Principiul galvanizării orizontale este pe deplin explicat într-un articol!

Odată cu progresul tehnologiei microelectronice, producția de plăci de circuit imprimat se dezvoltă rapid în direcția multistraturilor, stratificate, funcționale și integrate. Procesul tradițional de galvanizare verticală nu mai poate îndeplini cerințele de înaltă{0}}calitate și de înaltă{1}}fiabilitate a orificiilor de interconectare. Cerinte tehnice. Prin urmare, a apărut tehnologia de galvanizare orizontală. Este o continuare a dezvoltării tehnologiei de galvanizare verticală, adică o nouă tehnologie de galvanizare dezvoltată pe baza tehnologiei de galvanizare verticală. Astăzi, vom introduce principiul galvanizării orizontale!

Principiul placarii orizontale

Metoda și principiul galvanizării orizontale și galvanizării verticale sunt aceleași. Trebuie să aibă poli yin și yang. Reacția electrodului are loc după electrificare, care ionizează principalele componente ale electrolitului, determinând deplasarea ionilor pozitivi încărcați în faza negativă a zonei de reacție a electrodului; ionii negativi încărcați se deplasează în faza pozitivă a zonei de reacție a electrodului, rezultând învelișul de depunere de metal și emisia de gaz. Deoarece procesul de depunere a metalului pe catod este împărțit în trei etape: ionii metalici hidratați difuzează către catod; a doua etapă este atunci când ionii metalici hidratați trec prin stratul dublu electric, aceștia sunt treptat deshidratați și adsorbiți pe suprafața catodului; a treia etapă este adsorbția pe suprafața catodului. Ionii metalici de pe suprafața catodului acceptă electroni și intră în rețeaua metalică. Din cauza electricității statice, acest strat este mai mic decât stratul exterior Helmholtz și este afectat de mișcarea termică. Aranjamentul cationilor nu este la fel de strâns și îngrijit ca stratul exterior Helmholtz. Acest strat se numește strat de difuzie. Grosimea stratului de difuzie este invers proporțională cu debitul soluției de placare. Adică, cu cât debitul soluției de placare este mai rapid, cu atât stratul de difuzie este mai subțire și mai gros. În general, grosimea stratului de difuzie este de aproximativ 5-50 microni. În locul îndepărtat de catod, soluția de placare atinsă prin convecție se numește soluție de placare principală. Deoarece convecția soluției va afecta uniformitatea concentrației soluției de placare. Ionii de cupru din stratul de difuzie sunt transportați în stratul exterior Helmholtz prin difuzie și migrare ionică. Ionii de cupru din soluția principală de placare sunt transportați la suprafața catodului prin convecție și migrare a ionilor. În procesul de galvanizare orizontală, ionii de cupru din soluția de placare sunt transportați în vecinătatea catodului în trei moduri pentru a forma un strat dublu electric.

Sub acțiunea câmpului electric, ionii din soluția de galvanizare sunt supuși unei forțe electrostatice pentru a provoca transportul ionilor, care se numește migrație ionică. Rata sa de migrare este exprimată prin formula după cum urmează: u=zeoE/6πrη necesar. Unde u este rata de migrare a ionului, z este numărul de sarcină al ionului, eo este sarcina unui electron (adică 1,61019C), E este potențialul electric, r este raza ionului hidratat și η este vâscozitatea a soluției de galvanizare. Conform calculului ecuației, se poate observa că, cu cât căderea potențialului E este mai mare, cu atât este mai mică vâscozitatea soluției de galvanizare și cu atât rata de migrare a ionilor este mai rapidă.

Convecția soluției de placare este cauzată de agitarea mecanică externă și internă și agitarea pompei, oscilația sau rotația electrodului însuși și debitul soluției de placare cauzat de diferența de temperatură. La o poziție apropiată de suprafața electrodului solid, datorită rezistenței sale la frecare, curgerea soluției de galvanizare devine din ce în ce mai lent, iar viteza de convecție pe suprafața electrodului solid este zero. Stratul de gradient de viteză format de la suprafața electrodului până la canelura de convecție se numește strat de interfață de curgere. Grosimea stratului de interfață de curgere este de aproximativ 10 ori mai mare decât a stratului de difuzie, astfel încât transportul ionilor în stratul de difuzie este greu afectat de convecție.

Conform teoriei electrodepoziției, în timpul procesului de galvanizare, placa de circuit imprimat de pe catod este un electrod polarizat ne-ideal. Ionii de cupru adsorbiți pe suprafața catodului câștigă electroni și se reduc la atomi de cupru, ceea ce reduce concentrația ionilor de cupru din apropierea catodului. Prin urmare, în apropierea catodului se formează un gradient de concentrație a ionilor de cupru. Soluția de placare a cărei concentrație de ioni de cupru este mai mică decât cea a soluției de placare principală este stratul de difuzie al soluției de placare. Concentrația mare de ioni de cupru din soluția principală de placare va difuza la concentrația scăzută de ioni de cupru din apropierea catodului, completând în mod constant zona catodului. Placa de circuit imprimat este similară cu un catod plat, iar relația dintre mărimea curentului și grosimea stratului de difuzie este ecuația COTTRELL:

Unde I este curentul, z este sarcina ionilor de cupru, F este constanta Faraday, A este aria suprafeței catodului, D este coeficientul de difuzie a ionilor de cupru (D=KT/6πrη), Cb este cuprul concentrația ionilor în soluția principală de placare, iar Co este catodul Concentrația ionilor de cupru pe suprafață, D este grosimea stratului de difuzie, K este constanta Bowman (K=R/N), T este temperatura, r este raza ionului hidrat de cupru și η este vâscozitatea soluției de galvanizare. Când concentrația ionilor de cupru pe suprafața catodului este zero, curentul său se numește curent de difuzie limitativ ii:

Principiul placarii orizontale

Cheia galvanizării PCB este modul de a asigura uniformitatea grosimii stratului de cupru pe ambele părți ale substratului și pe peretele interior al găurii traversante. Pentru a obține uniformitatea grosimii stratului de acoperire, este necesar să se asigure că debitul soluției de placare pe ambele părți ale plăcii imprimate și în găurile de trecere trebuie să fie rapid și consistent pentru a obține un strat de difuzie subțire și uniform. Pentru a obține un strat de difuzie subțire și uniform, în conformitate cu structura actuală a sistemului de galvanizare orizontală, deși în sistem sunt instalate multe duze, acesta poate pulveriza rapid și vertical soluția de placare pe placa imprimată, accelerând astfel soluția de placare în orificiul traversant Prin urmare, debitul soluției de placare este foarte rapid și se formează un vortex pe părțile superioare și inferioare ale substratului și pe orificiul traversant, astfel încât stratul de difuzie să fie redus și mai uniform. Cu toate acestea, în circumstanțe normale, atunci când soluția de placare curge brusc într-o gaură de trecere îngustă, soluția de placare de la intrarea găurii de trecere va inversa și refluxul. În plus, datorită influenței distribuției curentului primar și a efectului vârfului, grosimea stratului de cupru de la orificiul de intrare este prea groasă, iar peretele interior al orificiului traversant formează o acoperire de cupru cu os-câine. . În funcție de starea de curgere a soluției de placare în orificiul de trecere, adică de dimensiunea curentului turbionar și a refluxului, și de analiza stării calității plăcii conductoare prin gaura, parametrii de control pot fi determinați numai prin testul procesului. metodă pentru a obține uniformitatea grosimii de placare a plăcii de circuit imprimat. Deoarece mărimea curentului turbionar și a refluxului nu pot fi calculate teoretic, poate fi utilizată doar metoda procesului de măsurare. Din rezultatele măsurătorilor se poate observa că, pentru a controla uniformitatea grosimii de placare cu cupru a găurilor-pasante, este necesar să se ajusteze parametrii controlabili ai procesului în funcție de raportul de aspect al{{2} }}găuri ale plăcii de circuit imprimat. Metoda de alimentare este galvanizarea cu curent de impuls invers pentru a obține placarea cu cupru cu o capacitate puternică de distribuție.

It can be seen from the above formula that the limit diffusion current is determined by the copper ion concentration of the main plating solution, the diffusion coefficient of copper ions and the thickness of the diffusion layer. When the concentration of copper ions in the main plating solution is high, the diffusion coefficient of copper ions is large, and the thickness of the diffusion layer is thin, the limiting diffusion current is greater. According to the above formula, it is known that in order to achieve a higher limit current value, appropriate process measures must be taken, that is, the heating process must be adopted. Because increasing the temperature can increase the diffusion coefficient, increasing the convection rate can make it a vortex and obtain a thin and uniform diffusion layer. From the above theoretical analysis, increasing the concentration of copper ions in the main plating solution, increasing the temperature of the plating solution, and increasing the convection rate can all increase the limiting diffusion current and achieve the purpose of accelerating the plating rate. Horizontal electroplating is based on the acceleration of the convection speed of the plating solution to form eddy currents, which can effectively reduce the thickness of the diffusion layer to about 10 microns. Therefore, when the horizontal electroplating system is used for electroplating, the current density can be as high as 8A/dm2.

În special odată cu creșterea numărului de găuri oarbe din laminat, nu numai sistemul de galvanizare orizontal ar trebui utilizat pentru galvanizare, ci și vibrația ultrasonică ar trebui să fie utilizată pentru a promova înlocuirea și circulația soluției de placare în găurile oarbe și apoi metoda de alimentare ar trebui îmbunătățită și ar trebui utilizat curentul de impuls invers. Ajustați parametrii controlabili cu datele de testare reale.

Galvanizarea orizontală este o metodă de galvanizare dezvoltată pe baza galvanizării verticale. Dintr-un anumit punct de vedere, este perfecțiunea și extinderea galvanizării verticale. Prin urmare, este foarte important să înțelegeți principiul galvanizării orizontale. Sper că acest articol vă poate ajuta cu ceva!