PCB水平電(dian)鍍的發展(zhan)

爲了适應(ying)PCB制造向多(duo)層化、積層(ceng)化、功能化(hua)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(shui)平電鍍技(ji)術。設計與(yu)研制水平(ping)電鍍系統(tong)仍然存在(zai)着若幹技(ji)術性的問(wen)題，但水平(ping)電鍍系統(tong)的使用，對(dui)印制電路(lu)行業來說(shuo)是很大的(de)發展和進(jin)步。特别是(shi)多層闆通(tong)孔的縱橫(heng)比超過😌5:1及(ji)積層闆中(zhong)大量采用(yong)的較深的(de)盲孔，使常(chang)規的垂直(zhi)電鍍工藝(yi)不能滿足(zu)高質量、高(gao)可靠性互(hu)連孔的技(ji)術要求。

 

水(shui)平電鍍則(ze)在制造高(gao)密度多層(ceng)闆方面的(de)運用，顯示(shi)出😈很大的(de)潛力，不但(dan)能節省人(ren)力及作業(ye)時間而且(qie)生産的速(su)度和效😁率(lü)比傳統的(de)垂直電鍍(du)線要高。而(er)且降低能(neng)量消耗、減(jian)少所需處(chu)理的廢液(ye)廢水廢🧜🏼‍♂️氣(qi)，而且大大(da)改善工藝(yi)環境和條(tiao)件，提高👻電(dian)鍍層的質(zhi)量水準。

 

一(yi)、水平電鍍(du)原理簡介(jie)

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(zhong)技術👌的關(guan)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(ye)，在改進供(gong)電方式和(he)其它輔助(zhu)裝置的配(pei)合下，顯示(shi)😁出比垂直(zhi)電鍍法更(geng)爲優異的(de)功能作用(yong)。

 

水平電鍍(du)與垂直電(dian)鍍方法和(he)原理是相(xiang)同的，都必(bi)須具有陰(yin)陽🧑🏾‍🎄兩極，通(tong)電後産生(sheng)電極反應(ying)使電解液(ye)主成份産(chan)生電離，使(shi)帶電的正(zheng)離子向電(dian)極反應區(qu)的負相…移(yi)動;帶電的(de)負🥑️離子向(xiang)電極反應(ying)區的正相(xiang)👯🏾‍♂️移動，于是(shi)産生金屬(shu)沉積鍍層(ceng)和放出氣(qi)體。

 

因爲金(jin)屬在陰極(ji)的沉積過(guo)程分爲三(san)個步驟：金(jin)屬㊙️的水合(he)離🔞子擴散(san)到陰極；第(di)二步是當(dang)金屬水合(he)離🧜🏼‍♀️子通過(guo)雙電層時(shi)，它們逐漸(jian)脫水并吸(xi)附在陰極(ji)表面；第三(san)步是吸附(fu)在陰極表(biao)面💞的金屬(shu)離子接受(shou)電子并進(jin)入金屬晶(jing)格。由于靜(jing)電👼🏾作用，該(gai)層比亥姆(mu)霍🧎🏻‍♀️‍➡️茲外層(ceng)小，并👺且受(shou)到熱運動(dong)的影響。陽(yang)離子排列(lie)不像亥姆(mu)霍茲外層(ceng)那樣緊密(mi)和整齊。該(gai)層稱爲擴(kuo)散層。擴散(san)層👨‍🦰的厚度(du)與鍍液的(de)流速成反(fan)比。即鍍液(ye)流速越快(kuai)，擴散層越(yue)薄，越厚。通(tong)常，擴散層(ceng)的厚度約(yue)爲🤑5-50微米。在(zai)遠離陰極(ji)的地方，通(tong)過對流到(dao)達的鍍😮‍💨液(ye)層稱爲主(zhu)鍍液。因爲(wei)溶液的對(dui)流會影響(xiang)鍍液濃度(du)的🎅🏿均勻性(xing)。擴散層中(zhong)的銅離子(zi)通過擴散(san)和離子遷(qian)移傳輸到(dao)亥姆霍茲(zi)外層。主鍍(du)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(er)、水平電鍍(du)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(ce)和通孔内(nei)壁銅層厚(hou)💘度的均勻(yun)性。爲了獲(huo)得塗層厚(hou)度的均勻(yun)性，必須确(que)保印制闆(pan)👾兩側和通(tong)孔中的鍍(du)液流速應(ying)快速🧑🏽‍🎄一緻(zhi)，以獲得薄(bao)而均勻的(de)擴散👀層。爲(wei)了獲得薄(bao)而均勻的(de)擴散💘層，根(gen)據目前水(shui)平電~鍍系(xi)統的結構(gou)，雖然系統(tong)中安裝了(le)許多噴咀(ju)，但它可以(yi)将鍍液快(kuai)速垂直地(di)噴射到印(yin)制闆上，從(cong)而加快鍍(du)液在通孔(kong)中的😗流速(su)，因此😝鍍液(ye)流速非常(chang)快，并且在(zai)基闆和通(tong)孔的上下(xia)部分形成(cheng)渦流，從而(er)使擴散層(ceng)減少且更(geng)均勻。但是(shi)，一般情況(kuang)下，當鍍液(ye)突然👹流入(ru)狹窄的通(tong)孔時👩🏼‍❤️‍👨🏾，通孔(kong)入口處的(de)鍍液也會(hui)🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻出現反向(xiang)回流現象(xiang)。

 

此外，由于(yu)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(kong)内壁形成(cheng)狗骨狀銅(tong)塗層。根據(ju)鍍液在通(tong)孔内的流(liu)動狀态，即(ji)渦流和回(hui)流的大😥小(xiao)，以及導電(dian)鍍…通孔質(zhi)量的狀态(tai)分析，控制(zhi)參數隻能(neng)通過工藝(yi)測試方法(fa)确定，以實(shi)現印刷電(dian)路闆電鍍(du)厚度的均(jun)勻性。由于(yu)渦流和回(hui)流的大小(xiao)😈無法通過(guo)理論🔞計算(suan)得到，因此(ci)隻能采用(yong)測量👩🏽‍🐰‍👩🏿過程(cheng)的方法。

 

從(cong)測量結果(guo)可知，爲了(le)控制通孔(kong)鍍銅層厚(hou)度的均勻(yun)性，需要根(gen)據印刷電(dian)路闆通孔(kong)的縱橫比(bi)調整可控(kong)的工藝參(can)數，甚至選(xuan)擇分散能(neng)力強的鍍(du)銅溶液，添(tian)加合适的(de)添加劑，改(gai)進供電方(fang)式，即反向(xiang)脈沖電流(liu)電鍍，獲得(de)分布能力(li)強的銅鍍(du)層。特别是(shi)積層闆微(wei)盲孔數量(liang)增加，不但(dan)要👻采用水(shui)平電鍍系(xi)統進行電(dian)鍍，還要采(cai)用超聲波(bo)震動來促(cu)進微盲孔(kong)内鍍液的(de)更換及流(liu)通，再改進(jin)供電方式(shi)利😁用反脈(mo)沖電流及(ji)實際測試(shi)的數據來(lai)調正可控(kong)參數，就能(neng)獲得滿意(yi)的效果。

 

三(san)、水平電鍍(du)的發展優(you)勢

水平電(dian)鍍技術的(de)發展不是(shi)偶然的，而(er)是高密度(du)、高精度、多(duo)~功☠️能、高縱(zong)橫比多層(ceng)印制電路(lu)闆産品特(te)殊功能的(de)需要是🙂‍↕️個(ge)必然的✍🏻結(jie)果。它的優(you)勢就是要(yao)比現在所(suo)采用的🔞垂(chui)直挂鍍工(gong)藝方法更(geng)😌爲先進，産(chan)品質量更(geng)爲可靠，能(neng)實現規模(mo)化的大生(sheng)産。它與垂(chui)直⛹🏻‍♂️電鍍工(gong)藝方法相(xiang)比具有以(yi)下長處：

（１）适(shi)應尺寸範(fan)圍較寬，無(wu)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(ji)闆表面無(wu)損害，對實(shi)現規模化(hua)的大生産(chan)極爲有利(li)。

（２）在工藝審(shen)查中，無需(xu)留有裝夾(jia)位置，增加(jia)實用面積(ji)，大大節約(yue)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(shi)基闆在相(xiang)同的條件(jian)🎅🏿下😘，确保每(mei)塊印制電(dian)路闆的表(biao)面與孔的(de)鍍層的均(jun)🧜🏼‍♂️一性。

（４）從管(guan)理角度看(kan)，電鍍槽從(cong)清理、電鍍(du)液的添加(jia)和更換，可(ke)完全💯實現(xian)自動化作(zuo)業，不會因(yin)爲人爲的(de)錯誤造成(cheng)管理上的(de)失控問題(ti)。

（５）從實際生(sheng)産中可測(ce)所知，由于(yu)水平電鍍(du)采用多段(duan)水平清洗(xi)，節🧎🏻‍♀️‍➡️約清洗(xi)水用量及(ji)減少污水(shui)處理的壓(ya)力。

（６）由于該(gai)系統采用(yong)封閉式作(zuo)業，減少對(dui)作業空間(jian)污染和熱(re)量蒸發對(dui)工藝環境(jing)的直接影(ying)響，大大改(gai)善作業環(huan)境。特别是(shi)烘闆時由(you)于減少熱(re)量損耗，節(jie)約了能量(liang)的無謂消(xiao)耗及提高(gao)生産效率(lü)。

 

四、總結
水(shui)平電鍍技(ji)術的出現(xian)，完全爲了(le)适應高縱(zong)橫比通孔(kong)電鍍的需(xu)要。但由于(yu)電鍍過程(cheng)的複雜性(xing)和特殊㊙️性(xing)，在設計與(yu)研制水平(ping)電鍍系統(tong)仍存在着(zhe)若幹技術(shu)性的問題(ti)。這有待在(zai)實踐過程(cheng)中改👩‍🍼進。盡(jin)管如此，水(shui)平電鍍系(xi)統的使🧛🏾‍♀️用(yong)對印制電(dian)路行業來(lai)說是很大(da)的發展和(he)進步。因爲(wei)此類型的(de)設備在制(zhi)造高密度(du)多層闆方(fang)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(ye)，水平電鍍(du)線在調試(shi)的時候🏃🏻‍♀️較(jiao)垂直電鍍(du)線稍困難(nan)一些，一旦(dan)調試完畢(bi)是十分穩(wen)✍🏻定的，同時(shi)在使用過(guo)程👺中要🧛🏽随(sui)時監控鍍(du)液的情況(kuang)對🚶🏾‍♀️‍➡️鍍液進(jin)行調整，确(que)保長時💌間(jian)穩定工作(zuo)。