkość roztworu galwanicznego. Zgodnie z obliczeniami tego równania można zauważyć, że im większy spadek potencjału E, tym mniejsza lepkość roztworu galwanicznego i szybsza migracja jonów.

Konwekcja roztworu galwanicznego jest spowodowana zewnętrznym i wewnętrznym mieszaniem mechanicznym i mieszaniem pompy, oscylacją lub rotacją samej elektrody oraz przepływem roztworu galwanicznego spowodowanym różnicą temperatur. W położeniu zbliżonym do powierzchni elektrody stałej, ze względu na jej opór tarcia, przepływ roztworu galwanicznego staje się coraz wolniejszy, a prędkość konwekcji na powierzchni elektrody stałej wynosi zero. Warstwa gradientu prędkości utworzona od powierzchni elektrody do rowka konwekcyjnego nazywana jest warstwą graniczną przepływu. Grubość warstwy granicznej przepływu jest około 10 razy większa od grubości warstwy dyfuzyjnej, więc konwekcja prawie nie wpływa na transport jonów w warstwie dyfuzyjnej.

Zgodnie z teorią elektroosadzania podczas procesu galwanizacji płytka obwodu drukowanego na katodzie jest nie-idealną elektrodą spolaryzowaną. Jony miedzi zaadsorbowane na powierzchni katody zyskują elektrony i są redukowane do atomów miedzi, co zmniejsza stężenie jonów miedzi w pobliżu katody. Dlatego w pobliżu katody powstaje gradient stężenia jonów miedzi. Roztwór do powlekania, w którym stężenie jonów miedzi jest mniejsze niż w głównym roztworze do powlekania, jest warstwą dyfuzyjną roztworu do powlekania. Wysokie stężenie jonów miedzi w głównym roztworze do platerowania będzie dyfundować do niskiego stężenia jonów miedzi w pobliżu katody, stale uzupełniając obszar katody. Płytka drukowana jest podobna do płaskiej katody, a zależność między wielkością prądu a grubością warstwy dyfuzyjnej to równanie COTTRELL:

Gdzie I to prąd, z to ładunek jonów miedzi, F to stała Faradaya, A to pole powierzchni katody, D to współczynnik dyfuzji jonów miedzi (D=KT/6πrη), Cb to miedź stężenie jonów w głównym roztworze galwanicznym, a Co to katoda stężenie jonów miedzi na powierzchni, D to grubość warstwy dyfuzyjnej, K to stała Bowmana (K=R/N), T to temperatura, r jest promieniem jonu hydratu miedzi, a η jest lepkością roztworu galwanicznego. Gdy stężenie jonów miedzi na powierzchni katody wynosi zero, jej prąd nazywany jest granicznym prądem dyfuzji ii:

Zasada poszycia poziomego

Kluczem do galwanizacji PCB jest zapewnienie równomierności grubości warstwy miedzi po obu stronach podłoża i wewnętrznej ściance otworu przelotowego. W celu uzyskania równomiernej grubości powłoki konieczne jest zapewnienie, aby prędkość przepływu roztworu galwanicznego po obu stronach płytki drukowanej oraz w otworach przelotowych była szybka i jednolita, aby uzyskać cienką i równomierną warstwę dyfuzyjną. Aby uzyskać cienką i jednolitą warstwę dyfuzyjną, zgodnie z obecną strukturą poziomego systemu galwanizacji, chociaż w systemie jest zainstalowanych wiele dysz, może on szybko i pionowo rozpylić roztwór galwaniczny na płytę drukowaną, przyspieszając w ten sposób roztwór galwaniczny w otwór przelotowy W związku z tym szybkość przepływu roztworu galwanicznego jest bardzo duża, a na górnej i dolnej części podłoża oraz w otworze przelotowym tworzy się wir, dzięki czemu warstwa dyfuzyjna jest zmniejszona i bardziej jednorodna. Jednak w normalnych warunkach, gdy roztwór do powlekania nagle wpłynie do wąskiego otworu przelotowego, roztwór do powlekania na wejściu do otworu przelotowego również odwróci przepływ wsteczny. Ponadto, ze względu na wpływ rozkładu prądu pierwotnego i efekt końcówki, grubość warstwy miedzi w otworze wejściowym jest zbyt gruba, a wewnętrzna ścianka otworu przelotowego tworzy powłokę z miedzi-kostnej . Zgodnie ze stanem przepływu roztworu galwanicznego w otworze przelotowym, to znaczy wielkością prądu wirowego i rozpływu oraz analizą stanu jakości przewodzącego galwanicznego przelotu, parametry kontrolne można określić tylko za pomocą testu procesu metoda uzyskania jednorodności grubości poszycia płytki drukowanej. Ponieważ wielkości prądów wirowych i przepływu wstecznego nie można obliczyć teoretycznie, można zastosować jedynie metodę pomiaru. Z wyników pomiarów widać, że w celu kontrolowania równomierności grubości miedziowania otworów -przelotowych, konieczne jest dostosowanie sterowalnych parametrów procesu w zależności od wydłużenia przepustu{{2 }} otwory na płytce drukowanej. Metodą zasilania jest galwanizacja prądem wstecznym impulsowym w celu uzyskania miedziowania o dużej zdolności dystrybucji.

Z powyższego wzoru wynika, że ​​graniczny prąd dyfuzyjny jest określony przez stężenie jonów miedzi w głównym roztworze do powlekania, współczynnik dyfuzji jonów miedzi oraz grubość warstwy dyfuzyjnej. Gdy stężenie jonów miedzi w głównym roztworze galwanicznym jest wysokie, współczynnik dyfuzji jonów miedzi jest duży, a grubość warstwy dyfuzyjnej jest cienka, graniczny prąd dyfuzji jest większy. Z powyższego wzoru wiadomo, że aby osiągnąć wyższą graniczną wartość prądu należy podjąć odpowiednie środki procesowe, czyli przyjąć proces nagrzewania. Ponieważ podwyższenie temperatury może zwiększyć współczynnik dyfuzji, zwiększenie szybkości konwekcji może sprawić, że stanie się wirem i uzyskać cienką i jednorodną warstwę dyfuzyjną. Z powyższej analizy teoretycznej wynika, że ​​zwiększenie stężenia jonów miedzi w głównym roztworze galwanicznym, zwiększenie temperatury roztworu galwanicznego i zwiększenie szybkości konwekcji może zwiększyć graniczny prąd dyfuzji i osiągnąć cel przyspieszenia szybkości galwanizacji. Galwanizacja pozioma opiera się na przyspieszeniu prędkości konwekcji roztworu galwanicznego w celu wytworzenia prądów wirowych, które mogą skutecznie zmniejszyć grubość warstwy dyfuzyjnej do około 10 mikronów. Dlatego też, gdy do powlekania galwanicznego używany jest poziomy system galwaniczny, gęstość prądu może wynosić nawet 8 A/dm2.

Zwłaszcza wraz ze wzrostem liczby otworów nieprzelotowych w laminacie, do powlekania galwanicznego należy stosować nie tylko poziomy system galwaniczny, ale także wibracje ultradźwiękowe w celu ułatwienia wymiany i cyrkulacji roztworu galwanicznego w otworach nieprzelotowych, a następnie należy poprawić metodę zasilania i zastosować prąd impulsowy wsteczny. Dostosuj kontrolowane parametry za pomocą rzeczywistych danych testowych.

Galwanizacja pozioma to metoda galwanizacji opracowana na podstawie galwanizacji pionowej. Z pewnego punktu widzenia jest to doskonałość i rozszerzenie galwanizacji pionowej. Dlatego bardzo ważne jest zrozumienie zasady galwanizacji poziomej. Mam nadzieję, że ten artykuł może ci pomóc!