PCB科技 - PCB電路板水准電鍍科技介紹

我. Overview

With the rapid development of microelectronics technology, PCB製造 正在朝著多層的方向快速發展, 分層, 功能和集成. 促進印刷電路設計採用大量小孔, 窄音高, 和用於電路圖案構思和設計的細線, 使印刷電路板製造技術更加困難, 特別是 多層PCB 超過5:1的板通孔和組合板中使用的大量深盲孔使得傳統的垂直電鍍工藝無法滿足高品質和高可靠性互連孔的科技要求.

2、水准電鍍原理介紹

水准電鍍和垂直電鍍的方法和原理是相同的，都必須有陽極和陰極。 通電後，電極反應會使電解液的主要成分電離，帶電的正離子會移動到電極反應區的負相； 帶電的負離子將移動到電極上。 反應區的正常相運動產生金屬沉積和氣體析出。 因為金屬在陰極的沉積過程分為3個步驟：即，金屬水合離子擴散到陰極； 第二步是金屬水合離子通過雙電層並吸附在陰極表面時逐漸脫水； 第3步，第一步是吸附在陰極表面的金屬離子接受電子並進入金屬晶格。

電鍍液的對流是通過使用外部和內部機械攪拌和泵攪拌、電極本身的振盪或旋轉以及由溫差引起的電鍍液流動而產生的。 由於其摩擦阻力的影響，電鍍溶液越靠近固體電極表面，其流動速度就越慢。 此時，固體電極表面上的對流流速為零。 從電極表面到對流鍍液形成的速率梯度層稱為流動介面層。 流動介面層的厚度約為擴散層的十倍，囙此擴散層中離子的傳輸幾乎不受對流的影響。

印刷電路板電鍍的關鍵是如何確保基板兩側和通孔內壁上銅層厚度的均勻性。 為了獲得鍍層厚度的均勻性，必須確保印刷電路板和通孔兩側的鍍液流速快速且一致，以獲得薄而均勻的擴散層。 為了獲得薄而均勻的擴散層，基於當前的水准電鍍系統結構，儘管系統中安裝了許多噴嘴，但鍍液可以快速垂直地噴射到印刷電路板上，以加速通孔中的鍍液。 流速使鍍液快速流動，在基板的上下表面和通孔中形成渦流，從而减少擴散層並使其更均勻。 然而，通常當鍍液突然流入狹窄的通孔時，通孔入口處的鍍液也會出現逆流現象。 再加上一次電流分佈的影響，它通常會導致在入口鍍孔。， 由於尖端效應，銅層的厚度過厚，並且通孔的內壁構成狗骨形狀的鍍銅層。 根據流經通孔的電鍍溶液的狀態，即渦流和回流的大小，以及導電電鍍通孔質量的狀態分析，只能通過工藝測試方法確定控制參數，以實現印刷電路板電鍍厚度的均勻性。 由於渦流和回流的大小仍然無法通過理論計算方法知道，囙此僅使用量測過程方法。 從量測結果可知，為了控制通孔鍍銅層厚度的均勻性，必須根據PCB通孔的縱橫比調整可控工藝參數， 即使是具有高分散性的銅電鍍液也必須選擇並添加適當的添加劑和改進的供電方法，即使用反向脈衝電流進行電鍍，才能獲得具有高分佈能力的銅鍍層。

3、水准電鍍系統的基本結構

根據水准電鍍的特點，它是一種將印刷電路板從垂直型放置到平行電鍍液表面的電鍍方法。 此時，印刷電路板是陰極，一些水准電鍍系統使用導電夾和導電輥供電。 從作業系統的方便性來看，通常使用滾輪導電供電方法。 水准電鍍系統中的導電輥不僅用作陰極，還具有輸送印刷電路板的功能。 每個導電輥都配有彈簧裝置，其用途可以適應不同厚度（0.10-5.00mm）印刷電路板的電鍍需求。 然而，在電鍍過程中，與電鍍液接觸的所有零件都可能被鍍上一層銅，並且該系統將無法長時間工作。 囙此，現時製造的大多數水准電鍍系統將陰極設計為可切換到陽極，然後使用一組輔助陰極電解溶解電鍍輥上的銅。 為了維護或更換，新的電鍍設計還考慮了容易磨損的零件，以便於拆卸或更換。 陽極是一組大小可調的不溶性鈦籃，分別放置在印刷電路板的上部和下部。 它們具有直徑為25mm的球形，磷含量為0.004-0.006%的可溶性銅、陰極和陽極。 它們之間的距離為40mm。

第四, 發展優勢 PCB級電鍍

PCB級電鍍科技的發展並非偶然，但對高密度、高精度、多功能、高深寬比多層印製電路板產品的特殊功能需求是必然的結果。 其優點是比現時使用的垂直齒條電鍍工藝更先進，產品品質更可靠，可以實現大規模生產。 與垂直電鍍工藝方法相比，它具有以下優點：

（1）它適用於各種尺寸，無需手動安裝，並實現所有自動操作，這極有利於改進和確保操作過程不會損壞基板表面，極有利於實現大規模生產。

（2）在工藝評審中，無需留下夾緊位置，新增了實用面積，大大節省了原材料的損失。

（3）水准電鍍採用全電腦控制，確保在基板相同的條件下，每個印刷電路板的表面和孔上的電鍍均勻。