Công nghệ PCB - Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình mở mạ điện trong sản xuất PCB

Giá trị sản xuất của ngành công nghiệp PCB mạ điện toàn cầu trong tổng giá trị sản xuất của ngành công nghiệp linh kiện điện tử tăng nhanh. Là ngành chiếm tỷ lệ lớn nhất trong ngành linh kiện điện tử, chiếm vị trí độc đáo. Mạ điện PCB có giá trị sản xuất hàng năm là 60 tỷ USD. Các thiết bị điện tử đang trở nên nhẹ hơn, mỏng hơn, ngắn hơn và nhỏ hơn trong khi xếp chồng các lỗ trực tiếp trên các lỗ mù là một phương pháp thiết kế để có được kết nối mật độ cao. Để làm tốt công việc xếp hàng của lỗ, đáy của lỗ phải bằng phẳng. Có một số cách để làm cho bề mặt lỗ phẳng điển hình, và quá trình điền lỗ mạ điện là đại diện của nó.

Ngoài việc giảm nhu cầu phát triển quy trình bổ sung, quá trình mạ và làm đầy cũng tương thích với các thiết bị quy trình hiện có, tạo điều kiện cho độ tin cậy tốt.

Mạ lỗ điền có những ưu điểm sau:

(1) có lợi cho thiết kế của lỗ xếp chồng (stacked) và lỗ trên đĩa (Via.on.Pad);

(2) Cải thiện hiệu suất điện, giúp thiết kế tần số cao;

(3) Giúp tản nhiệt;

(4) Jack và kết nối điện được thực hiện trong một bước;

(5) Các lỗ mù được lấp đầy bằng đồng mạ điện, có độ tin cậy cao hơn và độ dẫn điện tốt hơn so với keo dẫn điện.

Thông số tác động vật lý

Các thông số vật lý cần nghiên cứu là: loại anode, khoảng cách anode-cathode, mật độ hiện tại, khuấy, nhiệt độ, chỉnh lưu và dạng sóng, v.v.

(1) Loại anode. Khi nói đến các loại anode, không có gì nhiều hơn anode hòa tan và không hòa tan. Anode hòa tan thường là một quả bóng phosphor đồng, dễ tạo ra bùn anode, làm ô nhiễm mạ chất lỏng và ảnh hưởng đến tính chất mạ chất lỏng. Anode không hòa tan, còn được gọi là anode trơ, thường bao gồm một lưới titan phủ oxit hỗn hợp tantali và zirconi. Anode không hòa tan, ổn định tốt, không cần bảo trì anode, không tạo ra bùn anode, phù hợp với mạ xung hoặc DC; Tuy nhiên, việc tiêu thụ các chất phụ gia là tương đối lớn.

(2) Khoảng cách giữa cathode và anode. Thiết kế khoảng cách giữa cathode và anode là rất quan trọng trong quá trình lấp đầy lỗ mạ, và thiết kế của các loại thiết bị khác nhau không giống nhau. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, bất kể thiết kế như thế nào, luật đầu tiên của Farah không nên bị vi phạm.

(3) Khuấy. Khuấy có nhiều loại bao gồm lắc cơ học, lắc điện, lắc không khí, khuấy không khí và phun (Edutor).

Để mạ và lấp đầy lỗ, thường có xu hướng bổ sung thiết kế máy bay phản lực trên cơ sở cấu hình cột đồng truyền thống. Tuy nhiên, làm thế nào để ống phun và ống trộn không khí được sắp xếp trong xi lanh, cho dù đó là phun dưới cùng hay phun bên; dòng chảy phun mỗi giờ là gì; Khoảng cách giữa ống phun và cathode là bao nhiêu; Nếu máy bay phản lực bên được sử dụng, máy bay phản lực nằm ở phía trước hoặc phía sau của cực dương; Nếu sử dụng máy bay phản lực dưới cùng, nó sẽ không gây ra hỗn hợp không đồng đều, mạ sẽ được khuấy nhẹ và mạnh mẽ; Số lượng, khoảng cách và góc của máy bay phản lực trên ống phản lực là tất cả các yếu tố phải được xem xét khi thiết kế cột đồng. Cần rất nhiều thí nghiệm.

Ngoài ra, phương pháp lý tưởng nhất là gắn mỗi ống phun vào đồng hồ đo lưu lượng, do đó đạt được mục đích theo dõi tốc độ dòng chảy. Do máy bay phản lực lớn, dung dịch dễ dàng tạo ra nhiệt, do đó kiểm soát nhiệt độ cũng rất quan trọng.

(4) Mật độ hiện tại và nhiệt độ. Mật độ hiện tại thấp và nhiệt độ thấp có thể làm giảm tốc độ lắng đọng đồng bề mặt trong khi cung cấp đủ Cu2 và chất làm sáng vào lỗ. Trong điều kiện này, khả năng lấp đầy lỗ được tăng cường, nhưng đồng thời hiệu quả mạ giảm.

(5) Bộ chỉnh lưu. Bộ chỉnh lưu là một liên kết quan trọng trong quá trình mạ điện. Hiện nay, hầu hết các nghiên cứu về mạ điện bổ sung lỗ được giới hạn trong mạ toàn bộ tấm. Nếu mô hình mạ lỗ được xem xét, diện tích của cathode sẽ trở nên rất nhỏ. Tại thời điểm này, có một yêu cầu rất cao về độ chính xác đầu ra của bộ chỉnh lưu.

Độ chính xác đầu ra của bộ chỉnh lưu nên được lựa chọn theo kích thước của dòng sản phẩm và quá lỗ. Đường càng mỏng, lỗ càng nhỏ, yêu cầu về độ chính xác của bộ chỉnh lưu càng cao. Thông thường, nên chọn bộ chỉnh lưu có độ chính xác đầu ra nhỏ hơn 5%. Độ chính xác cao của bộ chỉnh lưu được chọn sẽ làm tăng đầu tư thiết bị. Cáp đầu ra của bộ chỉnh lưu được nối dây, trước tiên đặt bộ chỉnh lưu càng nhiều càng tốt ở một bên của bể mạ, điều này có thể làm giảm chiều dài của cáp đầu ra và rút ngắn thời gian tăng dòng xung. Việc lựa chọn thông số kỹ thuật của cáp đầu ra chỉnh lưu phải đáp ứng việc giảm điện áp đường dây của cáp đầu ra trong vòng 0,6V khi dòng điện đầu ra tối đa là 80%. Diện tích cắt cáp yêu cầu thường được tính dựa trên khả năng tải hiện tại 2,5A/mm: Nếu diện tích mặt cắt ngang của cáp quá nhỏ hoặc chiều dài cáp quá dài và điện áp đường dây giảm quá lớn, dòng truyền sẽ không đạt được giá trị hiện tại cần thiết để sản xuất.

Đối với các bể mạ điện có chiều rộng khe lớn hơn 1,6m, nên xem xét cách cung cấp điện hai mặt và chiều dài của cáp hai mặt phải bằng nhau. Bằng cách này, có thể đảm bảo rằng lỗi hiện tại song phương được kiểm soát trong một phạm vi nhất định. Mỗi bên của thanh bay của bể mạ điện nên được kết nối với một bộ chỉnh lưu để dòng điện ở cả hai bên của phôi có thể được điều chỉnh riêng biệt.

(6) Dạng sóng. Hiện nay, từ dạng sóng, có hai loại mạ lấp lỗ: mạ xung và mạ DC. Cả hai phương pháp mạ và điền đã được nghiên cứu. DC mạ điền lỗ thông qua bộ chỉnh lưu truyền thống, hoạt động dễ dàng, nhưng nếu tấm dày hơn, nó không thể làm được gì. Các lỗ đầy mạ xung sử dụng bộ chỉnh lưu PPR, với nhiều bước hoạt động, nhưng khả năng xử lý mạnh mẽ cho các bộ phận tấm dày hơn.

Ảnh hưởng của Matrix

Ảnh hưởng của ma trận đối với việc lấp đầy lỗ mạ điện cũng không thể bỏ qua. Thông thường, các yếu tố như vật liệu lớp điện môi, hình dạng lỗ, tỷ lệ độ dày trên đường kính và mạ đồng hóa học tồn tại.

(1) Vật liệu của lớp điện môi. Vật liệu của lớp điện môi có ảnh hưởng đến việc lấp đầy lỗ. Gia cố không thủy tinh có nhiều khả năng lấp đầy lỗ hơn so với gia cố sợi thủy tinh. Điều quan trọng cần lưu ý là sợi thủy tinh nhô ra trong lỗ có ảnh hưởng xấu đến đồng hóa học. Trong trường hợp này, khó khăn trong việc lấp đầy lỗ mạ điện nằm ở việc cải thiện độ bám dính của lớp hạt giống của lớp mạ hóa học, chứ không phải là quá trình lấp đầy lỗ.

Trong thực tế, mạ và điền lỗ trên chất nền gia cố sợi thủy tinh đã được sử dụng trong sản xuất thực tế.

(2) Tỷ lệ độ dày so với đường kính. Hiện tại, cả nhà sản xuất và nhà phát triển đều rất chú trọng đến công nghệ lấp đầy các lỗ có hình dạng và kích thước khác nhau. Khả năng lấp đầy của lỗ bị ảnh hưởng phần lớn bởi tỷ lệ độ dày trên đường kính của lỗ. Nói một cách tương đối, hệ thống DC được sử dụng thương mại nhiều hơn. Trong sản xuất, các lỗ sẽ có một phạm vi kích thước hẹp hơn, thường có đường kính 80pm½ 120Bm và độ sâu 40Bm½ 8OBm, và tỷ lệ độ dày trên đường kính không được vượt quá 1: 1.

(3) Lớp mạ đồng hóa học. Độ dày và tính đồng nhất của lớp mạ đồng hóa học và thời gian đặt sau khi mạ đồng hóa học đều ảnh hưởng đến hiệu suất làm đầy lỗ. Mạ đồng hóa học quá mỏng hoặc độ dày không đồng đều, hiệu quả làm đầy lỗ kém. Thông thường, khi độ dày của đồng hóa học>0,3pm, nên lấp đầy lỗ. Ngoài ra, quá trình oxy hóa của đồng hóa học cũng ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả làm đầy lỗ.