¡El principio de la galvanoplastia horizontal se explica completamente en un artículo!

Con el avance de la tecnología microelectrónica, la fabricación de placas de circuito impreso se está desarrollando rápidamente en la dirección de multicapa, en capas, funcional e integrada. El proceso tradicional de galvanoplastia vertical ya no puede cumplir con los requisitos de orificios de interconexión de alta-calidad y alta-confiabilidad. Requerimientos técnicos. Por lo tanto, surgió la tecnología de galvanoplastia horizontal. Es una continuación del desarrollo de la tecnología de galvanoplastia vertical, es decir, una nueva tecnología de galvanoplastia desarrollada sobre la base de la tecnología de galvanoplastia vertical. ¡Hoy presentaremos el principio de la galvanoplastia horizontal!

Principio de revestimiento horizontal

El método y el principio de la galvanoplastia horizontal y la galvanoplastia vertical son los mismos. Deben tener polos yin y yang. La reacción del electrodo ocurre después de la electrificación, que ioniza los componentes principales del electrolito, lo que hace que los iones positivos cargados se muevan a la fase negativa de la zona de reacción del electrodo; los iones negativos cargados se mueven a la fase positiva de la zona de reacción del electrodo, lo que da como resultado un revestimiento de deposición de metal y emisión de gas. Porque el proceso de deposición del metal sobre el cátodo se divide en tres pasos: los iones hidratados del metal se difunden hacia el cátodo; el segundo paso es cuando los iones metálicos hidratados pasan a través de la doble capa eléctrica, se deshidratan gradualmente y se adsorben en la superficie del cátodo; el tercer paso es adsorberse en la superficie del cátodo. Los iones metálicos en la superficie del cátodo aceptan electrones y entran en la red metálica. Debido a la electricidad estática, esta capa es más pequeña que la capa exterior de Helmholtz y se ve afectada por el movimiento térmico. La disposición de los cationes no es tan estrecha y ordenada como la capa exterior de Helmholtz. Esta capa se llama capa de difusión. El grosor de la capa de difusión es inversamente proporcional al caudal de la solución de revestimiento. Es decir, cuanto más rápido sea el caudal de la solución de revestimiento, más delgada y gruesa será la capa de difusión. Generalmente, el espesor de la capa de difusión es de aproximadamente 5-50 micras. En el lugar alejado del cátodo, la solución de recubrimiento alcanzada por convección se denomina solución de recubrimiento principal. Porque la convección de la solución afectará la uniformidad de la concentración de la solución de recubrimiento. Los iones de cobre en la capa de difusión se transportan a la capa exterior de Helmholtz a través de la difusión y la migración de iones. Los iones de cobre en la solución de recubrimiento principal se transportan a la superficie del cátodo a través de la convección y la migración de iones. En el proceso de galvanoplastia horizontal, los iones de cobre en la solución de galvanoplastia se transportan cerca del cátodo de tres maneras para formar una doble capa eléctrica.

Bajo la acción del campo eléctrico, los iones en la solución de galvanoplastia están sujetos a la fuerza electrostática para provocar el transporte de iones, lo que se denomina migración de iones. Su tasa de migración se expresa mediante la siguiente fórmula: u=zeoE/6πrη requerido. Donde u es la velocidad de migración del ion, z es el número de carga del ion, eo es la carga de un electrón (es decir, 1,61019C), E es el potencial eléctrico, r es el radio del ion hidratado y η es la viscosidad de la solución de galvanoplastia. De acuerdo con el cálculo de la ecuación, se puede ver que cuanto mayor es la caída del potencial E, menor es la viscosidad de la solución de galvanoplastia y más rápida es la tasa de migración de iones.

La convección de la solución de recubrimiento es causada por la agitación mecánica externa e interna y la agitación de la bomba, la oscilación o rotación del propio electrodo y el flujo de la solución de recubrimiento causado por la diferencia de temperatura. En una posición cercana a la superficie del electrodo sólido, debido a su resistencia por fricción, el flujo de la solución galvánica se vuelve cada vez más lento y la velocidad de convección en la superficie del electrodo sólido es cero. La capa de gradiente de velocidad formada desde la superficie del electrodo hasta la ranura de convección se denomina capa de interfaz de flujo. El grosor de la capa de interfaz de flujo es aproximadamente 10 veces mayor que el de la capa de difusión, por lo que el transporte de iones en la capa de difusión apenas se ve afectado por la convección.

Según la teoría de la electrodeposición, durante el proceso de galvanoplastia, la placa de circuito impreso del cátodo es un electrodo polarizado no-ideal. Los iones de cobre adsorbidos en la superficie del cátodo ganan electrones y se reducen a átomos de cobre, lo que reduce la concentración de iones de cobre cerca del cátodo. Por lo tanto, se forma un gradiente de concentración de iones de cobre cerca del cátodo. La solución de recubrimiento cuya concentración de iones de cobre es menor que la de la solución de recubrimiento principal es la capa de difusión de la solución de recubrimiento. La alta concentración de iones de cobre en la solución de recubrimiento principal se difundirá a la baja concentración de iones de cobre cerca del cátodo, reabasteciendo constantemente el área del cátodo. La placa de circuito impreso es similar a un cátodo plano y la relación entre la magnitud de la corriente y el espesor de la capa de difusión es la ecuación de COTTRELL:

Donde I es la corriente, z es la carga de iones de cobre, F es la constante de Faraday, A es el área superficial del cátodo, D es el coeficiente de difusión de iones de cobre (D=KT/6πrη), Cb es el cobre concentración de iones en la solución de revestimiento principal, y Co es el cátodo La concentración de iones de cobre en la superficie, D es el espesor de la capa de difusión, K es la constante de Bowman (K=R/N), T es la temperatura, r es el radio del ion de hidrato de cobre y η es la viscosidad de la solución de galvanoplastia. Cuando la concentración de iones de cobre en la superficie del cátodo es cero, su corriente se denomina corriente de difusión límite ii:

Principio de revestimiento horizontal

La clave para la galvanoplastia de PCB es cómo garantizar la uniformidad del espesor de la capa de cobre en ambos lados del sustrato y la pared interior del orificio pasante. Para obtener la uniformidad del espesor del recubrimiento, es necesario asegurarse de que el caudal de la solución de recubrimiento en ambos lados de la placa impresa y en los orificios pasantes sea rápido y constante para obtener una capa de difusión delgada y uniforme. Para obtener una capa de difusión delgada y uniforme, de acuerdo con la estructura del sistema de galvanoplastia horizontal actual, aunque se instalan muchas boquillas en el sistema, puede rociar rápida y verticalmente la solución de recubrimiento sobre la placa impresa, acelerando así la solución de recubrimiento en el orificio pasante Por lo tanto, la velocidad de flujo de la solución de recubrimiento es muy rápida y se forma un vórtice en las partes superior e inferior del sustrato y el orificio pasante, de modo que la capa de difusión se reduce y es más uniforme. Sin embargo, en circunstancias normales, cuando la solución de recubrimiento fluye repentinamente hacia un orificio pasante estrecho, la solución de recubrimiento en la entrada del orificio pasante también invertirá el reflujo. Además, debido a la influencia de la distribución de corriente primaria y el efecto de la punta, el grosor de la capa de cobre en el orificio de entrada es demasiado grueso y la pared interna del orificio pasante forma una capa de cobre de hueso de perro-. . De acuerdo con el estado de flujo de la solución de recubrimiento en el orificio pasante, es decir, el tamaño de la corriente de Foucault y el reflujo, y el análisis de estado de la calidad del orificio pasante del recubrimiento conductor, los parámetros de control solo pueden determinarse mediante la prueba del proceso. Método para lograr la uniformidad del espesor del revestimiento de la placa de circuito impreso. Dado que la magnitud de la corriente de Foucault y el reflujo no se puede calcular teóricamente, solo se puede usar el método del proceso de medición. Se puede ver a partir de los resultados de la medición que para controlar la uniformidad del espesor del recubrimiento de cobre de los-agujeros pasantes, es necesario ajustar los parámetros controlables del proceso de acuerdo con la relación de aspecto de los pasantes{{2 }}agujeros de la placa de circuito impreso. El método de fuente de alimentación es la galvanoplastia de corriente de pulso inverso para obtener un revestimiento de cobre con una fuerte capacidad de distribución.

De la fórmula anterior se puede ver que la corriente de difusión límite está determinada por la concentración de iones de cobre de la solución de revestimiento principal, el coeficiente de difusión de los iones de cobre y el espesor de la capa de difusión. Cuando la concentración de iones de cobre en la solución de recubrimiento principal es alta, el coeficiente de difusión de los iones de cobre es grande y el espesor de la capa de difusión es delgado, la corriente de difusión límite es mayor. De acuerdo con la fórmula anterior, se sabe que para lograr un valor de corriente límite más alto, se deben tomar las medidas de proceso apropiadas, es decir, se debe adoptar el proceso de calentamiento. Debido a que aumentar la temperatura puede aumentar el coeficiente de difusión, aumentar la tasa de convección puede convertirlo en un vórtice y obtener una capa de difusión delgada y uniforme. A partir del análisis teórico anterior, aumentar la concentración de iones de cobre en la solución de recubrimiento principal, aumentar la temperatura de la solución de recubrimiento y aumentar la tasa de convección pueden aumentar la corriente de difusión limitante y lograr el propósito de acelerar la tasa de recubrimiento. La galvanoplastia horizontal se basa en la aceleración de la velocidad de convección de la solución de galvanoplastia para formar corrientes de Foucault, que pueden reducir efectivamente el espesor de la capa de difusión a unas 10 micras. Por lo tanto, cuando se utiliza el sistema de galvanoplastia horizontal para la galvanoplastia, la densidad de corriente puede ser tan alta como 8A/dm2.

Especialmente con el aumento en el número de agujeros ciegos en el laminado, no solo se debe usar el sistema de galvanoplastia horizontal para la galvanoplastia, sino que también se debe usar vibración ultrasónica para promover el reemplazo y la circulación de la solución de galvanoplastia en los agujeros ciegos, y luego se debe mejorar el método de suministro de energía y se debe usar corriente de pulso inverso. Ajuste los parámetros controlables con datos de prueba reales.

La galvanoplastia horizontal es un método de galvanoplastia desarrollado en base a la galvanoplastia vertical. Desde cierto punto de vista, es la perfección y extensión de la galvanoplastia vertical. Por lo tanto, es muy importante comprender el principio de la galvanoplastia horizontal. ¡Espero que este artículo te pueda ayudar!