PCB水平電(dian)鍍的發展

爲了(le)适應PCB制造向多(duo)層化、積層化、功(gōng)能化和集成化(huà)㊙️方向迅速發展(zhǎn)，帶來的高縱橫(héng)比通孔電鍍的(de)需要，發展出水(shui)平電鍍技術。設(she)計與研制水平(ping)電鍍系統仍然(rán)存在着若幹技(ji)術性的問題，但(dan)水♈平電鍍系統(tǒng)的使用，對印制(zhi)電路❗行業來說(shuō)是很大的發展(zhan)和進💘步。特别是(shi)多🔴層闆通孔的(de)縱橫比超過5:1及(ji)積層闆中🔱大量(liàng)采用的較深的(de)盲孔，使常規的(de)垂直電鍍工藝(yì)不能滿足高質(zhi)量、高可靠性互(hù)連孔🐆的技術要(yao)求。

 

水平電鍍則(zé)在制造高密度(dù)多層闆方面的(de)運用，顯示出很(hěn)大的潛力，不但(dan)能節省人力及(ji)作業時間而且(qiě)生産的速度和(he)效率比傳統的(de)垂直電鍍線要(yào)高。而且降低能(neng)量消耗、減少所(suo)需⚽處理的廢液(ye)廢水廢氣，而且(qie)大大改善工藝(yi)環境和👄條件，提(tí)高電鍍層的質(zhì)量水準。

 

一、水平(ping)電鍍原理簡介(jiè)

水平電鍍技術(shù)，是垂直電鍍法(fǎ)技術發展的繼(ji)續，是在🚶‍♀️垂直電(dian)鍍工藝的基礎(chǔ)上發展起來的(de)新穎電鍍♈技術(shu)。這種技術的關(guān)鍵就是應制造(zào)出相适應的、相(xiang)互配套的水平(ping)📱電鍍系統，能使(shi)❄️高分散能力的(de)鍍液，在改進供(gòng)電方式和⚽其它(tā)輔助裝置的配(pei)📱合下，顯示♊出比(bi)垂直電鍍法更(gèng)爲優異的功能(neng)作♊用。

 

水平電鍍(du)與垂直電鍍方(fāng)法和原理是相(xiang)同的，都必須具(jù)🥰有陰陽兩極，通(tōng)電後産生電極(jí)反應使電解液(ye)✉️主成份産生電(dian)離，使帶電的正(zheng)離子向電極反(fǎn)應區的負相移(yí)動;帶電的負離(lí)子向電極反應(yīng)區的正相移動(dong)，于是産生金屬(shǔ)沉積鍍層和放(fang)出氣體。

 

因爲金(jin)屬在陰極的沉(chén)積過程分爲三(sān)個步驟：金屬的(de)水合離子擴散(san)到陰極；第二步(bù)是當金屬水合(hé)離子通過雙電(diàn)層時，它們逐漸(jian)脫水并吸附在(zai)陰極表面；第三(sān)步是吸附在陰(yin)極表面👄的金屬(shu)離子接受電子(zi)并進入金屬晶(jing)格。由于靜電作(zuò)用，該層比亥姆(mu)霍茲外層小，并(bing)且受到熱運動(dòng)的影響。陽離子(zi)排列不像亥姆(mǔ)霍茲🌏外✂️層那樣(yàng)緊密和整齊。該(gāi)層稱爲擴散層(ceng)。擴散層㊙️的厚度(dù)與鍍液的流速(sù)成反比。即鍍液(ye)流🈚速越快，擴散(sàn)層越薄🏃，越厚。通(tong)常，擴散層的厚(hou)度約爲5-50微米。在(zài)遠離陰極的地(dì)方，通過對流到(dao)達的鍍液層稱(cheng)爲主鍍液。因爲(wei)溶液的對流會(huì)影響鍍👅液濃度(du)的🙇‍♀️均勻性。擴散(san)層中的銅離子(zǐ)通過擴散和離(li)子遷移傳輸♋到(dao)亥姆霍茲外層(céng)。主鍍液中的銅(tóng)離子通過對流(liú)和離子♊遷移被(bei)輸送到陰極表(biǎo)💋面。

 

二、水平電鍍(dù)的難點及對策(cè)

PCB電鍍的關鍵是(shi)如何保證基闆(pǎn)兩側和通孔内(nei)壁銅層厚度💋的(de)均🥰勻性。爲了獲(huò)得塗層厚度的(de)均勻性，必須确(què)保印制闆兩側(cè)和通孔中的鍍(du)液流速應快速(su)🙇🏻一緻，以獲得薄(báo)而均勻📱的擴散(san)層。爲了獲得薄(báo)而均勻的擴散(san)層，根據目🔞前水(shui)平電鍍系統的(de)結構，雖然🔞系統(tong)中安裝✉️了許多(duo)噴咀，但它可以(yi)将⭐鍍液快速垂(chuí)🈲直地噴射到印(yin)制闆上，從而加(jiā)快鍍液在通孔(kǒng)🌂中的流速，因此(cǐ)鍍液流速非常(cháng)快，并且在基闆(pan)和通孔的上下(xia)部分形成渦流(liu)，從而使擴散層(céng)減少且更均勻(yún)。但是，一般情況(kuang)下，當鍍🛀🏻液突然(rán)流入狹窄的通(tong)孔時☂️，通孔入口(kou)處的鍍液也會(hui)出現反向回流(liu)現象。

 

此外，由于(yú)一次電流分布(bu)的影響，由于尖(jian)端效應，入口💃孔(kong)處的🤩銅層厚度(du)過厚，通孔内壁(bi)形成狗骨狀銅(tóng)塗層。根據鍍液(ye)在通孔内💯的流(liu)動狀态，即渦流(liu)和回流的大🏒小(xiǎo)，以及導電鍍通(tong)孔質量的狀态(tài)分析，控制🌈參數(shù)隻能💋通過工藝(yì)測試方法确定(ding)，以實🈚現印刷電(dian)路闆電鍍厚度(dù)的均勻性💋。由于(yú)渦流和回流的(de)大小無法通過(guò)理☀️論計算得到(dào)，因此隻能采用(yong)測量過程的方(fang)法。

 

從測量結果(guǒ)可知，爲了控制(zhì)通孔鍍銅層厚(hòu)度的均勻性，需(xu)要根據印刷電(dian)路闆通孔的縱(zong)橫比調整可控(kòng)的工藝🔞參數，甚(shèn)至選擇🎯分散能(neng)力強的鍍銅溶(rong)液，添加合💰适的(de)添加劑，改進供(gong)電☔方式，即反向(xiang)脈沖電流電鍍(dù)，獲得分布能力(lì)強的銅🏃鍍層。特(te)别是積層闆微(wēi)盲孔數量💋增加(jiā)，不但要采用水(shuǐ)平電🐇鍍系統進(jin)行🙇‍♀️電鍍，還要采(cai)用超聲波震動(dòng)來促進微盲孔(kong)内鍍液的更換(huàn)及流通，再改進(jin)供電方式利用(yong)反脈沖電流及(jí)實際測試的數(shu)據來調正可控(kong)參數，就能獲得(dé)滿意的效果🔅。

 

三(sān)、水平電鍍的發(fa)展優勢

水平電(dian)鍍技術的發展(zhǎn)不是偶然的，而(er)是高密度、高精(jing)度、多功能👌、高縱(zòng)橫比多層印制(zhi)電路闆産品特(te)殊功能的需要(yào)是個必💋然的結(jie)果。它的優勢就(jiu)是要比💃🏻現在所(suǒ)采用的垂直挂(guà)鍍工藝方法更(gèng)爲先進，産品質(zhi)量更爲♌可靠，能(neng)實現規模化🆚的(de)大生産。它與垂(chuí)直電鍍工藝方(fang)🥰法相比具有以(yǐ)下長處：

（１）适應尺(chǐ)寸範圍較寬，無(wu)需進行手工裝(zhuāng)挂，實現全部自(zi)動化作業，對提(tí)高和确保作業(yè)過程對基闆表(biǎo)面無損害，對實(shí)現規模化的大(da)生産極爲有利(lì)。

（２）在工藝審查中(zhong)，無需留有裝夾(jiá)位置，增加實用(yòng)面積，大大節約(yuē)原材料的損耗(hao)。

（３）水平電鍍采用(yong)全程計算機控(kong)制，使基闆在相(xiàng)同的條☎️件下💯，确(què)保每塊印制電(dian)路闆的表面與(yu)孔的鍍層的均(jun)一性。

（４）從管理角(jiǎo)度看，電鍍槽從(cong)清理、電鍍液的(de)添加和更🔅換，可(kě)完全實現自動(dòng)化作業，不會因(yin)爲人爲的錯誤(wu)造成管理上的(de)失控問題。

（５）從實(shi)際生産中可測(cè)所知，由于水平(ping)電鍍采用多段(duan)水平清洗✌️，節約(yue)清洗水用量及(jí)減少污水處理(lǐ)的壓力。

（６）由于該(gāi)系統采用封閉(bi)式作業，減少對(dui)作業空間污染(rǎn)和熱量蒸發對(dui)工藝環境的直(zhí)接影響，大大改(gai)善作業✌️環境。特(te)别是烘闆時由(yóu)于減少熱量損(sǔn)耗，節約了能量(liang)的無謂消耗及(jí)提高生産效率(lü)。

 

四、總結
水平電(diàn)鍍技術的出現(xian)，完全爲了适應(ying)高縱橫比通✨孔(kǒng)電鍍的🐪需要。但(dan)由于電鍍過程(chéng)的複雜性和特(te)殊性，在🔴設計🆚與(yu)研制水平電鍍(dù)系統仍存在着(zhe)若幹技術性的(de)問題。這有待在(zai)實踐過程中改(gai)進。盡管如此，水(shui)平電鍍系統的(de)使用對印制🌈電(dian)路行業🚩來說是(shi)很☀️大的發展和(hé)進步。因爲此類(lei)型的設備在制(zhì)造高密✊度多層(ceng)闆方🔞面的運用(yong)，顯示出🚶很大的(de)潛力。水平電鍍(du)線适用✂️于大規(guī)模産量24小時不(bu)間斷作業，水平(píng)電鍍🧑🏾‍🤝‍🧑🏼線在調試(shi)的時候較垂直(zhí)電鍍線稍困難(nan)一些，一旦調試(shi)完畢是十分穩(wen)定的，同時在使(shǐ)用過程中要随(sui)時監控鍍液的(de)情況對鍍液進(jin)行調整，确保長(zhang)時❤️間穩定工作(zuò)。