PCB水平電(dian)鍍的發(fa)展

爲了(le)适應PCB制(zhi)造向多(duō)層化、積(jī)層化、功(gong)能化和(hé)集成化(hua)方向迅(xun)速發展(zhǎn)，帶來的(de)高縱橫(héng)比通孔(kǒng)電鍍的(de)需要，發(fa)展出水(shuǐ)平電鍍(du)技術。設(she)計與研(yán)制水平(píng)電鍍系(xì)統仍然(rán)存在着(zhe)若幹技(ji)術🤟性的(de)問題，但(dan)水平電(dian)鍍系統(tong)的使用(yòng)，對印制(zhi)電路行(hang)業來說(shuō)是很大(dà)的發展(zhan)和進步(bu)。特别是(shi)多層闆(pan)通孔的(de)🛀🏻縱橫比(bǐ)超過5:1及(ji)積層闆(pǎn)中✂️大量(liàng)采用的(de)較深的(de)盲孔，使(shi)常規的(de)垂直電(dian)鍍工藝(yi)🔴不能滿(man)足高質(zhì)量、高可(ke)靠性互(hù)連孔🌍的(de)技術要(yào)求。

 

水平(ping)電鍍則(ze)在制造(zào)高密度(dù)多層闆(pan)方面的(de)運用，顯(xiǎn)示🐉出很(hen)大的潛(qian)力，不但(dàn)能節省(sheng)人力及(ji)作業時(shí)間而且(qiě)生産的(de)✨速度和(he)效㊙️率比(bǐ)傳統的(de)垂直電(dian)鍍線要(yao)高。而且(qie)降♍低能(néng)量✉️消耗(hao)、減少所(suǒ)需處理(lǐ)的🐇廢液(ye)廢水廢(fei)氣，而且(qie)大大改(gǎi)善工藝(yi)環境和(he)條件，提(ti)高電鍍(du)層的質(zhi)量水準(zhun)。

 

一、水平(píng)電鍍原(yuán)理簡介(jie)

水平電(dian)鍍技術(shu)，是垂直(zhi)電鍍法(fǎ)技術發(fa)展的繼(jì)續，是在(zài)垂直🌐電(diàn)鍍工藝(yi)的基礎(chǔ)上發展(zhǎn)起來的(de)新穎電(diàn)鍍技術(shu)。這種🏃技(jì)術的關(guān)👅鍵就是(shi)應制造(zào)出相适(shi)應的、相(xiang)互配套(tao)的水平(ping)電鍍系(xì)統，能使(shǐ)高分散(sàn)能力的(de)鍍液，在(zai)改進供(gong)電方式(shì)和其它(ta)輔助👈裝(zhuāng)置的配(pei)合下，顯(xiǎn)示❤️出比(bǐ)垂直電(dian)鍍法更(geng)爲優異(yì)的功能(neng)作😍用。

 

水(shuǐ)平電鍍(dù)與垂直(zhi)電鍍方(fāng)法和原(yuán)理是相(xiang)同的，都(dou)必☁️須具(jù)有陰陽(yang)兩極，通(tōng)電後産(chǎn)生電極(jí)反應使(shǐ)電解液(ye)主成🌈份(fèn)産生電(diàn)離，使帶(dài)電😍的正(zhèng)離子向(xiang)電極反(fan)應區的(de)負相移(yí)動;帶電(dian)的負離(li)子向電(dian)極反應(ying)區的正(zhèng)相移動(dòng)，于是産(chan)生金屬(shu)沉積鍍(du)層和放(fàng)出氣體(tǐ)。

 

因爲金(jin)屬在陰(yin)極的沉(chen)積過程(cheng)分爲三(san)個步驟(zhòu)：金屬的(de)💋水✏️合離(li)子擴散(sàn)到陰極(ji)；第二步(bù)是當金(jin)屬水合(hé)離子通(tōng)過雙電(diàn)層時，它(tā)們逐漸(jian)脫水并(bìng)吸附在(zài)陰極表(biao)面；第三(sān)步是吸(xī)附在陰(yīn)極表面(mian)的金屬(shu)離子接(jiē)受電子(zi)并進入(ru)金屬晶(jīng)格。由于(yu)靜電作(zuo)用，該層(ceng)比亥姆(mǔ)霍茲外(wài)層小，并(bing)且受到(dao)熱運動(dong)的影響(xiang)。陽離子(zi)排列不(bú)像亥姆(mǔ)霍茲外(wài)層那樣(yàng)緊密和(he)整齊。該(gai)層稱爲(wei)擴散🐅層(ceng)。擴散層(ceng)👅的厚度(dù)🈚與鍍液(ye)的流速(su)成反比(bǐ)。即鍍液(ye)流速越(yuè)快，擴散(san)層越薄(bao)，越厚。通(tōng)常，擴散(san)層的厚(hòu)度約爲(wei)5-50微米。在(zài)遠🐇離陰(yin)極的地(di)方，通過(guò)對流到(dao)達的鍍(du)液層稱(chēng)爲主鍍(du)液。因爲(wei)溶液的(de)對流會(hui)影響鍍(du)液濃度(du)的均勻(yun)性。擴散(san)層中的(de)銅離子(zǐ)通過擴(kuo)散和離(li)子遷移(yí)傳輸到(dào)亥姆霍(huò)茲外層(ceng)。主鍍液(ye)中的銅(tóng)離子通(tong)過對流(liu)和離子(zǐ)遷移被(bèi)輸送到(dào)陰極表(biao)㊙️面。

 

二、水(shui)平電鍍(du)的難點(dian)及對策(ce)

PCB電鍍的(de)關鍵是(shì)如何保(bǎo)證基闆(pan)兩側和(hé)通孔内(nei)壁銅層(ceng)厚度的(de)均勻性(xing)。爲了獲(huò)得塗層(ceng)厚度的(de)均勻性(xìng)，必須确(què)保印制(zhi)闆兩側(cè)和通🤩孔(kǒng)中的鍍(dù)液流速(su)應快速(su)一緻，以(yi)獲得薄(bao)而均勻(yun)的擴散(sàn)層。爲了(le)獲得薄(bao)而均勻(yun)的擴散(san)🌈層，根據(jù)目前水(shuǐ)平電鍍(du)系統的(de)結構，雖(suī)然⭐系統(tong)中安裝(zhuang)了許多(duō)噴咀，但(dan)它可以(yi)将⭐鍍液(ye)快速垂(chui)直地噴(pēn)射到印(yin)制闆上(shàng)，從而加(jiā)快鍍液(ye)在通孔(kǒng)中的流(liú)速，因此(ci)鍍液流(liú)速非常(cháng)快，并且(qie)在基闆(pǎn)和通孔(kǒng)的上下(xià)部分形(xíng)成渦流(liu)，從而使(shǐ)擴散層(ceng)減👅少且(qie)更均勻(yun)。但是，一(yī)般情況(kuang)下，當鍍(du)💁液突然(ran)💔流入狹(xiá)窄的通(tōng)孔時🙇‍♀️，通(tōng)孔入口(kou)處的鍍(du)💔液也會(hui)出現反(fan)向回流(liu)現象。

 

此(ci)外，由于(yú)一次電(diàn)流分布(bù)的影響(xiǎng)，由于尖(jian)端效應(ying)，入口孔(kong)處的銅(tóng)層厚度(du)過厚，通(tong)孔内壁(bì)形成狗(gǒu)骨狀銅(tong)塗層🔞。根(gēn)據鍍液(yè)在通孔(kǒng)内的流(liu)動狀态(tai)，即渦流(liú)和回流(liu)的大💘小(xiǎo)，以及🚩導(dao)電鍍通(tōng)孔質量(liang)的狀态(tài)分析，控(kong)制參數(shu)隻能通(tōng)過工藝(yi)測試方(fang)法确定(dìng)，以實現(xian)印刷電(diàn)路闆電(dian)鍍厚‼️度(du)的均勻(yun)性。由于(yú)渦流和(hé)回流的(de)大小🍉無(wú)法通過(guo)理論計(jì)算得到(dào)，因此隻(zhi)能采用(yong)測量過(guò)程的方(fāng)法。

 

從測(cè)量結果(guǒ)可知，爲(wèi)了控制(zhi)通孔鍍(du)銅層厚(hòu)度的均(jun)勻🎯性，需(xu)要根據(jù)印刷電(diàn)路闆通(tōng)孔的縱(zòng)橫比調(diào)整可控(kong)的工藝(yi)☎️參數，甚(shen)至選擇(zé)分散能(neng)力強的(de)鍍銅溶(rong)液，添加(jia)合适的(de)添加劑(jì)，改進供(gòng)電方式(shì)，即反向(xiang)脈沖電(dian)流電鍍(dù)，獲得分(fèn)布能力(lì)強的銅(tong)鍍層。特(te)别是積(ji)層闆微(wei)盲孔數(shù)量增加(jiā)，不但要(yao)🐕采用水(shuǐ)平電鍍(du)系統進(jìn)行電鍍(dù)，還要采(cǎi)用超聲(sheng)波震動(dòng)來促進(jin)微盲孔(kǒng)内鍍液(yè)的更換(huàn)及流通(tong)，再改進(jin)供電方(fang)式利用(yong)反脈沖(chong)電流及(jí)實際測(ce)試的數(shu)據來調(diào)正可控(kong)參數，就(jiu)能獲得(dé)滿意的(de)效果。

 

三(san)、水平電(dian)鍍的發(fā)展優勢(shi)

水平電(dian)鍍技術(shù)的發展(zhǎn)不是偶(ǒu)然的，而(ér)是高密(mi)度、高精(jīng)度㊙️、多功(gong)能、高縱(zòng)橫比多(duo)層印制(zhi)電路闆(pan)産品特(te)殊功能(neng)的需要(yao)是個必(bì)❤️然的結(jié)果。它的(de)優勢就(jiù)是要比(bǐ)現在所(suǒ)采用的(de)垂直挂(gua)鍍工藝(yi)方法更(geng)爲先進(jin)，産品質(zhì)量更爲(wèi)可靠，能(neng)實☂️現規(gui)模化💋的(de)大生産(chǎn)。它與垂(chuí)直電鍍(dù)工藝方(fāng)法相比(bǐ)具有以(yǐ)下長處(chu)：

（１）适應尺(chǐ)寸範圍(wei)較寬，無(wú)需進行(háng)手工裝(zhuang)挂，實現(xian)全部自(zì)動化作(zuo)業，對提(ti)高和确(què)保作業(yè)過程對(dui)基闆表(biao)面無損(sǔn)害，對實(shí)現規模(mo)化的大(da)生産極(ji)爲有利(li)。

（２）在工藝(yi)審查中(zhōng)，無需留(liu)有裝夾(jia)位置，增(zeng)加實用(yòng)面積，大(da)😄大節約(yuē)原🌈材料(liao)的損耗(hào)。

（３）水平電(diàn)鍍采用(yong)全程計(ji)算機控(kong)制，使基(ji)闆在相(xiang)同的條(tiáo)件下🏃‍♀️，确(què)保每塊(kuai)印制電(dian)路闆的(de)表面與(yǔ)孔的鍍(dù)層的均(jun)一性😘。

（４）從(cóng)管理角(jiǎo)度看，電(dian)鍍槽從(cóng)清理、電(diàn)鍍液的(de)添加和(he)更換🧡，可(ke)完全實(shí)現自動(dòng)化作業(yè)，不會因(yīn)爲人爲(wèi)的錯誤(wu)🌈造成管(guan)理上的(de)失控問(wèn)題💃🏻。

（５）從實(shi)際生産(chan)中可測(ce)所知，由(you)于水平(píng)電鍍采(cǎi)用多段(duàn)🏃🏻‍♂️水🌍平清(qing)👨‍❤️‍👨洗，節約(yue)清洗水(shuǐ)用量及(ji)減少污(wu)水處理(li)的壓力(lì)。

（６）由于該(gai)系統采(cai)用封閉(bi)式作業(yè)，減少對(dui)作業空(kong)間污染(ran)🎯和熱量(liang)蒸發對(duì)工藝環(huán)境的直(zhi)接影響(xiang)，大大改(gai)善作業(yè)環境。特(te)别是烘(hong)闆時由(yóu)于減少(shǎo)熱量損(sǔn)耗，節約(yue)❄️了能量(liang)的無謂(wèi)消耗及(ji)提高生(sheng)産效率(lü)🐆。

 

四、總結(jie)
水平電(dian)鍍技術(shu)的出現(xiàn)，完全爲(wei)了适應(ying)高縱橫(heng)比通🚶孔(kǒng)電鍍🐅的(de)需要。但(dàn)由于電(diàn)鍍過程(chéng)的複雜(zá)性和特(tè)殊性，在(zai)設計❓與(yu)研制水(shuǐ)平電鍍(dù)系統仍(reng)存在着(zhe)若幹技(ji)術性的(de)問題。這(zhè)有待在(zai)🛀🏻實踐過(guò)程中改(gǎi)進。盡管(guǎn)如此，水(shuǐ)平電鍍(du)系統的(de)使🐪用對(dui)印制電(dian)路行業(yè)來說是(shì)很大的(de)發展和(he)進步。因(yin)爲此類(lei)型的設(shè)備在制(zhi)造高密(mì)度多層(ceng)闆方面(mian)的運用(yòng)，顯示出(chu)很大的(de)潛力。水(shuǐ)🛀🏻平電鍍(dù)線适用(yòng)于大規(guī)模産量(liang)24小時不(bu)間斷作(zuò)業，水平(ping)電鍍線(xian)在調試(shi)的時候(hòu)💔較垂直(zhí)電鍍線(xiàn)稍困難(nan)一些，一(yī)旦調試(shì)完畢是(shi)十分穩(wěn)定的，同(tóng)時在使(shǐ)用過程(chéng)中要随(sui)時監控(kòng)鍍液的(de)情況對(duì)鍍液進(jin)行調整(zheng)，确保長(zhang)時間穩(wen)定工作(zuò)。