Das Prinzip der horizontalen Galvanik wird in einem Artikel vollständig erklärt!

Mit dem Fortschritt der Mikroelektronik-Technologie entwickelt sich die Leiterplattenfertigung rasant in Richtung Multilayer, Layered, Functional und Integrated. Der herkömmliche vertikale Galvanisierungsprozess kann die Anforderungen an Verbindungslöcher mit hoher-Qualität und hoher-Zuverlässigkeit nicht mehr erfüllen. Technische Anforderungen. Daher entstand die horizontale Galvanotechnik. Es ist eine Fortsetzung der Entwicklung der vertikalen Galvanotechnik, dh einer neuen Galvanotechnik, die auf der Grundlage der vertikalen Galvanotechnik entwickelt wurde. Heute stellen wir Ihnen das Prinzip der Horizontalgalvanik vor!

Prinzip der horizontalen Beschichtung

Das Verfahren und das Prinzip der horizontalen Galvanisierung und der vertikalen Galvanisierung sind gleich. Sie müssen Yin- und Yang-Pole haben. Die Elektrodenreaktion findet nach der Elektrifizierung statt, wodurch die Hauptkomponenten des Elektrolyten ionisiert werden, wodurch die geladenen positiven Ionen veranlasst werden, sich in die negative Phase der Elektrodenreaktionszone zu bewegen; Die geladenen negativen Ionen bewegen sich in die positive Phase der Elektrodenreaktionszone, was zu einer Metallabscheidungsbeschichtung und einer Gasemission führt. Weil der Metallabscheidungsprozess auf der Kathode in drei Schritte unterteilt ist: Die metallhydratisierten Ionen diffundieren zur Kathode; der zweite Schritt besteht darin, dass die metallhydratisierten Ionen, wenn sie die elektrische Doppelschicht passieren, allmählich dehydriert und auf der Oberfläche der Kathode adsorbiert werden; der dritte Schritt besteht darin, auf der Oberfläche der Kathode zu adsorbieren. Die Metallionen auf der Oberfläche der Kathode nehmen Elektronen auf und treten in das Metallgitter ein. Aufgrund statischer Elektrizität ist diese Schicht kleiner als die Helmholtz-Außenschicht und wird durch thermische Bewegung beeinflusst. Die Anordnung der Kationen ist nicht so eng und ordentlich wie die Helmholtz-Außenschicht. Diese Schicht wird als Diffusionsschicht bezeichnet. Die Dicke der Diffusionsschicht ist umgekehrt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit der Plattierungslösung. Das heißt, je schneller die Fließgeschwindigkeit der Plattierungslösung ist, desto dünner und dicker ist die Diffusionsschicht. Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Diffusionsschicht etwa 5–50 Mikrometer. An der von der Kathode weit entfernten Stelle wird die durch Konvektion erreichte Plattierungslösung als Hauptplattierungslösung bezeichnet. Weil die Konvektion der Lösung die Gleichmäßigkeit der Plattierungslösungskonzentration beeinflusst. Die Kupferionen in der Diffusionsschicht werden durch Diffusion und Ionenwanderung zur Helmholtz-Außenschicht transportiert. Die Kupferionen in der Hauptbeschichtungslösung werden durch Konvektion und Ionenwanderung zur Kathodenoberfläche transportiert. Beim horizontalen Elektroplattierungsprozess werden die Kupferionen in der Plattierungslösung auf drei Wegen in die Nähe der Kathode transportiert, um eine elektrische Doppelschicht zu bilden.

Unter der Wirkung des elektrischen Feldes werden die Ionen in der Galvanisierungslösung einer elektrostatischen Kraft ausgesetzt, um einen Ionentransport zu bewirken, der als Ionenmigration bezeichnet wird. Seine Migrationsrate wird durch die folgende Formel ausgedrückt: u=zeoE/6πrη erforderlich. Dabei ist u die Ionenwanderungsrate, z die Ladungszahl des Ions, eo die Ladung eines Elektrons (dh 1,61019C), E das elektrische Potential, r der Radius des hydratisierten Ions und η die Viskosität der Galvaniklösung. Gemäß der Berechnung der Gleichung ist ersichtlich, dass je größer der Abfall des Potentials E ist, desto niedriger die Viskosität der Galvanisierungslösung und desto schneller die Ionenmigrationsrate.

Die Konvektion der Plattierungslösung wird durch externes und internes mechanisches Rühren und Pumpenrühren, die Oszillation oder Rotation der Elektrode selbst und den durch die Temperaturdifferenz verursachten Fluss der Plattierungslösung verursacht. An einer Position nahe der Oberfläche der Festelektrode wird der Strom der Elektroplattierungslösung aufgrund ihres Reibungswiderstands immer langsamer und die Konvektionsgeschwindigkeit auf der Oberfläche der Festelektrode ist null. Die von der Elektrodenoberfläche zur Konvektionsrille gebildete Geschwindigkeitsgradientenschicht wird als Strömungsschnittstellenschicht bezeichnet. Die Dicke der Strömungsschnittstellenschicht beträgt etwa das 10-fache der Dicke der Diffusionsschicht, sodass der Ionentransport in der Diffusionsschicht kaum durch Konvektion beeinflusst wird.

Gemäß der Theorie der galvanischen Abscheidung ist die Leiterplatte auf der Kathode während des Galvanisierungsprozesses eine nicht-ideal polarisierte Elektrode. Die an der Oberfläche der Kathode adsorbierten Kupferionen nehmen Elektronen auf und werden zu Kupferatomen reduziert, was die Konzentration von Kupferionen in der Nähe der Kathode verringert. Daher wird nahe der Kathode ein Kupferionenkonzentrationsgradient gebildet. Die Plattierungslösung, deren Kupferionenkonzentration niedriger ist als die der Hauptplattierungslösung, ist die Diffusionsschicht der Plattierungslösung. Die hohe Kupferionenkonzentration in der Hauptbeschichtungslösung diffundiert zu der niedrigen Kupferionenkonzentration in der Nähe der Kathode, wodurch der Kathodenbereich ständig wieder aufgefüllt wird. Die Leiterplatte ähnelt einer Flachkathode, und die Beziehung zwischen der Größe des Stroms und der Dicke der Diffusionsschicht ist die COTTRELL-Gleichung:

Dabei ist I der Strom, z die Ladung der Kupferionen, F die Faraday-Konstante, A die Kathodenoberfläche, D der Kupferionendiffusionskoeffizient (D=KT/6πrη), Cb das Kupfer Ionenkonzentration in der Hauptbeschichtungslösung, und Co ist die Kathode. Die Konzentration von Kupferionen auf der Oberfläche, D ist die Dicke der Diffusionsschicht, K ist die Bowman-Konstante (K=R/N), T ist die Temperatur, r ist der Radius des Kupferhydrat-Ions und η ist die Viskosität der Galvanisierungslösung. Wenn die Kupferionenkonzentration an der Kathodenoberfläche Null ist, wird ihr Strom als Grenzdiffusionsstrom ii bezeichnet:

Prinzip der horizontalen Beschichtung

Der Schlüssel zum Galvanisieren von Leiterplatten liegt darin, die Gleichmäßigkeit der Kupferschichtdicke auf beiden Seiten des Substrats und der Innenwand des Durchgangslochs sicherzustellen. Um die Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke zu erhalten, muss sichergestellt werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Plattierungslösung auf beiden Seiten der Leiterplatte und in den Durchgangslöchern schnell und gleichmäßig ist, um eine dünne und gleichmäßige Diffusionsschicht zu erhalten. Um eine dünne und gleichmäßige Diffusionsschicht zu erhalten, kann gemäß der aktuellen Struktur des horizontalen Galvaniksystems, obwohl viele Düsen im System installiert sind, die Plattierungslösung schnell und vertikal auf die Leiterplatte gesprüht werden, wodurch die Plattierungslösung beschleunigt wird das Durchgangsloch Daher ist die Fließgeschwindigkeit der Plattierungslösung sehr schnell und ein Wirbel wird auf den oberen und unteren Teilen des Substrats und dem Durchgangsloch gebildet, so dass die Diffusionsschicht reduziert und gleichmäßiger wird. Wenn jedoch die Plattierungslösung unter normalen Umständen plötzlich in ein enges Durchgangsloch fließt, wird die Plattierungslösung am Eingang des Durchgangslochs ebenfalls den Rückfluss umkehren. Außerdem ist aufgrund des Einflusses der primären Stromverteilung und des Spitzeneffekts die Dicke der Kupferschicht am Eintrittsloch zu dick und die Innenwand des Durchgangslochs bildet eine hunde--Kupferbeschichtung . Gemäß dem Strömungszustand der Plattierungslösung im Durchgangsloch, d. h. der Größe des Wirbelstroms und des Rückflusses, und der Zustandsanalyse der Qualität des leitenden Plattierungsdurchgangslochs können die Steuerparameter nur durch den Prozesstest bestimmt werden Verfahren, um die Gleichmäßigkeit der Plattierungsdicke der Leiterplatte zu erreichen. Da die Größe von Wirbelstrom und Rückfluss theoretisch nicht berechnet werden kann, kann nur die Methode des Messverfahrens angewendet werden. Aus den Messergebnissen ist ersichtlich, dass es zur Steuerung der Gleichmäßigkeit der Kupferplattierungsdicke der Durchgangs---Löcher erforderlich ist, die steuerbaren Prozessparameter gemäß dem Seitenverhältnis der Durchgangs-{{2 }}Löcher der Leiterplatte. Die Stromversorgungsmethode ist die Rückwärtsimpulsstrom-Galvanisierung, um eine Kupferbeschichtung mit starker Verteilungsfähigkeit zu erhalten.

Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass der Grenzdiffusionsstrom durch die Kupferionenkonzentration der Hauptplattierungslösung, den Diffusionskoeffizienten von Kupferionen und die Dicke der Diffusionsschicht bestimmt wird. Wenn die Konzentration von Kupferionen in der Hauptplattierungslösung hoch ist, der Diffusionskoeffizient von Kupferionen groß ist und die Dicke der Diffusionsschicht dünn ist, ist der begrenzende Diffusionsstrom größer. Gemäß obiger Formel ist bekannt, dass zur Erzielung eines höheren Grenzstromwertes entsprechende Prozessmaßnahmen ergriffen werden müssen, dh der Heizprozess angepasst werden muss. Da eine Erhöhung der Temperatur den Diffusionskoeffizienten erhöhen kann, kann eine Erhöhung der Konvektionsrate zu einem Wirbel führen und eine dünne und gleichmäßige Diffusionsschicht erhalten. Aus der obigen theoretischen Analyse können eine Erhöhung der Konzentration von Kupferionen in der Hauptplattierungslösung, eine Erhöhung der Temperatur der Plattierungslösung und eine Erhöhung der Konvektionsrate den begrenzenden Diffusionsstrom erhöhen und den Zweck der Beschleunigung der Plattierungsrate erreichen. Die horizontale Elektroplattierung basiert auf der Beschleunigung der Konvektionsgeschwindigkeit der Plattierungslösung zur Bildung von Wirbelströmen, die die Dicke der Diffusionsschicht effektiv auf etwa 10 Mikrometer reduzieren können. Wenn daher das horizontale Galvanisiersystem zum Galvanisieren verwendet wird, kann die Stromdichte bis zu 8 A/dm² betragen.

Insbesondere mit der Zunahme der Anzahl von Sacklöchern im Laminat sollte nicht nur das horizontale Galvanisierungssystem zum Galvanisieren verwendet werden, sondern es sollte auch Ultraschallvibration verwendet werden, um den Austausch und die Zirkulation der Plattierungslösung in den Sacklöchern zu fördern und dann Die Stromversorgungsmethode sollte verbessert werden und es sollte ein Rückwärtsimpulsstrom verwendet werden. Passen Sie steuerbare Parameter mit tatsächlichen Testdaten an.

Die horizontale Galvanisierung ist ein Galvanisierungsverfahren, das auf der Grundlage der vertikalen Galvanisierung entwickelt wurde. In gewisser Weise ist es die Perfektionierung und Erweiterung der vertikalen Galvanik. Daher ist es sehr wichtig, das Prinzip der horizontalen Galvanik zu verstehen. Ich hoffe, dieser Artikel kann Ihnen etwas helfen!