Princip horizontalne galvanizacije je u potpunosti objašnjen u jednom članku!

Sa napretkom tehnologije mikroelektronike, proizvodnja štampanih ploča se ubrzano razvija u pravcu višeslojne, slojevite, funkcionalne i integrisane. Tradicionalni proces vertikalne galvanizacije više ne može ispuniti zahtjeve za visoko-kvalitete i visoke-pouzdanosti rupe za međupovezivanje. Tehnički uslovi. Stoga je nastala horizontalna tehnologija galvanizacije. To je nastavak razvoja tehnologije vertikalne galvanizacije, odnosno nove tehnologije galvanizacije razvijene na bazi tehnologije vertikalne galvanizacije. Danas ćemo predstaviti princip horizontalne galvanizacije!

Princip horizontalnog platinga

Metoda i princip horizontalne galvanizacije i vertikalne galvanizacije su isti. Moraju imati jin i jang polove. Reakcija na elektrodi se javlja nakon naelektrisanja, koja ionizira glavne komponente elektrolita, uzrokujući da se nabijeni pozitivni ioni pomaknu u negativnu fazu reakcione zone elektrode; nabijeni negativni ioni se kreću u pozitivnu fazu reakcione zone elektrode, što rezultira prevlakom od taloženja metala i emisijom plina. Zato što je proces taloženja metala na katodi podijeljen u tri koraka: hidratizirani ioni metala difundiraju na katodu; drugi korak je kada metalni hidratizirani joni prođu kroz električni dvostruki sloj, oni se postepeno dehidriraju i adsorbiraju na površini katode; treći korak je adsorbiranje na površini katode. Metalni joni na površini katode prihvataju elektrone i ulaze u metalnu rešetku. Zbog statičkog elektriciteta, ovaj sloj je manji od Helmholtzovog vanjskog sloja i pod utjecajem je toplinskog kretanja. Raspored katjona nije tako čvrst i uredan kao Helmholtzov vanjski sloj. Ovaj sloj se naziva difuzijski sloj. Debljina difuzijskog sloja obrnuto je proporcionalna brzini protoka otopine za oblaganje. To jest, što je brži protok otopine za oblaganje, to je tanji i deblji difuzijski sloj. Generalno, debljina difuzijskog sloja je oko 5-50 mikrona. Na mjestu koje je udaljeno od katode, otopina za oblaganje do koje se dolazi konvekcijom naziva se glavno rješenje za oblaganje. Budući da će konvekcija otopine utjecati na ujednačenost koncentracije otopine za oblaganje. Joni bakra u difuzijskom sloju se transportuju do Helmholtzovog vanjskog sloja kroz difuziju i migraciju jona. Joni bakra u glavnoj otopini za oblaganje transportuju se do površine katode konvekcijom i migracijom jona. U procesu horizontalne galvanizacije, ioni bakra u otopini za galvanizaciju transportuju se u blizinu katode na tri načina kako bi se formirao električni dvostruki sloj.

Pod djelovanjem električnog polja, ioni u otopini za galvanizaciju su podvrgnuti elektrostatičkoj sili da izazovu transport jona, koji se naziva migracija jona. Njegova stopa migracije je izražena formulom na sljedeći način: potreban je u=zeoE/6πrη. Gdje je u stopa migracije jona, z je broj naboja jona, eo je naboj jednog elektrona (tj. 1,61019C), E je električni potencijal, r je polumjer hidratiziranog jona, a η je viskozitet rastvora za galvanizaciju. Prema proračunu jednadžbe, može se vidjeti da što je veći pad potencijala E, to je manji viskozitet otopine za galvanizaciju, a brzina migracije jona je veća.

Konvekcija otopine za oblaganje uzrokovana je vanjskim i unutarnjim mehaničkim miješanjem i miješanjem pumpom, oscilacijom ili rotacijom same elektrode, te protokom otopine za oblaganje uzrokovano temperaturnom razlikom. Na položaju blizu površine čvrste elektrode, zbog njenog otpora trenja, protok otopine za galvanizaciju postaje sve sporiji, a brzina konvekcije na površini čvrste elektrode je nula. Sloj gradijenta brzine formiran od površine elektrode do konvekcionog žlijeba naziva se sloj sučelja protoka. Debljina sloja sučelja protoka je oko 10 puta veća od sloja difuzije, tako da na transport jona u difuzijskom sloju jedva utiče konvekcija.

Prema teoriji elektrodepozicije, tokom procesa galvanizacije, štampana ploča na katodi je ne-idealna polarizovana elektroda. Ioni bakra adsorbirani na površini katode dobijaju elektrone i reduciraju se na atome bakra, što smanjuje koncentraciju iona bakra u blizini katode. Zbog toga se u blizini katode formira gradijent koncentracije iona bakra. Otopina za oblaganje čija je koncentracija iona bakra niža od one u glavnoj otopini za oblaganje je difuzijski sloj otopine za oblaganje. Visoka koncentracija jona bakra u glavnoj otopini za oblaganje će difundirati na nisku koncentraciju iona bakra u blizini katode, neprestano dopunjavajući katodnu površinu. Štampana ploča je slična ravnoj katodi, a odnos između veličine struje i debljine difuzijskog sloja je COTTRELL-ova jednačina:

Gdje je I struja, z je naboj bakrenih jona, F je Faradejeva konstanta, A je površina katode, D je koeficijent difuzije jona bakra (D=KT/6πrη), Cb je bakar koncentracija jona u glavnoj otopini za oblaganje, a Co je katoda Koncentracija iona bakra na površini, D je debljina difuzijskog sloja, K je Bowmanova konstanta (K=R/N), T je temperatura, r je poluprečnik jona hidrata bakra, a η je viskozitet rastvora za galvanizaciju. Kada je koncentracija iona bakra na površini katode nula, njena struja se naziva granična struja difuzije ii:

Princip horizontalnog platinga

Ključ za galvanizaciju PCB-a je kako osigurati ujednačenost debljine sloja bakra na obje strane podloge i unutrašnjeg zida prolazne rupe. Da bi se postigla ujednačenost debljine premaza, potrebno je osigurati da protok otopine za prevlačenje na obje strane tiskane ploče i u prolaznim rupama bude brz i dosljedan kako bi se dobio tanak i ujednačen difuzijski sloj. Da bi se dobio tanak i ujednačen difuzioni sloj, prema trenutnoj strukturi horizontalnog sistema za galvanizaciju, iako je u sistemu instalirano mnogo mlaznica, može brzo i vertikalno raspršiti rastvor za galvanizaciju na štampanu ploču, čime se ubrzava rastvor za galvanizaciju u prolazna rupa Zbog toga je brzina protoka otopine za oblaganje vrlo brza, a na gornjim i donjim dijelovima podloge i prolazne rupe formira se vrtlog, tako da je difuzijski sloj smanjen i ravnomjerniji. Međutim, u normalnim okolnostima, kada rastvor za oblaganje iznenada teče u uski prolazni otvor, rastvor za oblaganje na ulazu u prolaznu rupu će takođe obrnuti povratni tok. Osim toga, zbog uticaja primarne distribucije struje i efekta vrha, debljina sloja bakra na ulaznom otvoru je predebela, a unutrašnji zid prolaznog otvora formira bakreni premaz od pasje{0}}kosti . Prema stanju protoka otopine za oblaganje u prolaznom otvoru, odnosno veličini vrtložne struje i povratnog toka, i analizi stanja kvaliteta provodljive obloge kroz otvor, kontrolni parametri se mogu odrediti samo testom procesa. Metoda za postizanje ujednačenosti debljine prevlake na štampanoj ploči. Budući da se veličina vrtložne struje i povratnog toka ne može teoretski izračunati, može se koristiti samo metoda procesa mjerenja. Iz rezultata mjerenja se može vidjeti da je za kontrolu ujednačenosti debljine bakrenog sloja prolaznih-otvora potrebno podesiti kontrolne parametre procesa prema omjeru širine i visine prolaza{{2 }}rupe na štampanoj ploči. Metoda napajanja je galvanizacija obrnutom impulsnom strujom kako bi se dobilo bakreno oplata sa jakom sposobnošću distribucije.

Iz gornje formule može se vidjeti da je granična difuzijska struja određena koncentracijom jona bakra u glavnoj otopini oplate, koeficijentom difuzije iona bakra i debljinom difuzijskog sloja. Kada je koncentracija iona bakra u glavnoj otopini za oblaganje visoka, koeficijent difuzije iona bakra je velik, a debljina difuzijskog sloja je tanka, granična struja difuzije je veća. Prema gornjoj formuli poznato je da se za postizanje veće granične vrijednosti struje moraju preduzeti odgovarajuće procesne mjere, odnosno usvojiti proces grijanja. Budući da povećanje temperature može povećati koeficijent difuzije, povećanje brzine konvekcije može ga učiniti vrtlogom i dobiti tanak i ujednačen difuzijski sloj. Iz gornje teorijske analize, povećanje koncentracije iona bakra u glavnoj otopini za oblaganje, povećanje temperature otopine za oblaganje i povećanje brzine konvekcije mogu povećati graničnu struju difuzije i postići svrhu ubrzanja brzine oblaganja. Horizontalna galvanizacija se zasniva na ubrzanju brzine konvekcije rastvora za oblaganje da bi se formirale vrtložne struje, koje mogu efikasno smanjiti debljinu difuzionog sloja na oko 10 mikrona. Stoga, kada se za galvanizaciju koristi horizontalni sistem galvanizacije, gustina struje može biti i do 8A/dm2.

Naročito s povećanjem broja slijepih rupa u laminatu, ne samo da bi se za galvanizaciju trebao koristiti horizontalni sistem galvanizacije, već bi se trebalo koristiti i ultrazvučne vibracije za promicanje zamjene i cirkulacije otopine za galvanizaciju u slijepim rupama, a zatim treba poboljšati metodu napajanja i koristiti obrnutu impulsnu struju. Podesite parametre koji se mogu kontrolirati sa stvarnim podacima testa.

Horizontalna galvanizacija je metoda galvanizacije razvijena na temelju vertikalne galvanizacije. Sa određene tačke gledišta, to je savršenstvo i proširenje vertikalne galvanizacije. Stoga je vrlo važno razumjeti princip horizontalne galvanizacije. Nadam se da vam ovaj članak može pomoći!