Einführung in die horizontale Galvanisierungstechnologie für Leiterplatten

I. Übersicht

Mit der rasanten Entwicklung der Mikroelektroniktechnologie hat sich die Herstellung von Leiterplatten schnell in vielschichtige, akkumulierte, funktionalisierte und integrierte Richtungen entwickelt. Fördern Sie das Design und Design der Schaltgrafik mit einer großen Anzahl winziger Löcher, engen Abständen und detaillierten Führungslinien beim Design der gedruckten Schaltung, was die Herstellungstechnologie für Leiterplatten erschwert, insbesondere das Längsverhältnis von Multi -Layer-Platten übersteigt 5: 1 und die Anhäufung einer großen Anzahl von Sacklöchern in der Layer-Platte führt dazu, dass das herkömmliche vertikale Galvanisierungsverfahren die technischen Anforderungen an eine qualitativ hochwertige und hochzuverlässige Verbindung nicht erfüllen kann. Die Hauptgründe müssen aus dem Prinzip der Galvanisierung des aktuellen Verteilungszustands analysiert werden. Durch die eigentliche Galvanisierung stellt die Verteilung des Stroms im Loch die Taillentrommelform dar. Der Rand des Lochs kann nicht die Standarddicke der Kupferschicht gewährleisten, die die Kupferschicht im mittleren Teil des Lochs benötigt. Manchmal ist die Kupferschicht extrem dünn oder kupferfrei, was in schweren Fällen zu irreparablen Verlusten führt, was dazu führt, dass eine große Anzahl von Mehrschichtplatten verschrottet wird. Um die Qualität der Massenproduktion in der Massenproduktion zu lösen, werden derzeit Tieflochplattierungsprobleme unter den Gesichtspunkten von Strom und Additiven gelöst. Beim Elektroplattierungsprozess für hochvertikale und horizontale Leiterplatten stehen die meisten von ihnen unter der Hilfswirkung hochwertiger Additive, kombiniert mit mäßigem Luftrühren und Kathodenbewegung, und unter der Bedingung einer relativ niedrigen Stromdichte. Durch Vergrößern des Elektrodenreaktionskontrollbereichs im Loch kann die Rolle des Elektroplattierungsadditivs angezeigt werden. Außerdem ist die Kathodenbewegung sehr förderlich für die Verbesserung der Tiefplattierungsfähigkeit des Plattierungsfluids. Die Bildungsgeschwindigkeit des Kristallkeims wird mit der Wachstumsrate des Korns kompensiert, um eine hochzähe Kupferschicht zu erhalten.

Wenn jedoch das vertikale und horizontale Verhältnis des Lochs weiter zunimmt oder tiefe Sacklöcher aufweist, erscheinen diese beiden Verarbeitungsmaßnahmen schwach, sodass die horizontale Beschichtungstechnologie erzeugt wird. Es ist die Fortsetzung der Entwicklung der vertikalen Galvaniktechnologie, dh einer neuartigen Galvanisierungstechnologie, die auf der Grundlage des vertikalen Galvanisierungsprozesses entwickelt wurde. Der Schlüssel zu dieser Technologie ist die Schaffung eines anpassungsfähigen, unterstützenden horizontalen Galvaniksystems, mit dem die Galvanisierungslösung stark dezentralisiert werden kann. In Zusammenarbeit mit der Verbesserung des Stromversorgungsverfahrens und anderer Hilfsgeräte zeigt es, dass es besser ist als das vertikale Galvanisierungsverfahren. Funktionale Effekte.

2. Einführung in das Prinzip der horizontalen Beschichtung

Die horizontale Galvanikmethode und das Prinzip der vertikalen Galvanisierung sind gleich, und sie müssen Yin- und Yang-Pole haben. Nach dem Einschalten wird die Elektrodenreaktion erzeugt, um die Hauptbestandteile des Elektrolyten zu erzeugen, sodass sich das positive Ion mit dem elektrischen Ion zum Elektrodenreaktionsbereich bewegt. Die positive Phase des Reaktionsbereichs bewegt sich, so dass die metallische Sedimentbeschichtung und Gase erzeugt werden. Weil der Metallprozess bei der Kathodenabscheidung in drei Schritte unterteilt ist: Das heißt, das Metallhydration breitet sich zur Kathode aus; der zweite Schritt besteht darin, allmählich zu dehydratisieren, wenn die hydraulischen Metallionen allmählich dehydratisiert und auf der Kathodenoberfläche adsorbiert werden; Der dritte Schritt besteht darin, Metallionen auf der Oberfläche der Kathode anzubringen, um Elektronen aufzunehmen und in das Metallgitter einzutreten. Von der tatsächlichen Beobachtung bis zum Betriebsschlitz ist es nicht möglich, die Fremdelektronen-Übertragungsantwort zwischen der Elektrode der Festphasen- und der Flüssigphasen-Plattierungsflüssigkeit zu beobachten. Seine Struktur lässt sich durch die beiden Elektroschichtprinzipien in der Galvanotheorie erklären. Wenn die Elektrode eine Kathode ist und sich in einem polarisierten Zustand befindet, ist sie von Wassermolekülen und einem positiv geladenen Kation umgeben. In der Nähe ist die äußere Schicht von Helmholtz, die sich auf dem Mittelpunkt in der Nähe des kationischen Mittelpunkts befindet, etwa 1-10 Nanometer von der Elektrode entfernt. Aufgrund der Gesamtmenge an positiven Ladungen, die das Kation auf der äußeren Schicht von Heimhoz trägt, reicht die positive Ladung jedoch nicht aus, um die negative Ladung an der Kathode zu neutralisieren. Das von der Kathode weit entfernte Plattierungsfluid wird durch die Strömung beeinflusst, und die Kationenkonzentration der Lösungsschichtschicht ist höher als die Ionenkonzentration. Da der statische Krafteffekt kleiner ist als die äußere Schicht von Hemhzhitz und auch durch thermische Bewegung beeinflusst wird, ist die Entladung von Kationen nicht so eng und sauber wie die äußere Schicht von Hemhzhitz. Diese Schicht wird als Diffusionsschicht bezeichnet. Die Dicke der Diffusionsschicht ist umgekehrt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Beschichtungsfluids. Das heißt, je schneller die Strömungsgeschwindigkeit der Plattierungsflüssigkeit ist, desto dünner ist die Diffusionsschicht, aber die Dicke, und die Dicke der allgemeinen Diffusionsschicht beträgt etwa 5-50 Mikrometer. Es ist weiter von der Kathode entfernt. Weil der Strom der erzeugten Lösung die Gleichmäßigkeit der Konzentration der Plattierungslösung beeinflusst. Die Kupferionen in der Diffusionsschicht werden durch die Diffusion und die Migration von Ionen zur äußeren Schicht von Heimhoz transportiert. Die Kupferionen in der Hauptgalvanisierungslösung werden jedoch durch den eigentlichen Effekt und die Ionenwanderung zur Kathodenoberfläche transportiert. Während des horizontalen Plattierungsprozesses werden die Kupferionen in der Plattierungslösung auf drei Wegen in die Nähe der Kathode transportiert, um einen dualen Elektrocomputer zu bilden.

Die Erzeugung von Plattierungslösung ist der Fluss des externen internen mit mechanischem Rühren und Pumpenrühren, Schwingen oder Rotieren der Elektrode selbst und der Fluss von Galvanisierungsflüssigkeit, der durch Temperaturunterschiede verursacht wird. Je näher an der Oberfläche der festen Elektrode, desto langsamer wird der Einfluss des Reibungswiderstands, um den Fluss der Plattierungsflüssigkeit zu machen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Konvektionsrate der Festelektrodenoberfläche null. Von der Elektrodenoberfläche bis zu der zwischen der Strahlplattierungsflüssigkeit gebildeten Strömungsschicht wird die Strömungsschicht als Strömungsgrenzflächenschicht bezeichnet. Die Dicke der Strömungsgrenzschicht beträgt etwa das Zehnfache der Dicke der Diffusionsschicht, sodass der Ionentransport in der Diffusionsschicht kaum durch die Strömung beeinflusst wird.

Unter dem Einfluss von Elektrizität sind die Ionen in der Galvanisierungsflüssigkeit statische Energie und der Ionentransport wird als Ionenmigration bezeichnet. Die Geschwindigkeit seiner Migration ist wie folgt: U=Zeoe/6πrη. Darunter ist U eine Ionenmobilität, die Anzahl der Ladungen von Ionenionen, EO ist die Ladung eines Elektrons (d. h. 1,61019c), E als Potential, R Radius von hydraulischen Ionen und die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit. Gemäß der Berechnung der Gleichung gilt: Je größer das Potential E, desto kleiner die Viskosität der Galvanisierungsflüssigkeit und desto schneller die Ionenmigrationsrate.

Gemäß der Theorie der elektrischen Abscheidung ist beim Galvanisieren die Leiterplatte an der Kathode eine nicht ideal polarisierte Elektrode. An der Kathodenoberfläche adsorbierte Kupferionen werden verwendet, um Elektronen zu erhalten und in Kupferatome wiederhergestellt, so dass die Konzentration von Kupferionen nahe der Kathode verringert wird. Daher wird nahe der Kathode ein Kupferionenkonzentrationsgradient gebildet. Diese Schicht aus Plattierungsflüssigkeit mit einer geringeren Konzentration an Kupferionen als die Konzentration der Hauptplattierung ist die Diffusionsschicht der Plattierungslösung. Die Kupferionenkonzentration in der Hauptbeschichtungslösung ist hoch, was sich zu Stellen mit niedrigeren Kupferionen in der Nähe der Kathode ausbreiten wird, die sich ausbreiten werden, um den Kathodenbereich kontinuierlich zu ergänzen. Eine Leiterplatte ähnelt einer ebenen Kathode, und die Beziehung zwischen der Größe des Stroms und der Dicke der Diffusionsschicht ist die COTTRLLL-Gleichung:

Unter ihnen ist i der Strom, die Anzahl der Kupferionen ist die Anzahl der Kupferionen, F ist die Faraday-Frequenz, A ist die Kathodenoberfläche, D ist der Kupferionendiffusionskoeffizient (D=KT / 6πrη), CB ist die Kupferionenkonzentration in der Hauptplattierung und CO ist der Kathodenpol. Die Konzentration der Kupferionen an der Oberfläche, D sind die Dicke der Diffusionsschicht, K ist die Boshiman-Konstante (K=R / N), T ist die Temperatur, R ist der Radius des Kupfer-Wasser-Ions und die Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit. Wenn die Kupferionenkonzentration der Kathodenoberfläche Null ist, wird ihr Strom als extremer Diffusionsstrom II bezeichnet:

Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass die Größe des Grenzdiffusionsstroms die Kupferionenkonzentration der Hauptbeschichtungsflüssigkeit, den Diffusionskoeffizienten der Kupferionen und die Dicke der Diffusionsschicht bestimmt. Wenn die Konzentration von Kupferionen in der Hauptplattierungslösung groß ist, der Diffusionskoeffizient von Kupferionen groß ist und die Dicke der Diffusionsschicht dünn ist, ist der begrenzte Diffusionsstrom umso größer.
Um gemäß der obigen Formel einen höheren Extremstromwert zu erreichen, müssen geeignete Prozessmaßnahmen ergriffen werden, das heißt, das Heizprozessverfahren wird angewendet. Da die erhöhte Temperatur den Diffusionskoeffizienten vergrößern kann, kann die Erhöhungsrate daraus eine dünne und gleichmäßige Diffusionsschicht machen. Aus der obigen theoretischen Analyse können eine Erhöhung der Kupferionenkonzentration in der Hauptplattierungslösung, eine Erhöhung der Temperatur der Plattierungslösung und eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit den extremen Diffusionsstrom erhöhen und den Zweck der Beschleunigung der Galvanisierungsgeschwindigkeit erreichen. Die horizontale Elektroplattierung basiert auf der Beschleunigung der Konvektionsrate der Plattierungslösung und bildet einen Wirbel, der die Dicke der Diffusionsschicht effektiv auf etwa 10 Mikrometer reduzieren kann. Wenn daher das horizontale Plattierungssystem zum Galvanisieren verwendet wird, kann seine Stromdichte bis zu 8 A/DM2 betragen.

Der Schlüssel zum Galvanisieren von Leiterplatten besteht darin, die Gleichmäßigkeit der Dicke der Kupferschicht der Innenwand der Innenwand des Substrats sicherzustellen. Um eine ausgewogene Dicke der Beschichtung zu erhalten, muss sichergestellt werden, dass die beiden Seiten der Leiterplatte und die Plattierungsflüssigkeit in den Poren schnell und konsistent sind, um eine dünne und gleichmäßige Diffusionsschicht zu erhalten. Um die Ausbreitungsschicht von Bojuyi zu erreichen, kann in Bezug auf die derzeitige Struktur des horizontalen Beschichtungssystems, obwohl viele Sprühbrenner in dem System installiert sind, die Beschichtung schnell in die Leiterplatte gesprüht werden, um den Fluss der Beschichtungsflüssigkeit darin zu beschleunigen Loch in den Poren. Die Geschwindigkeit bewirkt, dass die Durchflussrate des Beschichtungsfluids schnell ist. Aufbau von Wirbelströmen in den oberen und unteren Löchern des Substrats, was die Diffusionsschicht reduziert und relativ gleichmäßig ist. Wenn jedoch das Plattierungsfluid plötzlich in die engen Poren fließt, hat das Plattierungsfluid am Eingang der Poren auch einen umgekehrten Rückfluss. Hinzu kommt die Auswirkung der Stromverteilung, die häufig das Galvanisieren des Lochs im Eingang verursacht. Aufgrund der Dicke der Kupferschicht bildet die Innenwand des Durchgangslochs eine Kupferbeschichtung in Hundeknochenform. Je nach Zustand der Strömung in den Poren in den Poren, dh der Größe des Wirbels und des Rückflusses, kann die Zustandsanalyse der Qualität der galvanischen Poren nur durch das Prozessprüfverfahren zur Bestimmung der Gleichmäßigkeit bestimmt werden Steuerparameter, um die Dicke der Elektrophoresebeschichtung der Leiterplatte zu erreichen. Da die Größe des Wirbels und des Rückflusses die theoretische Berechnungsmethode immer noch nicht kennen kann, wird nur die gemessene Prozessmethode übernommen. Aus den gemessenen Ergebnissen ist ersichtlich, dass es zur Steuerung der Gleichmäßigkeit der Dicke der kupferbeschichteten Schicht des Lochs erforderlich ist, die steuerbaren Prozessparameter gemäß dem vertikalen Verhältnis des Durchgangslochs der Leiterplatte einzustellen und sogar auszuwählen eine hochdezentralisierte Galvanik-Kupferlösung. Fügen Sie dann geeignete Zusätze hinzu und verbessern Sie die Stromversorgungsmethoden, und verwenden Sie einen umgekehrten Impulsstrom zum Galvanisieren, um eine Kupferbeschichtung mit hoher Verteilungskapazität zu erhalten.

Insbesondere nimmt die Anzahl der Mikro-Blindlöcher in der Akkumulationsplatte zu, nicht nur das horizontale Elektroplattierungssystem wird zum Galvanisieren verwendet, sondern auch Ultraschallschwingungen, um den Austausch und die Zirkulation von Plattierungsflüssigkeit in dem Mikro-Blindloch zu fördern. Die Daten können angepasst werden, um die gesteuerten Parameter zu korrigieren und zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen.

3. Grundstruktur des horizontalen Beschichtungssystems

Gemäß den Merkmalen der horizontalen Galvanisierung handelt es sich um das Galvanisierungsverfahren zum Plattieren der gedruckten Leiterplatte von vertikaler Form zu einer parallelen Plattierungsflüssigkeit. Zu diesem Zeitpunkt ist die Leiterplatte die Kathode, und das horizontale Plattierungssystem des Stromversorgungsverfahrens verwendet leitfähige Klammern und leitfähige Rollräder. Um über die Bequemlichkeit des Betriebssystems zu sprechen, ist die Bereitstellungsmethode der rollenden Radleitfähigkeit üblicher. Neben der Kathode hat die leitfähige Walze in der Horizontalgalvanik auch die Funktion von Sende- und Leiterplatten. Jede leitfähige Walze ist mit einer Federvorrichtung ausgestattet, die sich an die Erfordernisse der Galvanik der Leiterplatte ({{0}}.10-5.00mm) unterschiedlich anpassen kann Dicke. Beim Galvanisieren können jedoch die mit der Galvanisierflüssigkeit in Kontakt kommenden Teile mit einer Kupferschicht überzogen werden, und das System kann nicht lange laufen. Daher sind die meisten aktuellen horizontalen Galvanisierungssysteme so ausgelegt, dass sie die Kathode in eine Anode umschalten und dann einen Satz Hilfskathoden verwenden, um den Kupferelektrolyten auf dem beschichteten Rad aufzulösen. Bei Wartung oder Austausch berücksichtigt das neue Galvanikdesign auch die verlustanfälligen Bereiche für eine einfache Demontage oder Austausch. Die Anode ist ein unlöslicher Titankorb, der die Größe des Arrays anpassen kann und in der oberen bzw. unteren Position der Leiterplatte platziert wird. Das Innere hat einen kugelförmigen Durchmesser von 25 mm, der Phosphorgehalt beträgt 0,04-0,06 Prozent lösliches Kupfer, Kathode und Anode. Der Abstand dazwischen beträgt 40 mm.

Der Plattierungsflüssigkeitsfluss ist ein System, das aus Pumpen und Düsen besteht, so dass die Plattierungsflüssigkeit schnell vor der geschlossenen Nut fließt und die durchschnittliche Natur des fließenden Flüssigkeitsstroms sicherstellen kann. Die Plattierungslösung wird vertikal auf die Leiterplatte gesprüht, und die Oberfläche der Leiterplatte bildet einen Wandstrahlwirbel. Sein Zweck erreicht den schnellen Fluss von Plattierungsflüssigkeiten auf beiden Seiten der Leiterplatte und das Fluten des Lochs, um einen Wirbel zu bilden. Zusätzlich ist in der Nut das Filtersystem installiert, das im Bereich von 1,2 Mikron verwendet wird, um die während des Galvanikprozesses entstehenden körnigen Verunreinigungen zu nutzen, um die Sauberkeit und Verschmutzung der Galvaniklösung zu gewährleisten.

Bei der Herstellung von horizontalen Galvanikanlagen ist auch die komfortable Bedienung und automatische Steuerung der Prozessparameter zu berücksichtigen. Denn in der eigentlichen Galvanik, mit der Größe der Leiterplatte, der Größe der Poren und der unterschiedlichen erforderlichen Kupferdicke, der Übertragungsgeschwindigkeit, dem Abstand zwischen den Druckplatten, der Größe der Pumpe Pferdestärken, die Spritzpfingstrose Die Einstellung von Prozessparametern wie Richtung und Stromdichte erfordert eine tatsächliche Prüfung und Anpassung und Kontrolle, um die Dicke der Kupferschicht zu erhalten, die den technischen Anforderungen entspricht. Computer müssen kontrolliert werden. Um die Konsistenz und Zuverlässigkeit der Produktionsqualität und der Qualität des Teilprodukts zu verbessern, wird die Vorder- und Rückseite der Leiterplatte (einschließlich der Plattierungslöcher) gemäß den Prozessverfahren behandelt, wodurch eine vollständige horizontale Plattierung entsteht System, das die Entwicklung und Listung neuer Produkte erfüllt. brauchen.

Viertens der Entwicklungsvorteil der horizontalen Beschichtung

Die Entwicklung der horizontalen Galvanotechnik ist kein Zufall, sondern der Bedarf an hochdichten, hochpräzisen, multifunktionalen, multifunktionalen, hochvertikalen und horizontalen Leiterplattenprodukten mit mehreren Schichten. Sein Vorteil ist, dass es fortschrittlicher ist als das derzeit verwendete vertikale Beschichtungsverfahren, die Produktqualität zuverlässiger ist und eine Produktion in großem Maßstab erreicht werden kann. Es hat folgende Vorteile gegenüber dem vertikalen Galvanisierungsprozess:

(1) Anpassung an einen breiten Größenbereich, keine Notwendigkeit zur Durchführung von Handmontagen, Durchführung aller automatisierten Vorgänge, was der Verbesserung nicht schadet und sicherstellt, dass der Betriebsprozess die Oberfläche des Substrats nicht beschädigt, und extrem ist vorteilhaft für die große Produktion von Großserienfertigung.

(2) Bei der Prozessüberprüfung muss die Position der Klemme nicht verlassen werden, um den praktischen Bereich zu vergrößern und den Verlust von Rohstoffen erheblich zu verringern.

(3) Die horizontale Galvanisierung wird durch den gesamten Prozess gesteuert, um sicherzustellen, dass die Oberfläche der Leiterplatte und die Beschichtung der Beschichtung der Leiterplatte pro Block gleichmäßig sind.

(4) Aus der Sicht des Managements kann die Galvanisierungsrille automatisierte Vorgänge von Reinigungs- und Galvanisierungsflüssigkeit vollständig realisieren, was nicht dazu führt, dass das Management aufgrund künstlicher Fehler außer Kontrolle gerät.

(5) Es ist aus der tatsächlichen Produktion bekannt. Durch die Verwendung einer mehrfachen horizontalen Reinigung der horizontalen Galvanik wird die Menge an Reinigungswasser erheblich eingespart und der Druck der Abwasserbehandlung verringert.

(6) Da das System einen geschlossenen Betrieb verwendet, um die direkte Auswirkung der Verschmutzung des Betriebsraums und die Verdunstung von Kalorien auf den Prozess zu reduzieren, hat es die Betriebsumgebung stark verbessert. Insbesondere durch die Verringerung des Kalorienverlusts beim Backen spart der nutzlose Energieverbrauch Energie und verbessert die Produktionseffizienz erheblich.

5. Zusammenfassung

Das Aufkommen der horizontalen Galvanotechnik ist vollständig darauf ausgerichtet, die Anforderungen hoher vertikaler und horizontaler Poren zu erfüllen. Aufgrund der Komplexität und Besonderheit des Elektroplattierungsprozesses gibt es jedoch immer noch einige technische Probleme im Elektroplattierungssystem auf Design- und Entwicklungsebene. Dies muss in der Praxis verbessert werden. Dennoch ist der Einsatz horizontaler Galvaniksysteme eine große Entwicklung und ein Fortschritt für die Druckschaltungsindustrie. Da die Verwendung dieser Art von Ausrüstung bei der Herstellung von hochdichten und mehrschichtigen Leiterplatten ein großes Potenzial aufweist, kann sie nicht nur Arbeitskraft und Betriebszeit einsparen, sondern auch die Geschwindigkeit und Effizienz erzielen, die mit herkömmlichen vertikalen Galvaniklinien erzielt werden. Reduzieren Sie außerdem den Energieverbrauch und das Abwasser für die erforderlichen Abfallflüssigkeiten und verbessern Sie die Prozessumgebung und die Prozessbedingungen erheblich und verbessern Sie die Qualität der Galvanisierungsschicht. Die horizontale Beschichtungslinie eignet sich für den ununterbrochenen Betrieb von 24 - Stunden im großen Maßstab. Die horizontale Beschichtungslinie ist beim Debuggen etwas schwieriger als die vertikale Beschichtungslinie. Sobald das Debugging abgeschlossen ist, ist es sehr stabil. Passen Sie die Beschichtungslösung an, um eine langfristig stabile Arbeit zu gewährleisten.