PCB水平電(dian)鍍的發展(zhan)

爲了适應(yīng)PCB制造向多(duō)層化、積層(céng)化、功能化(huà)和集成化(hua)方向迅速(su)發展，帶來(lai)的高縱橫(heng)比通孔電(dian)鍍的需要(yao)，發展出水(shuǐ)平電鍍技(ji)術。設計與(yǔ)研制水平(ping)電鍍系統(tǒng)仍然存在(zài)着若幹技(jì)術性的問(wen)題，但水平(ping)電鍍系統(tǒng)的使用，對(duì)印制電路(lù)行業來說(shuō)是很大的(de)發展和進(jìn)👨‍❤️‍👨步。特别是(shì)多🍉層闆通(tōng)孔的縱橫(héng)比超過5:1及(jí)積層闆中(zhong)大量采用(yòng)的較深的(de)盲孔，使常(cháng)規的垂直(zhí)電鍍工藝(yi)不能滿足(zu)高質量🚶‍♀️、高(gao)可靠性互(hù)連孔🌍的技(ji)術要求。

 

水(shui)平電鍍則(ze)在制造高(gāo)密度多層(céng)闆方面的(de)運用，顯示(shi)出很大🔞的(de)潛力，不但(dàn)能節省人(ren)力及作業(ye)時間而且(qiě)生産的速(sù)度和效率(lǜ)比傳統的(de)垂直電鍍(dù)線要高🔞。而(ér)且降低能(neng)量消耗、減(jian)少所需處(chù)理的💁廢液(ye)廢水廢氣(qì)，而且大大(dà)改善工藝(yi)環境和條(tiao)件，提高🤩電(dian)鍍層的❤️質(zhì)量水準。

 

一(yi)、水平電鍍(du)原理簡介(jiè)

水平電鍍(du)技術，是垂(chui)直電鍍法(fa)技術發展(zhan)的繼續，是(shi)在垂☎️直電(dian)🤞鍍💁工藝的(de)基礎上發(fa)展起來的(de)新穎電鍍(du)技術。這種(zhǒng)技術的關(guān)鍵就是應(ying)制造出相(xiang)适應的、相(xiang)🐕互配套☀️的(de)水平電鍍(du)系📐統，能使(shi)🏃‍♂️高分散能(neng)力的鍍液(yè)，在改進供(gong)電方式和(he)其它輔助(zhù)裝置的配(pei)合下，顯示(shi)💔出比垂直(zhí)電鍍法更(gèng)爲優異的(de)功能作用(yong)。

 

水平電鍍(dù)與垂直電(dian)鍍方法和(he)原理是相(xiàng)同的，都必(bì)須具有陰(yīn)陽兩極，通(tōng)電後産生(shēng)電極反應(yīng)使電解液(yè)主成☂️份産(chǎn)生電離，使(shǐ)帶電的正(zheng)離子向電(dian)極反應區(qu)的負相移(yí)動;帶電的(de)負離子向(xiang)電極反🐕應(yīng)區的正相(xiàng)⛷️移動，于是(shi)♍産生金屬(shǔ)沉積鍍層(céng)和放出氣(qi)體。

 

因爲金(jīn)屬在陰極(jí)的沉積過(guo)程分爲三(san)個步驟：金(jīn)屬的🏃🏻水合(hé)離子擴散(san)到陰極；第(dì)二步是當(dang)金屬水合(he)離子通過(guò)雙電層時(shi)，它們逐漸(jian)脫水并吸(xi)附在陰極(jí)表面；第三(san)步是吸附(fu)在陰極表(biao)面的金屬(shu)離子接受(shòu)電子并進(jin)入金屬晶(jing)格。由于靜(jìng)電作用，該(gai)層比亥姆(mu)霍🧡茲外層(ceng)小，并且受(shou)到熱運動(dòng)的影響。陽(yang)📱離子排列(liè)不🌂像亥姆(mǔ)霍茲外🔅層(céng)那樣緊密(mì)和整齊。該(gai)層稱爲擴(kuò)散層。擴散(san)層的厚度(du)與鍍液的(de)流速成🔴反(fǎn)比。即鍍液(yè)流速越快(kuài)，擴散層越(yuè)薄，越厚。通(tōng)常，擴散層(ceng)🌈的厚度約(yuē)爲5-50微米。在(zài)遠離陰極(jí)的地方，通(tong)過對流到(dao)達的鍍液(yè)層稱爲主(zhu)鍍液。因爲(wei)溶液的對(duì)流會影響(xiang)鍍液濃度(dù)的均勻性(xing)。擴散💁層中(zhōng)的銅離子(zi)通過擴散(san)和離子遷(qiān)移傳輸到(dào)亥姆霍茲(zī)外層。主🔱鍍(dù)液🌈中的銅(tong)離子通過(guo)對👈流和離(li)子遷移被(bei)輸送到陰(yin)極表面。

 

二(èr)、水平電鍍(dù)的難點及(ji)對策

PCB電鍍(du)的關鍵是(shi)如何保證(zheng)基闆兩側(cè)和通孔内(nei)壁銅層⁉️厚(hòu)度📞的均勻(yún)性。爲了獲(huo)得塗層厚(hòu)度的均勻(yún)性，必須确(què)保印制闆(pǎn)兩側和通(tōng)孔中的鍍(dù)液流速應(yīng)快速👅一緻(zhì)，以🥰獲得薄(bao)而均勻☂️的(de)擴散層。爲(wèi)了獲得薄(báo)而均勻的(de)擴散層，根(gen)據目前水(shuǐ)平電鍍系(xì)統的結構(gòu)，雖然系統(tong)中安裝了(le)許多噴咀(ju)，但它可以(yǐ)将鍍液快(kuai)速垂直地(dì)噴射到印(yìn)制闆上，從(cong)而加快鍍(dù)液在通孔(kong)中的流速(sù)，因此🏃‍♂️鍍液(yè)流速非常(cháng)快，并且在(zai)基闆和通(tōng)孔的上下(xia)部分形成(cheng)渦流，從而(ér)使擴散層(céng)減⭐少且更(geng)均勻。但是(shi)，一般情況(kuàng)下，當鍍液(yè)突然流入(ru)狹窄的通(tong)孔時，通孔(kǒng)入口處的(de)鍍♉液也會(huì)出現反向(xiang)回流現象(xiang)。

 

此外，由于(yú)一次電流(liu)分布的影(ying)響，由于尖(jian)端效應，入(ru)口🔱孔處的(de)銅層厚度(du)過厚，通孔(kǒng)内壁形成(chéng)狗骨狀銅(tóng)塗層。根據(jù)鍍液在通(tong)❗孔内的流(liú)動狀态，即(jí)渦流和回(hui)流的大☁️小(xiǎo)，以及導電(dian)鍍通孔質(zhì)量的狀态(tai)分析，控制(zhi)參數隻能(neng)通過工藝(yì)測試方法(fa)确定，以實(shi)現印刷電(diàn)路闆電鍍(dù)厚💋度的均(jun)勻性㊙️。由于(yu)渦流和回(hui)流的大小(xiao)無法通過(guò)理論計算(suàn)得到，因此(ci)隻能采用(yong)測量過程(cheng)的方法。

 

從(cong)測量結果(guǒ)可知，爲了(le)控制通孔(kǒng)鍍銅層厚(hou)度的均勻(yun)性，需🏃‍♀️要⛷️根(gēn)據印刷電(dian)路闆通孔(kong)的縱橫比(bǐ)調整可控(kong)的工藝參(cān)數，甚至選(xuǎn)擇✊分散能(néng)力強的鍍(dù)銅溶液，添(tiān)加合适的(de)添加劑，改(gǎi)進供電方(fang)式，即反向(xiang)脈沖電✏️流(liú)電鍍，獲得(dé)分布能👄力(li)強的銅☀️鍍(du)層。特别是(shì)積層闆微(wei)盲孔數量(liang)增加，不但(dàn)要采用水(shui)平電鍍系(xì)統進行電(diàn)鍍，還要采(cai)用超聲波(bo)震動來促(cù)進微盲孔(kǒng)内鍍液❗的(de)更換及流(liu)通，再改進(jìn)供🔆電方式(shi)利用反脈(mò)沖電流及(ji)實際測試(shì)的數據🎯來(lái)調正可控(kong)參數🔞，就能(neng)獲得滿🏃🏻‍♂️意(yi)的效果。

 

三(sān)、水平電鍍(dù)的發展優(yōu)勢

水平電(dian)鍍技術的(de)發展不是(shi)偶然的，而(ér)是高密度(du)、高精度、多(duō)功能、高縱(zòng)橫比多層(céng)印制電路(lù)闆産品特(te)殊功能的(de)需要是個(gè)必🌂然的結(jie)果。它的優(yōu)勢就是要(yào)比現在所(suǒ)采用的垂(chuí)直挂鍍工(gong)藝方法更(gèng)爲先進，産(chan)品質量更(geng)爲可靠，能(néng)實現規模(mo)化的大生(shēng)産。它與垂(chui)直電鍍工(gōng)藝方法相(xiàng)比具有以(yǐ)下長處：

（１）适(shi)應尺寸範(fàn)圍較寬，無(wú)需進行手(shou)工裝挂，實(shi)現全部自(zi)動化作✉️業(ye)💚，對提高和(he)确保作業(ye)過程對基(jī)闆表面無(wú)損害，對💁實(shí)現規模🌈化(huà)的大生産(chan)極爲有利(li)。

（２）在工藝審(shěn)查中，無需(xu)留有裝夾(jia)位置，增加(jiā)實用面積(jī)🔱，大大節約(yuē)原材料的(de)損耗。

（３）水平(ping)電鍍采用(yong)全程計算(suan)機控制，使(shǐ)基闆在相(xiàng)同的條件(jiàn)下，确保每(mei)塊印制電(dian)路闆的表(biǎo)面與孔的(de)鍍層的均(jun)一性。

（４）從管(guan)理角度看(kàn)，電鍍槽從(cong)清理、電鍍(dù)液的添加(jiā)和更⚽換，可(ke)完全實現(xiàn)自動化作(zuò)業，不會因(yīn)爲人爲的(de)錯誤造成(chéng)管理上的(de)失控問題(tí)。

（５）從實際生(shēng)産中可測(ce)所知，由于(yú)水平電鍍(dù)采用多段(duàn)🐕水平清洗(xǐ)，節約清洗(xǐ)水用量及(jí)減少污水(shui)處理的壓(yā)力。

（６）由于該(gāi)系統采用(yòng)封閉式作(zuò)業，減少對(duì)作業空間(jiān)污🥵染和熱(re)量蒸發對(dui)工藝環境(jing)的直接影(ying)響，大大改(gǎi)善作業環(huan)境。特别是(shì)烘闆時由(you)于減少熱(rè)量損耗，節(jiē)約了能量(liàng)的無謂消(xiao)耗及提高(gāo)生産效率(lü)。

 

四、總結
水(shuǐ)平電鍍技(ji)術的出現(xian)，完全爲了(le)适應高縱(zòng)橫比通孔(kǒng)💯電鍍㊙️的需(xu)要。但由于(yú)電鍍過程(chéng)的複雜性(xìng)和特殊🛀性(xìng)，在設計與(yu)研制水平(píng)電鍍系統(tǒng)仍存在着(zhe)若幹技🌈術(shù)性的問題(ti)。這有待在(zai)實踐過程(cheng)中改進。盡(jìn)管如此，水(shuǐ)平電鍍系(xi)統的使用(yòng)對印制電(diàn)路行業來(lai)說是很大(da)的發展和(hé)進步。因爲(wèi)此類型的(de)設備在制(zhì)造高密度(du)多層闆方(fāng)面的運用(yong)，顯示出很(hen)大的潛力(li)。水平電👣鍍(du)線适用于(yu)大規模産(chan)量24小時不(bu)間斷作業(yè)，水平電鍍(du)線在調試(shì)的時候較(jiao)垂直電鍍(dù)線稍困難(nán)一些，一旦(dàn)調試完🥰畢(bì)是十分穩(wen)⭕定的，同❌時(shi)在使用過(guo)程中要❗随(suí)時監控鍍(dù)液的情況(kuàng)對鍍液進(jìn)行調整，确(què)保長時👅間(jian)穩定工作(zuo)。