Horizontālās galvanizācijas princips ir pilnībā izskaidrots vienā rakstā!

Attīstoties mikroelektronikas tehnoloģijām, iespiedshēmu plates ražošana strauji attīstās daudzslāņu, slāņainas, funkcionālas un integrētas virzienā. Tradicionālais vertikālās galvanizācijas process vairs neatbilst augstas kvalitātes un augstas uzticamības starpsavienojumu caurumu prasībām. Tehniskās prasības. Tāpēc radās horizontālās galvanizācijas tehnoloģija. Tas ir vertikālās galvanizācijas tehnoloģijas attīstības turpinājums, tas ir, jauna galvanizācijas tehnoloģija, kas izstrādāta uz vertikālās galvanizācijas tehnoloģijas bāzes. Šodien iepazīstināsim ar horizontālās galvanizācijas principu!

Horizontālās pārklājuma princips

Horizontālās galvanizācijas un vertikālās galvanizācijas metode un princips ir vienādi. Viņiem jābūt iņ un jaņ stabiem. Elektrodu reakcija notiek pēc elektrifikācijas, kas jonizē elektrolīta galvenās sastāvdaļas, izraisot uzlādēto pozitīvo jonu pārvietošanos uz elektrodu reakcijas zonas negatīvo fāzi; uzlādētie negatīvie joni pāriet uz elektrodu reakcijas zonas pozitīvo fāzi, kā rezultātā rodas metāla nogulsnēšanās pārklājums un gāzes emisija. Tā kā metāla nogulsnēšanās process uz katoda ir sadalīts trīs posmos: metāla hidratētie joni difundē uz katodu; otrais solis ir tad, kad metāla hidratētie joni iziet cauri elektriskajam dubultslānim, tie pakāpeniski tiek dehidrēti un adsorbēti uz katoda virsmas; trešais solis ir adsorbēt uz katoda virsmas. Metāla joni uz katoda virsmas pieņem elektronus un nonāk metāla režģī. Statiskās elektrības dēļ šis slānis ir mazāks par Helmholca ārējo slāni, un to ietekmē termiskā kustība. Katjonu izvietojums nav tik ciešs un glīts kā Helmholca ārējais slānis. Šo slāni sauc par difūzijas slāni. Difūzijas slāņa biezums ir apgriezti proporcionāls pārklājuma šķīduma plūsmas ātrumam. Tas ir, jo ātrāks ir apšuvuma šķīduma plūsmas ātrums, jo plānāks un biezāks ir difūzijas slānis. Parasti difūzijas slāņa biezums ir aptuveni 5-50 mikroni. Vietā, kas atrodas tālu no katoda, pārklājuma šķīdumu, kas tiek sasniegts ar konvekciju, sauc par galveno pārklājuma risinājumu. Tā kā šķīduma konvekcija ietekmēs pārklājuma šķīduma koncentrācijas vienmērīgumu. Vara joni difūzijas slānī difūzijas un jonu migrācijas ceļā tiek transportēti uz Helmholca ārējo slāni. Vara joni galvenajā apšuvuma šķīdumā tiek transportēti uz katoda virsmu, izmantojot konvekciju un jonu migrāciju. Horizontālās galvanizācijas procesā vara joni pārklājuma šķīdumā tiek transportēti uz katoda apkārtni trīs veidos, veidojot elektrisku dubultslāni.

Elektriskā lauka ietekmē galvanizācijas šķīdumā esošie joni tiek pakļauti elektrostatiskajam spēkam, lai izraisītu jonu transportēšanu, ko sauc par jonu migrāciju. Tā migrācijas ātrumu izsaka ar šādu formulu: nepieciešams u=zeoE/6πrη. Kur u ir jonu migrācijas ātrums, z ir jona lādiņa skaitlis, eo ir viena elektrona lādiņš (ti, 1,61019C), E ir elektriskais potenciāls, r ir hidratētā jona rādiuss un η ir viskozitāte. galvanizācijas šķīduma. Saskaņā ar vienādojuma aprēķinu var redzēt, ka jo lielāks ir potenciāla E kritums, jo zemāka ir galvanizācijas šķīduma viskozitāte un jo ātrāks jonu migrācijas ātrums.

Apšuvuma šķīduma konvekciju izraisa ārēja un iekšēja mehāniska maisīšana un sūkņa maisīšana, paša elektroda svārstības vai rotācija un apšuvuma šķīduma plūsma, ko izraisa temperatūras starpība. Pozīcijā, kas atrodas tuvu cietā elektroda virsmai, tā berzes pretestības dēļ galvanizācijas šķīduma plūsma kļūst arvien lēnāka, un konvekcijas ātrums uz cietā elektroda virsmas ir nulle. Ātruma gradienta slāni, kas veidojas no elektroda virsmas līdz konvekcijas rievai, sauc par plūsmas saskarnes slāni. Plūsmas saskarnes slāņa biezums ir aptuveni 10 reizes lielāks par difūzijas slāņa biezumu, tāpēc jonu transportu difūzijas slānī konvekcija gandrīz neietekmē.

Saskaņā ar elektrodepozīcijas teoriju galvanizācijas procesā uz katoda esošā iespiedshēmas plate ir neideāls polarizēts elektrods. Uz katoda virsmas adsorbētie vara joni iegūst elektronus un tiek reducēti līdz vara atomiem, kas samazina vara jonu koncentrāciju katoda tuvumā. Tāpēc katoda tuvumā veidojas vara jonu koncentrācijas gradients. Apšuvuma šķīdums, kura vara jonu koncentrācija ir zemāka nekā galvenajā pārklājuma šķīdumā, ir pārklājuma šķīduma difūzijas slānis. Augstā vara jonu koncentrācija galvenajā pārklājuma šķīdumā izkliedēsies uz zemo vara jonu koncentrāciju katoda tuvumā, nepārtraukti papildinot katoda laukumu. Iespiedshēmas plate ir līdzīga plakanam katodam, un attiecība starp strāvas stiprumu un difūzijas slāņa biezumu ir COTTRELL vienādojums:

Kur I ir strāva, z ir vara jonu lādiņš, F ir Faradeja konstante, A ir katoda virsmas laukums, D ir vara jonu difūzijas koeficients (D=KT/6πrη), Cb ir varš. jonu koncentrācija galvenajā pārklājuma šķīdumā, un Co ir katods Vara jonu koncentrācija uz virsmas, D ir difūzijas slāņa biezums, K ir Boumena konstante (K=R/N), T ir temperatūra, r ir vara hidrāta jona rādiuss, un η ir galvanizācijas šķīduma viskozitāte. Ja vara jonu koncentrācija uz katoda virsmas ir nulle, tā strāvu sauc par ierobežojošo difūzijas strāvu ii:

Horizontālās pārklājuma princips

PCB galvanizācijas atslēga ir veids, kā nodrošināt vara slāņa biezuma viendabīgumu abās pamatnes pusēs un caurejas cauruma iekšējā sienā. Lai iegūtu vienmērīgu pārklājuma biezumu, jāpārliecinās, ka apšuvuma šķīduma plūsmas ātrumam abās iespiedplates pusēs un caurumos jābūt ātram un konsekventam, lai iegūtu plānu un vienmērīgu difūzijas slāni. Lai iegūtu plānu un vienmērīgu difūzijas slāni, saskaņā ar pašreizējo horizontālās galvanizācijas sistēmas struktūru, lai gan sistēmā ir uzstādītas daudzas sprauslas, tā var ātri un vertikāli izsmidzināt apšuvuma šķīdumu uz iespiedplates, tādējādi paātrinot galvanizācijas šķīdumu. caurejošais caurums Tāpēc apšuvuma šķīduma plūsmas ātrums ir ļoti ātrs, un uz pamatnes augšējās un apakšējās daļas un cauruma atveres veidojas virpulis, lai difūzijas slānis būtu samazināts un vienmērīgāks. Tomēr normālos apstākļos, kad apšuvuma šķīdums pēkšņi ieplūst šaurā caurumā, apšuvuma šķīdums caurejas atveres ieejā arī apvērsīs atpakaļplūsmu. Turklāt primārās strāvas sadalījuma un gala efekta ietekmē vara slāņa biezums pie ieejas atveres ir pārāk biezs, un caurejas iekšējā siena veido suņa kaula vara pārklājumu. Atbilstoši apšuvuma šķīduma plūsmas stāvoklim caurlaidē, tas ir, virpuļstrāvas un atplūdes lielumam, kā arī vadošās apšuvuma cauruma kvalitātes stāvokļa analīzei, kontroles parametrus var noteikt tikai ar procesa testu. metode, lai panāktu iespiedshēmas plates pārklājuma biezuma viendabīgumu. Tā kā virpuļstrāvas un pretplūsmas lielumu nevar aprēķināt teorētiski, var izmantot tikai mērīšanas procesa metodi. No mērījumu rezultātiem redzams, ka, lai kontrolētu caurejošo caurumu vara pārklājuma biezuma vienmērīgumu, ir nepieciešams regulēt kontrolējamos procesa parametrus atbilstoši iespiedshēmas plates caurumu malu attiecībai. . Barošanas metode ir apgrieztā impulsa strāvas galvanizācija, lai iegūtu vara pārklājumu ar spēcīgu sadales spēju.

No iepriekš minētās formulas var redzēt, ka robeždifūzijas strāvu nosaka galvenā apšuvuma šķīduma vara jonu koncentrācija, vara jonu difūzijas koeficients un difūzijas slāņa biezums. Ja vara jonu koncentrācija galvenajā apšuvuma šķīdumā ir augsta, vara jonu difūzijas koeficients ir liels un difūzijas slāņa biezums ir plāns, ierobežojošā difūzijas strāva ir lielāka. Saskaņā ar iepriekš minēto formulu ir zināms, ka, lai sasniegtu augstāku robežstrāvas vērtību, ir jāveic atbilstoši procesa pasākumi, tas ir, ir jāpieņem sildīšanas process. Tā kā temperatūras paaugstināšana var palielināt difūzijas koeficientu, konvekcijas ātruma palielināšana var padarīt to par virpuli un iegūt plānu un vienmērīgu difūzijas slāni. No iepriekš minētās teorētiskās analīzes, palielinot vara jonu koncentrāciju galvenajā pārklājuma šķīdumā, palielinot apšuvuma šķīduma temperatūru un palielinot konvekcijas ātrumu, tas viss var palielināt ierobežojošo difūzijas strāvu un sasniegt mērķi paātrināt pārklājuma ātrumu. Horizontālā galvanizācija ir balstīta uz apšuvuma šķīduma konvekcijas ātruma paātrināšanu, veidojot virpuļstrāvas, kas var efektīvi samazināt difūzijas slāņa biezumu līdz aptuveni 10 mikroniem. Tāpēc, ja galvanizācijai izmanto horizontālo galvanizācijas sistēmu, strāvas blīvums var būt pat 8A/dm2.

Īpaši palielinoties aklo caurumu skaitam laminātā, galvanizācijai ir jāizmanto ne tikai horizontālā galvanizācijas sistēma, bet arī ultraskaņas vibrācija, lai veicinātu pārklājuma šķīduma nomaiņu un cirkulāciju aklos caurumos, un pēc tam. jāuzlabo barošanas metode un jāizmanto reversā impulsa strāva. Pielāgojiet vadāmos parametrus ar faktiskajiem testa datiem.

Horizontālā galvanizācija ir galvanizācijas metode, kas izstrādāta, pamatojoties uz vertikālo galvanizāciju. No noteikta viedokļa tā ir vertikālās galvanizācijas pilnība un paplašināšana. Tāpēc ir ļoti svarīgi saprast horizontālās galvanizācijas principu. Es ceru, ka šis raksts var jums palīdzēt!