Princip horizontalne galvanizacije u potpunosti je objašnjen u jednom članku!

S napretkom tehnologije mikroelektronike, proizvodnja tiskanih ploča se ubrzano razvija u smjeru višeslojne, slojevite, funkcionalne i integrirane. Tradicionalni proces vertikalne galvanizacije više ne može udovoljiti zahtjevima visoke{0}}kvalitete i visoke{1}}pouzdanosti međuspojnih rupa. Tehnički zahtjevi. Stoga je nastala tehnologija horizontalne galvanizacije. To je nastavak razvoja tehnologije vertikalne galvanizacije, odnosno nove tehnologije galvanizacije razvijene na temelju tehnologije vertikalne galvanizacije. Danas ćemo predstaviti princip horizontalne galvanizacije!

Načelo horizontalne ploče

Način i princip horizontalne galvanizacije i vertikalne galvanizacije su isti. Moraju imati jin i jang polove. Reakcija na elektrodi se događa nakon elektrifikacije, koja ionizira glavne komponente elektrolita, uzrokujući da se nabijeni pozitivni ioni pomaknu u negativnu fazu reakcijske zone elektrode; nabijeni negativni ioni prelaze u pozitivnu fazu reakcijske zone elektrode, što rezultira prevlakom taloženja metala i emisijom plina. Budući da je proces taloženja metala na katodi podijeljen u tri koraka: hidratizirani ioni metala difundiraju na katodu; drugi korak je kada metalni hidratizirani ioni prolaze kroz električni dvostruki sloj, oni se postupno dehidriraju i adsorbiraju na površini katode; treći korak je adsorbiranje na površini katode. Ioni metala na površini katode prihvaćaju elektrone i ulaze u metalnu rešetku. Zbog statičkog elektriciteta, ovaj sloj je manji od Helmholtzovog vanjskog sloja i pod utjecajem je toplinskog kretanja. Raspored kationa 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. Općenito, debljina difuzijskog sloja je oko 5-50 mikrona. Na mjestu udaljenom od katode, otopina za oblaganje koja se postiže konvekcijom naziva se glavnom otopinom za oblaganje. Budući da će konvekcija otopine utjecati na ujednačenost koncentracije otopine za prevlačenje. Ioni bakra u difuzijskom sloju prenose se do Helmholtzovog vanjskog sloja kroz difuziju i migraciju iona. Ioni bakra u glavnoj otopini za oblaganje transportiraju se na površinu katode konvekcijom i migracijom iona. U procesu horizontalne galvanizacije, bakreni ioni u otopini za galvanizaciju transportiraju se u blizinu katode na tri načina da tvore električni dvostruki sloj.

Pod djelovanjem električnog polja, ioni u otopini za galvanizaciju podliježu elektrostatičkoj sili koja uzrokuje transport iona, što se naziva migracija iona. Njegova stopa migracije izražava se formulom kako slijedi: potreban je u=zeoE/6πrη. Gdje je u stopa migracije iona, z je broj naboja iona, eo je naboj jednog elektrona (tj. 1,61019C), E je električni potencijal, r je polumjer hidratiziranog iona, a η je viskoznost otopine za galvanizaciju. Prema proračunu jednadžbe, može se vidjeti da što je veći pad potencijala E, to je niža viskoznost otopine za galvanizaciju, a brzina migracije iona je brža.

Konvekcija otopine za oblaganje uzrokovana je vanjskim i unutarnjim mehaničkim miješanjem i miješanjem pumpe, 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 konvekcijskog žlijeba naziva se sloj sučelja protoka. Debljina sloja sučelja protoka je oko 10 puta veća od difuzijskog sloja, tako da na transport iona u difuzijskom sloju jedva utječe konvekcija.

Prema teoriji elektrodepozicije, tijekom procesa galvanizacije, tiskana ploča na katodi je ne-idealna polarizirana elektroda. Ioni bakra adsorbirani na površini katode dobivaju elektrone i reduciraju se na atome bakra, što smanjuje koncentraciju bakrenih iona u blizini katode. Stoga se u blizini katode formira gradijent koncentracije bakrenih iona. Otopina za oblaganje čija je koncentracija iona bakra niža od one u glavnoj otopini za oblaganje je difuzijski sloj otopine za oblaganje. Visoka koncentracija bakrenih iona u glavnoj otopini za oblaganje difundirat će na nisku koncentraciju iona bakra u blizini katode, neprestano nadopunjujući katodno područje. Tiskana ploča slična je ravnoj katodi, a odnos između veličine struje i debljine difuzijskog sloja je COTTRELLOVA jednadžba:

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

Načelo horizontalne ploče

Ključ za galvanizaciju PCB-a je kako osigurati ujednačenost debljine bakrenog sloja na obje strane podloge i unutarnje stijenke prolazne rupe. Kako bi se postigla ujednačenost debljine premaza, potrebno je osigurati da brzina protoka otopine za oblaganje na obje strane tiskane ploče i u prolaznim rupama bude brza i dosljedna kako bi se dobio tanak i ujednačen difuzijski sloj. Kako bi se dobio tanak i ujednačen difuzijski sloj, prema trenutnoj strukturi horizontalnog sustava galvanizacije, iako je u sustav ugrađeno mnogo mlaznica, može brzo i okomito raspršiti otopinu za galvanizaciju na tiskanu ploču, čime se ubrzava otopina za galvanizaciju u prolazna rupa Stoga je brzina protoka otopine za oblaganje vrlo brza, a na gornjim i donjim dijelovima supstrata i prolazne rupe nastaje vrtlog, tako da je difuzijski sloj smanjen i ujednačeniji. Međutim, u normalnim okolnostima, kada otopina za oblaganje iznenada teče u uski prolazni otvor, otopina za oblaganje na ulazu u prolaznu rupu također će obrnuti povratni tok. Osim toga, zbog utjecaja raspodjele primarne struje i efekta vrha, debljina bakrenog sloja na ulaznoj rupi je predebela, a unutarnja stijenka prolazne rupe tvori pseću-koštanu bakrenu prevlaku . Prema stanju protoka otopine za oblaganje u prolaznom otvoru, odnosno veličini vrtložne struje i povratnog toka, te analizi stanja kvalitete vodljive obloge kroz otvor, kontrolni parametri se mogu odrediti samo ispitivanjem procesa. metoda za postizanje ujednačenosti debljine prevlake tiskane ploče. Budući da se veličina vrtložne struje i povratnog toka ne može teoretski izračunati, može se koristiti samo metoda mjernog procesa. Iz rezultata mjerenja može se vidjeti da je za kontrolu ujednačenosti debljine bakrenog sloja prolaznih-otvora potrebno prilagoditi parametre procesa koji se mogu kontrolirati prema omjeru širine i visine prolaza{{2 }}rupe na tiskanoj ploči. Metoda napajanja je galvanizacija obrnutom impulsnom strujom za dobivanje bakrene ploče sa jakom sposobnošću distribucije.

Iz gornje formule može se vidjeti da je granična difuzijska struja određena koncentracijom iona bakra u glavnoj otopini za oblaganje, koeficijentom difuzije bakrenih iona i debljinom difuzijskog sloja. Kada je koncentracija bakrenih iona u glavnoj otopini za oblaganje visoka, koeficijent difuzije bakrenih iona je velik, a debljina difuzijskog sloja je tanka, granična difuzijska struja je veća. Prema gornjoj formuli poznato je da je za postizanje veće granične vrijednosti struje potrebno poduzeti 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 bakrenih iona u glavnoj otopini za oblaganje, povećanje temperature otopine za oblaganje i povećanje brzine konvekcije mogu povećati graničnu difuzijsku struju i postići svrhu ubrzanja brzine oblaganja. Horizontalna galvanizacija temelji se na ubrzanju brzine konvekcije otopine za oblaganje kako bi se stvorile vrtložne struje, što može učinkovito smanjiti debljinu difuzijskog sloja na oko 10 mikrona. Stoga, kada se za galvanizaciju koristi horizontalni sustav galvanizacije, gustoća struje može biti čak 8A/dm2.

Osobito s povećanjem broja slijepih rupa u laminatu, ne samo da bi se za galvanizaciju trebao koristiti horizontalni sustav galvanizacije, već bi se trebale koristiti i ultrazvučne vibracije za promicanje zamjene i cirkulacije otopine za oblaganje u slijepim rupama, a zatim treba poboljšati način napajanja i koristiti obrnutu impulsnu struju. Podesite kontrolirane parametre sa stvarnim podacima testa.

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