معرفی فناوری آبکاری افقی PCB

I. نمای کلی

با توسعه سریع فناوری میکروالکترونیک، تولید برد مدار به سرعت در جهت های چند لایه، انباشته، عملکردی و یکپارچه توسعه یافته است. طراحی و طراحی گرافیک مدار را با تعداد زیادی سوراخ ریز، فاصله باریک و خطوط راهنمای دقیق در طراحی مدار چاپی ترویج دهید، که چاپ فناوری ساخت برد مدار را دشوارتر می کند، به ویژه نسبت طولی چند. صفحات لایه بیش از 5: 1 است و تجمع تعداد زیادی سوراخ کور در صفحه لایه باعث می شود که فرآیند آبکاری عمودی معمولی نتواند الزامات فنی اتصال با کیفیت بالا و قابلیت اطمینان بالا را برآورده کند. دلایل اصلی باید از اصل آبکاری وضعیت توزیع فعلی تحلیل شود. از طریق آبکاری واقعی، توزیع جریان در سوراخ شکل طبل کمر را نشان می دهد. لبه سوراخ نمی تواند از ضخامت استاندارد لایه مسی که لایه مس در قسمت مرکزی سوراخ به آن نیاز دارد اطمینان حاصل کند. گاهی اوقات لایه مسی به شدت نازک یا لایه غیر مسی است که در موارد شدید خسارات جبران ناپذیری به همراه خواهد داشت و در نتیجه تعداد زیادی تخته چند لایه از بین می رود. به منظور حل کیفیت تولید انبوه در تولید انبوه، مشکلات آبکاری سوراخ عمیق در حال حاضر از جنبه های جاری و افزودنی حل شده است. در فرآیند آبکاری تخته مدار چاپی عمودی بالا و افقی به مدار چاپی، اکثر آنها تحت اثر کمکی افزودنی های با کیفیت بالا، همراه با هم زدن هوا و حرکت کاتد متوسط، و تحت شرایط چگالی جریان نسبتا کم قرار دارند. با افزایش ناحیه کنترل واکنش الکترود در سوراخ، نقش افزودنی آبکاری را می توان نمایش داد. علاوه بر این، حرکت کاتد برای بهبود توانایی آبکاری عمیق سیال آبکاری بسیار مساعد است. سرعت تشکیل هسته کریستالی با سرعت رشد دانه به یکدیگر جبران می شود تا لایه مس سختی بالایی به دست آید.

با این حال، هنگامی که نسبت عمودی و افقی سوراخ همچنان افزایش می یابد یا دارای سوراخ های کور عمیق است، این دو معیار پردازش ضعیف به نظر می رسند، بنابراین فناوری آبکاری افقی ایجاد می شود. این ادامه توسعه فناوری آبکاری عمودی است، یعنی یک فناوری آبکاری جدید که بر اساس فرآیند آبکاری عمودی توسعه یافته است. کلید این فناوری ایجاد یک سیستم آبکاری افقی تطبیقی ​​و پشتیبانی است که می تواند محلول آبکاری را بسیار غیرمتمرکز بسازد. با همکاری بهبود روش منبع تغذیه و سایر وسایل کمکی نشان می دهد که نسبت به روش آبکاری عمودی بسیار عالی است. اثرات عملکردی

2. مقدمه ای بر اصل آبکاری افقی

روش آبکاری افقی و اصل آبکاری عمودی یکسان است و باید دارای قطب های یین و یانگ باشند. پس از روشن شدن، واکنش الکترود برای تولید اجزای اصلی الکترولیت ایجاد می شود، به طوری که یون مثبت با یون الکتریکی به ناحیه واکنش الکترود حرکت می کند. فاز مثبت ناحیه واکنش حرکت می کند، بنابراین پوشش رسوبی فلز و گازها ایجاد می شود. زیرا فرآیند فلز در رسوب کاتد به سه مرحله تقسیم می شود: یعنی یون هیدراتاسیون فلز به کاتد پخش می شود. مرحله دوم آبگیری تدریجی زمانی است که یون های هیدرولیک فلزی به تدریج کم آب شده و روی سطح کاتد جذب می شوند. مرحله سوم این است که یون‌های فلزی را روی سطح کاتد برای دریافت الکترون‌ها و ورود به شبکه فلزی بزرگ‌سازی کنید. از مشاهده واقعی تا شکاف عملیاتی، قادر به مشاهده پاسخ انتقال الکترون بیگانه بین الکترود فاز جامد و مایع آبکاری فاز مایع نیست. ساختار آن را می توان با دو اصل الکترولایه در تئوری آبکاری توضیح داد. هنگامی که الکترود کاتدی و در حالت پلاریزه است، توسط مولکول های آب و یک کاتیون با بار مثبت احاطه شده است. در همان نزدیکی، لایه بیرونی هلمهولتز، که در نقطه مرکزی نزدیک نقطه مرکزی کاتیونی قرار دارد، حدود 1-10 نانومتر از الکترود فاصله دارد. با این حال، با توجه به مقدار کل بارهای مثبت حمل شده توسط کاتیون بر روی لایه بیرونی Heimhoz، بار مثبت برای خنثی کردن بار منفی کاتد کافی نیست. سیال آبکاری دورتر از کاتد تحت تأثیر جریان قرار می گیرد و غلظت کاتیون لایه لایه محلول بالاتر از غلظت یون است. از آنجایی که اثر قدرت ساکن از لایه بیرونی همهژیتز کوچکتر است و همچنین تحت تأثیر حرکت حرارتی قرار می گیرد، تخلیه کاتیون ها به اندازه لایه بیرونی همهژیتز نزدیک و منظم نیست. این لایه را لایه انتشار می نامند. ضخامت لایه انتشار با سرعت جریان سیال آبکاری نسبت معکوس دارد. یعنی هرچه سرعت جریان مایع آبکاری بیشتر باشد، لایه انتشار نازکتر است، اما ضخامت و ضخامت لایه انتشار عمومی حدود 5-50 میکرون است. از کاتد دورتر است. زیرا جریان محلول تولید شده بر یکنواختی غلظت محلول آبکاری تاثیر خواهد گذاشت. یون های مس در لایه انتشار با انتشار و مهاجرت یون ها به لایه بیرونی هیمهوز منتقل می شوند. با این حال، یون‌های مس در محلول آبکاری اصلی با اثر واقعی و مهاجرت یون به سطح کاتد منتقل می‌شوند. در طول فرآیند آبکاری افقی، یون‌های مس موجود در محلول آبکاری از سه طریق به نزدیک کاتد منتقل می‌شوند تا یک الکتروکامپیوتر دوتایی تشکیل دهند.

تولید محلول آبکاری جریان بیرونی داخلی با هم زدن مکانیکی و هم زدن پمپ، چرخش یا چرخش خود الکترود و جریان سیال آبکاری ناشی از اختلاف دما است. هرچه به سطح الکترود جامد نزدیکتر باشد، تأثیر مقاومت اصطکاک باعث می شود که جریان سیال آبکاری کندتر و کندتر شود. در این زمان، سرعت همرفت سطح الکترود جامد صفر است. از سطح الکترود تا لایه جریان تشکیل شده بین مایع آبکاری جریان، لایه جریان را لایه رابط جریان می نامند. ضخامت لایه رابط جریان حدود ده برابر ضخامت لایه انتشار است، بنابراین انتقال یون ها در لایه انتشار به سختی تحت تأثیر جریان قرار می گیرد.

تحت تأثیر الکتریسیته، یون‌های موجود در سیال آبکاری نیروی ساکن هستند و انتقال یون را مهاجرت یون می‌نامند. نرخ مهاجرت آن به شرح زیر است: U=Zeoe/6πrη. در میان آنها، U یک تحرک یون، تعداد بارهای یون های یونی، EO بار یک الکترون (یعنی 1.61019c)، E به عنوان پتانسیل، شعاع R یون های هیدرولیک، و ویسکوزیته سیال آبکاری است. با توجه به محاسبه معادله، هرچه پتانسیل E بزرگتر باشد، ویسکوزیته سیال آبکاری کوچکتر و سرعت مهاجرت یونها سریعتر است.

طبق تئوری رسوب الکتریکی، هنگام آبکاری، برد مدار چاپی روی کاتد یک الکترود پلاریزه غیر ایده آل است. یون‌های مس جذب شده روی سطح کاتد برای به دست آوردن الکترون‌ها استفاده می‌شوند و به اتم‌های مس بازگردانده می‌شوند، به طوری که غلظت یون‌های مس در نزدیکی کاتد کاهش می‌یابد. بنابراین، یک گرادیان غلظت یون مس در نزدیکی کاتد تشکیل می شود. این لایه از سیال آبکاری با غلظت کم یون مس نسبت به غلظت آبکاری اصلی، لایه انتشار محلول آبکاری است. غلظت یون مس در محلول آبکاری اصلی زیاد است، که به مکان‌هایی با یون‌های مس کمتر در نزدیکی کاتد گسترش می‌یابد که برای تکمیل مداوم ناحیه کاتد پخش می‌شود. برد مدار چاپی شبیه به کاتد صفحه است و رابطه بین اندازه جریان و ضخامت لایه انتشار معادلات COTTRLLL است:

در میان آنها، i جریان است، تعداد یون‌های مس تعداد یون‌های مس، F فرکانس فارادی، A سطح کاتد، D ضریب انتشار یون مس است (D=KT / 6πrη) CB غلظت یون مس در آبکاری اصلی است و CO قطب کاتد است. غلظت یون‌های مس سطح، D ضخامت لایه انتشار، K ثابت بوشیمان (K=R / N)، T دما، R شعاع یون مس-آب و ویسکوزیته است. از مایع آبکاری هنگامی که غلظت یون مس سطح کاتد صفر باشد، جریان آن را جریان انتشار شدید II می نامند:

از فرمول بالا می توان دریافت که اندازه جریان انتشار حدی غلظت یون مس مایع آبکاری اصلی، ضریب انتشار یون مس و ضخامت لایه انتشار را تعیین می کند. هنگامی که غلظت یون‌های مس در محلول آبکاری اصلی، ضریب انتشار یون‌های مس زیاد است و ضخامت لایه انتشار نازک است، جریان انتشار محدود بزرگ‌تر می‌شود.
با توجه به فرمول فوق، برای رسیدن به مقدار جریان شدید بالاتر، باید اقدامات فرآیندی مناسب انجام شود، یعنی روش فرآیند گرمایش اتخاذ شود. از آنجایی که دمای بالا می تواند ضریب انتشار را بزرگتر کند، نرخ افزایش می تواند آن را به یک لایه انتشار نازک و یکنواخت تبدیل کند. از تجزیه و تحلیل نظری فوق، افزایش غلظت یون مس در محلول آبکاری اصلی، افزایش دمای محلول آبکاری و افزایش سرعت جریان می تواند جریان انتشار شدید را افزایش دهد و به هدف تسریع سرعت آبکاری دست یابد. آبکاری افقی بر اساس شتاب سرعت همرفت محلول آبکاری است و گردابی را تشکیل می دهد که می تواند به طور موثر ضخامت لایه انتشار را تا حدود 10 میکرون کاهش دهد. بنابراین، زمانی که سیستم آبکاری افقی برای آبکاری الکتریکی استفاده می شود، چگالی جریان آن می تواند تا 8A/DM2 باشد.

کلید آبکاری تخته مدار چاپی این است که چگونه از یکنواختی ضخامت لایه مسی دیواره داخلی دیواره داخلی زیرلایه اطمینان حاصل کنیم. برای به دست آوردن تعادل ضخامت پوشش، لازم است اطمینان حاصل شود که دو طرف تخته چاپ شده و مایع آبکاری در منافذ باید سریع و یکنواخت باشد تا یک لایه نازک و یکنواخت پخش به دست آید. برای رسیدن به لایه پخش شده بوجویی، از نظر ساختار فعلی سیستم آبکاری افقی، اگرچه مشعل های اسپری زیادی در سیستم تعبیه شده است، اما می توان آبکاری را به سرعت در تخته چاپ شده اسپری کرد تا جریان سیال آبکاری در دستگاه تسریع شود. سوراخ در منافذ سرعت باعث می شود سرعت جریان سیال آبکاری سریع باشد. ایجاد جریان های گردابی در سوراخ های بالایی و پایینی بستر که باعث کاهش لایه انتشار و نسبتاً یکنواخت می شود. با این حال، هنگامی که مایع آبکاری به طور ناگهانی به منافذ باریک جریان می یابد، مایع آبکاری در ورودی منافذ نیز برگشت معکوس خواهد داشت. علاوه بر این، تاثیر توزیع جریان، که اغلب باعث آبکاری سوراخ در ورودی می شود. با توجه به ضخامت لایه مسی، دیواره داخلی سوراخ عبوری یک پوشش مسی از شکل استخوان سگ را تشکیل می دهد. با توجه به وضعیت جریان در منافذ موجود در منافذ، یعنی اندازه گرداب و جریان برگشتی، تجزیه و تحلیل وضعیت کیفیت منافذ آبکاری شده را فقط می توان با روش آزمون فرآیند برای تعیین یکنواختی تعیین کرد. پارامتر کنترل برای دستیابی به ضخامت آبکاری الکتروفوس برد مدار. از آنجایی که اندازه گرداب و جریان برگشتی هنوز نمی تواند روش محاسبه نظری را بداند، فقط روش فرآیند اندازه گیری شده اتخاذ می شود. از نتایج اندازه گیری شده دریافت می شود که برای کنترل یکنواختی ضخامت لایه روکش شده مس سوراخ، باید پارامترهای فرآیند قابل کنترل را با توجه به نسبت عمودی سوراخ عبور تخته مدار تنظیم کرد و حتی انتخاب کرد. یک محلول مس آبکاری غیرمتمرکز بالا. سپس افزودنی های مناسب را اضافه کنید و روش های تغذیه را بهبود بخشید و از جریان پالس معکوس برای آبکاری استفاده کنید تا آبکاری مس با ظرفیت توزیع بالا بدست آید.

به طور خاص، تعداد سوراخ‌های میکرو کور در صفحه تجمع افزایش می‌یابد، نه تنها از سیستم آبکاری افقی برای آبکاری استفاده می‌شود، بلکه از ارتعاش اولتراسونیک نیز برای ترویج جایگزینی و گردش مایع آبکاری در سوراخ میکرو کور استفاده می‌شود. داده ها را می توان برای تصحیح پارامترهای کنترل شده تنظیم کرد تا نتایج رضایت بخشی به دست آید.

3. ساختار اساسی سیستم آبکاری افقی

با توجه به ویژگی های آبکاری افقی، این روش آبکاری برای آبکاری تخته مدار چاپ از حالت عمودی به سیال آبکاری موازی است. در این زمان، برد مدار چاپی کاتدی است و سیستم آبکاری افقی روش تامین جریان از گیره های رسانا و چرخ های نورد رسانا استفاده می کند. برای صحبت در مورد راحتی سیستم عامل، روش تامین هدایت چرخ غلتشی رایج تر است. غلتک رسانا در سیستم آبکاری افقی علاوه بر کاتد، وظیفه انتقال و مدار چاپی را نیز بر عهده دارد. هر غلتک رسانا مجهز به یک دستگاه فنری است که می تواند با نیازهای آبکاری الکتریکی برد مدار چاپی ({{0}}.10-5.00 میلی متر) مختلف سازگار شود. ضخامت با این حال، هنگام آبکاری، قطعات در تماس با مایع آبکاری ممکن است با یک لایه مسی آبکاری شوند و سیستم نتواند برای مدت طولانی کار کند. بنابراین، بیشتر سیستم‌های آبکاری افقی فعلی برای تبدیل کاتد به آند طراحی شده‌اند و سپس از مجموعه‌ای از کاتد کمکی برای حل کردن الکترولیت مس روی چرخ پوشش داده شده استفاده می‌کنند. برای تعمیر و نگهداری یا جایگزینی، طراحی جدید آبکاری، مناطقی را که مستعد از دست دادن برای جداسازی یا تعویض آسان هستند، در نظر می گیرد. آند یک سبد تیتانیوم نامحلول است که می تواند اندازه آرایه را تنظیم کند که به ترتیب در موقعیت های بالایی و پایینی برد مدار چاپی قرار می گیرد. قطر داخلی 25 میلی متر کروی است، میزان فسفر آن 0.{5}}.06 درصد مس، کاتد و آند محلول است. فاصله بین 40 میلی متر است.

جریان سیال آبکاری سیستمی متشکل از پمپ ها و نازل است، به طوری که مایع آبکاری به سرعت در مقابل شیار بسته جریان می یابد و می تواند از میانگین ماهیت جریان مایع اطمینان حاصل کند. محلول آبکاری به صورت عمودی به برد مدار چاپی اسپری می شود و سطح برد مدار چاپی گرداب جت دیواری را تشکیل می دهد. هدف آن دستیابی به جریان سریع سیالات آبکاری در هر دو طرف برد مدار چاپ و سیل شدن سوراخ برای تشکیل یک گرداب است. علاوه بر این، سیستم فیلتر در شیار نصب شده است که در میدان 1.2 میکرون برای استفاده از ناخالصی های دانه ای تولید شده در فرآیند آبکاری استفاده می شود تا از تمیزی و آلودگی محلول آبکاری اطمینان حاصل شود.

هنگام ساخت سیستم های آبکاری افقی، لازم است عملکرد راحت و کنترل خودکار پارامترهای فرآیند را نیز در نظر بگیرید. زیرا در آبکاری واقعی، با اندازه اندازه برد مدار، اندازه منافذ، و ضخامت مس متفاوت مورد نیاز، سرعت انتقال، فاصله بین برد چاپ، اندازه پمپ اسب بخار، گل صد تومانی پاشش تنظیم پارامترهای فرآیند مانند جهت و چگالی جریان نیاز به آزمایش و تنظیم واقعی و کنترل برای به دست آوردن ضخامت لایه مسی که الزامات فنی را برآورده می کند، دارد. کامپیوترها باید کنترل شوند. به منظور بهبود ثبات و قابلیت اطمینان کیفیت تولید و کیفیت محصول فرعی، درمان جلو و عقب برد مدار چاپی (شامل سوراخ های آبکاری) مطابق با مراحل فرآیند، تشکیل یک آبکاری افقی کامل سیستمی که با توسعه و فهرست بندی محصولات جدید مطابقت دارد. نیاز داشتن.

چهارم، مزیت توسعه آبکاری افقی

توسعه فناوری آبکاری افقی تصادفی نیست، بلکه نیاز به محصولات برد مدار با چگالی بالا، با دقت بالا، چند کاره، چند کاره، عمودی و افقی بالا به چند لایه به چند لایه است. مزیت آن این است که از فرآیند آبکاری عمودی که اکنون استفاده می شود پیشرفته تر است، کیفیت محصول قابل اعتمادتر است و می تواند به تولید در مقیاس بزرگ دست یابد. در مقایسه با فرآیند آبکاری عمودی دارای مزایای زیر است:

(1) سازگاری با طیف گسترده ای از اندازه، بدون نیاز به نصب دستی، انجام تمام عملیات خودکار، که برای بهبود و اطمینان از اینکه فرآیند عملیات آسیبی به سطح زیرلایه وارد نمی کند، مضر نیست و بسیار زیاد است. برای تولید بزرگ تولید در مقیاس بزرگ مفید است.

(2) در بررسی فرآیند، نیازی به ترک موقعیت گیره برای افزایش سطح عملی و صرفه جویی زیادی در از دست دادن مواد خام وجود ندارد.

(3) آبکاری افقی توسط کل فرآیند کنترل می شود تا زیرلایه ها از یکنواختی سطح صفحه مدار و پوشش پوشش تخته مدار در هر بلوک اطمینان حاصل شود.

(4) از منظر مدیریت، شیار آبکاری می تواند به طور کامل عملیات خودکار را از مایع تمیز کردن و آبکاری انجام دهد، که باعث خارج شدن مدیریت به دلیل خطاهای مصنوعی نمی شود.

(5) از تولید واقعی مشخص است. به دلیل استفاده از شستشوی افقی متعدد آبکاری آبکاری، باعث صرفه جویی زیادی در میزان آب تمیز کردن و کاهش فشار تصفیه فاضلاب می شود.

(6) از آنجایی که سیستم از یک عملیات بسته برای کاهش تأثیر مستقیم آلودگی فضای عملیاتی و تبخیر کالری در فرآیند استفاده می کند، محیط عملیاتی را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. به طور خاص، به دلیل کاهش از دست دادن کالری در هنگام پخت، مصرف بیهوده انرژی باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و بهبود بسیار زیاد راندمان تولید می شود.

5. خلاصه

ظهور فناوری آبکاری افقی کاملاً برای رفع نیاز منافذ عمودی و افقی بالا است. با این حال، به دلیل پیچیدگی و خاص بودن فرآیند آبکاری، هنوز چندین مشکل فنی در سیستم آبکاری سطح طراحی و توسعه وجود دارد. این باید در عمل بهبود یابد. با این وجود، استفاده از سیستم های آبکاری افقی یک پیشرفت و پیشرفت بزرگ برای صنعت مدار چاپ است. از آنجایی که استفاده از این نوع تجهیزات در ساخت تخته های با چگالی بالا و چند لایه پتانسیل بالایی را نشان می دهد، نه تنها می تواند باعث صرفه جویی در نیروی انسانی و زمان عملیاتی شود، بلکه سرعت و کارایی را نسبت به خطوط آبکاری عمودی سنتی تولید می کند. علاوه بر این، کاهش مصرف انرژی و کاهش پساب فاضلاب برای مایعات پسماند مورد نیاز و بهبود بسیار محیط فرآیند و شرایط فرآیند و بهبود کیفیت لایه آبکاری. خط آبکاری افقی برای خروجی در مقیاس بزرگ 24 -ساعت کار بدون وقفه مناسب است. خط آبکاری افقی در هنگام اشکال زدایی کمی دشوارتر از خط آبکاری عمودی است. پس از اتمام اشکال زدایی، بسیار پایدار است. محلول آبکاری را برای اطمینان از کار پایدار طولانی مدت تنظیم کنید.