Princippet om horisontal galvanisering er fuldstændigt forklaret i én artikel!
Mar 25, 2022
Med fremskridtene inden for mikroelektronikteknologi udvikler fremstillingen af printkort sig hurtigt i retning af flerlags, lagdelt, funktionel og integreret. Den traditionelle vertikale galvaniseringsproces kan ikke længere opfylde kravene om høj-kvalitet og høj-pålidelighed til sammenkoblingshuller. Tekniske krav. Derfor kom horisontal galvaniseringsteknologi til. Det er en fortsættelse af udviklingen af vertikal galvaniseringsteknologi, det vil sige en ny galvaniseringsteknologi udviklet på basis af vertikal galvaniseringsteknologi. I dag introducerer vi princippet om vandret galvanisering!
Princip for vandret plettering
Metoden og princippet for vandret galvanisering og vertikal galvanisering er den samme. De skal have yin og yang poler. Elektrodereaktion opstår efter elektrificering, som ioniserer elektrolyttens hovedkomponenter, hvilket får de ladede positive ioner til at bevæge sig til den negative fase af elektrodereaktionszonen; de ladede negative ioner bevæger sig til den positive fase af elektrodereaktionszonen, hvilket resulterer i metalaflejringsbelægning og gasemission. Fordi metalaflejringsprocessen på katoden er opdelt i tre trin: de metalhydrerede ioner diffunderer til katoden; det andet trin er, når de metalhydrerede ioner passerer gennem det elektriske dobbeltlag, dehydreres de gradvist og adsorberes på katodens overflade; det tredje trin er at adsorbere på katodens overflade. Metalionerne på katodens overflade accepterer elektroner og kommer ind i metalgitteret. På grund af statisk elektricitet er dette lag mindre end Helmholtz ydre lag og påvirkes af termisk bevægelse. Arrangementet af kationer er ikke så stramt og pænt som Helmholtz ydre lag. Dette lag kaldes diffusionslaget. Tykkelsen af diffusionslaget er omvendt proportional med strømningshastigheden af pletteringsopløsningen. Det vil sige, jo hurtigere strømningshastigheden af pletteringsopløsningen er, jo tyndere og tykkere er diffusionslaget. Generelt er tykkelsen af diffusionslaget ca. 5-50 mikron. På stedet langt væk fra katoden kaldes pletteringsopløsningen, der nås ved konvektion, hovedpletteringsopløsningen. Fordi konvektion af opløsningen vil påvirke ensartetheden af pletteringsopløsningens koncentration. Kobberionerne i diffusionslaget transporteres til Helmholtz ydre lag gennem diffusion og ionmigrering. Kobberionerne i hovedbelægningsopløsningen transporteres til katodeoverfladen gennem konvektion og ionmigrering. I den horisontale galvaniseringsproces transporteres kobberionerne i pletteringsopløsningen til katodens nærhed på tre måder for at danne et elektrisk dobbeltlag.
Under påvirkning af det elektriske felt udsættes ionerne i galvaniseringsopløsningen for elektrostatisk kraft for at forårsage iontransport, som kaldes ionmigrering. Dens migrationshastighed er udtrykt ved formlen som følger: u=zeoE/6πrη påkrævet. Hvor u er ionmigreringshastigheden, z er ladningstallet for ionen, eo er ladningen af en elektron (dvs. 1,61019C), E er det elektriske potentiale, r er radius af den hydratiserede ion, og η er viskositeten af galvaniseringsopløsningen. Ifølge beregningen af ligningen kan det ses, at jo større potentiale E-faldet er, jo lavere er viskositeten af galvaniseringsopløsningen, og jo hurtigere er ionmigreringshastigheden.
Konvektionen af pletteringsopløsningen er forårsaget af ekstern og intern mekanisk omrøring og pumpeomrøring, oscillationen eller rotationen af selve elektroden og strømmen af pletteringsopløsningen forårsaget af temperaturforskellen. I en position tæt på overfladen af den faste elektrode, på grund af dens friktionsmodstand, bliver strømmen af galvaniseringsopløsningen langsommere og langsommere, og konvektionshastigheden på overfladen af den faste elektrode er nul. Hastighedsgradientlaget dannet fra elektrodeoverfladen til konvektionsrillen kaldes strømningsgrænsefladelaget. Tykkelsen af strømningsgrænsefladelaget er omkring 10 gange diffusionslagets tykkelse, så iontransporten i diffusionslaget påvirkes næppe af konvektion.
Ifølge teorien om elektroaflejring er printpladen på katoden under galvaniseringsprocessen en ikke-ideel polariseret elektrode. Kobberionerne adsorberet på katodens overflade får elektroner og reduceres til kobberatomer, hvilket reducerer koncentrationen af kobberioner nær katoden. Derfor dannes en kobberionkoncentrationsgradient nær katoden. Pletteringsopløsningen, hvis kobberionkoncentration er lavere end den for hovedpletteringsopløsningen, er pletteringsopløsningens diffusionslag. Den høje kobberionkoncentration i hovedpletteringsopløsningen vil diffundere til den lave kobberionkoncentration nær katoden, hvilket konstant genopbygger katodeområdet. Det trykte kredsløb ligner en flad katode, og forholdet mellem størrelsen af strømmen og tykkelsen af diffusionslaget er COTTRELL-ligningen:
Hvor I er strømmen, z er ladningen af kobberioner, F er Faraday-konstanten, A er katodeoverfladearealet, D er kobberiondiffusionskoefficienten (D=KT/6πrη), Cb er kobberet ionkoncentration i hovedpletteringsopløsningen, og Co er katoden Koncentrationen af kobberioner på overfladen, D er tykkelsen af diffusionslaget, K er Bowman-konstanten (K=R/N), T er temperaturen, r er radius af kobberhydrationen, og η er viskositeten af galvaniseringsopløsningen. Når kobberionkoncentrationen på katodeoverfladen er nul, kaldes dens strøm den begrænsende diffusionsstrøm ii:
Princip for vandret plettering
Nøglen til PCB galvanisering er, hvordan man sikrer ensartetheden af kobberlagtykkelsen på begge sider af substratet og den indvendige væg af det gennemgående hul. For at opnå ensartetheden af belægningstykkelsen er det nødvendigt at sikre, at strømningshastigheden af pletteringsopløsningen på begge sider af printpladen og i de gennemgående huller skal være hurtig og konsistent for at opnå et tyndt og ensartet diffusionslag. For at opnå et tyndt og ensartet diffusionslag, i henhold til den nuværende horisontale galvaniseringssystemstruktur, selvom mange dyser er installeret i systemet, kan det hurtigt og lodret sprøjte pletteringsopløsningen på printpladen og derved fremskynde pletteringsopløsningen i det gennemgående hul Derfor er strømningshastigheden af pletteringsopløsningen meget hurtig, og der dannes en hvirvel på den øvre og nedre del af substratet og det gennemgående hul, så diffusionslaget reduceres og mere ensartet. Men under normale omstændigheder, når pletteringsopløsningen pludselig flyder ind i et smalt gennemgående hul, vil pletteringsopløsningen ved indgangen til det gennemgående hul også vende tilbagestrømning. På grund af påvirkningen af den primære strømfordeling og spidseffekten er tykkelsen af kobberlaget ved indgangshullet desuden for tykt, og indervæggen af det gennemgående hul danner en hunde-kobberbelægning . I henhold til strømningstilstanden af pletteringsopløsningen i det gennemgående hul, det vil sige størrelsen af hvirvelstrøm og reflow, og tilstandsanalysen af kvaliteten af den ledende plettering gennem hullet, kan kontrolparametrene kun bestemmes af procestesten metode til at opnå ensartetheden af pletteringstykkelsen af det trykte kredsløb. Da størrelsen af hvirvelstrøm og tilbageløb ikke kan beregnes teoretisk, kan kun målemetoden anvendes. Det kan ses af måleresultaterne, at for at kontrollere ensartetheden af kobberbelægningstykkelsen af de gennemgående-huller, er det nødvendigt at justere de kontrollerbare procesparametre i henhold til billedforholdet af de gennemgående{{2 }}huller på printkortet. Strømforsyningsmetoden er omvendt pulsstrøm galvanisering for at opnå kobberbelægning med stærk distributionsevne.
Det kan ses af ovenstående formel, at grænsediffusionsstrømmen bestemmes af kobberionkoncentrationen af hovedpletteringsopløsningen, diffusionskoefficienten for kobberioner og tykkelsen af diffusionslaget. Når koncentrationen af kobberioner i hovedbelægningsopløsningen er høj, er diffusionskoefficienten for kobberioner stor, og tykkelsen af diffusionslaget er tynd, er den begrænsende diffusionsstrøm større. Ifølge ovenstående formel er det kendt, at for at opnå en højere grænsestrømværdi skal der træffes passende procesforanstaltninger, det vil sige, at opvarmningsprocessen skal vedtages. Fordi forøgelse af temperaturen kan øge diffusionskoefficienten, kan forøgelse af konvektionshastigheden gøre det til en hvirvel og opnå et tyndt og ensartet diffusionslag. Ud fra ovenstående teoretiske analyse kan forøgelse af koncentrationen af kobberioner i hovedpletteringsopløsningen, forøgelse af temperaturen af pletteringsopløsningen og forøgelse af konvektionshastigheden alle øge den begrænsende diffusionsstrøm og opnå formålet med at accelerere pletteringshastigheden. Horisontal galvanisering er baseret på accelerationen af konvektionshastigheden af pletteringsopløsningen for at danne hvirvelstrømme, som effektivt kan reducere tykkelsen af diffusionslaget til omkring 10 mikron. Derfor, når det horisontale galvaniseringssystem bruges til galvanisering, kan strømtætheden være så høj som 8A/dm2.
Især med stigningen i antallet af blinde huller i laminatet bør ikke kun det horisontale galvaniseringssystem bruges til galvanisering, men også ultralydsvibrationer skal bruges til at fremme udskiftningen og cirkulationen af pletteringsopløsningen i de blinde huller, og derefter strømforsyningsmetoden bør forbedres, og omvendt pulsstrøm bør anvendes. Juster kontrollerbare parametre med faktiske testdata.
Horisontal galvanisering er en galvaniseringsmetode udviklet baseret på vertikal galvanisering. Fra et vist synspunkt er det perfektion og udvidelse af vertikal galvanisering. Derfor er det meget vigtigt at forstå princippet om vandret galvanisering. Jeg håber, at denne artikel kan give dig lidt hjælp!