PCB horizontālās galvanizācijas tehnoloģijas ieviešana

I. Pārskats

Strauji attīstoties mikroelektronikas tehnoloģijām, shēmas plates ražošanas ražošana ir strauji attīstījusies daudzslāņu, uzkrātos, funkcionalizētos un integrētos virzienos. Veiciniet shēmas grafikas dizainu un dizainu, izmantojot lielu skaitu sīku caurumu, šauru atstarpi un detalizētas vadlīnijas drukas shēmas dizainā, kas apgrūtina shēmas plates ražošanas tehnoloģijas drukāšanu, jo īpaši vairāku garenisko attiecību. - slāņu plāksnes pārsniedz 5: 1 un uzkrāšanās Liels skaits aklo caurumu, kas pieņemti slāņa plāksnē, padara parasto vertikālo galvanizācijas procesu neatbilstošu augstas kvalitātes un augstas uzticamības starpsavienojuma tehniskajām prasībām. Galvenie iemesli ir jāanalizē no strāvas sadales stāvokļa galvanizācijas principa. Izmantojot faktisko galvanizāciju, strāvas sadalījums caurumā parāda vidukļa cilindra formu. Cauruma mala nevar nodrošināt standarta vara slāņa biezumu, kāds nepieciešams vara slānim urbuma centrālajā daļā. Dažreiz vara slānis ir ļoti plāns vai bez vara slānis, kas smagos gadījumos radīs neatgriezeniskus zaudējumus, kā rezultātā liels skaits daudzslāņu dēļu tiek nodoti metāllūžņos. Lai atrisinātu masveida produkcijas kvalitāti masveida ražošanā, pašlaik tiek risinātas dziļurbumu pārklājuma problēmas no strāvas un piedevu aspektiem. Augstas vertikālās un horizontālās līdz iespiedshēmas plates galvanizācijas procesā lielākā daļa no tām ir augstas kvalitātes piedevu palīgefektā, apvienojumā ar mērenu gaisa maisīšanu un katoda kustību, kā arī relatīvi zema strāvas blīvuma apstākļos. Palielinot elektrodu reakcijas kontroles laukumu caurumā, var parādīt galvanizācijas piedevas lomu. Turklāt katoda kustība ļoti veicina pārklājuma šķidruma dziļās pārklājuma spēju uzlabošanos. Kristāla kodola veidošanās ātrums tiek kompensēts viens ar otru ar graudu augšanas ātrumu, lai iegūtu ļoti izturīgu vara slāni.

Tomēr, kad cauruma vertikālā un horizontālā attiecība turpina palielināties vai tai ir dziļi akli caurumi, šie divi apstrādes pasākumi šķiet vāji, tāpēc tiek ģenerēta horizontālā pārklājuma tehnoloģija. Tas ir vertikālās galvanizācijas tehnoloģijas attīstības turpinājums, tas ir, jauna galvanizācijas tehnoloģija, kas izstrādāta, pamatojoties uz vertikālās galvanizācijas procesu. Šīs tehnoloģijas galvenais mērķis ir izveidot adaptīvu, atbalstošu horizontālo galvanizācijas sistēmu, kas var padarīt apšuvuma risinājumu ļoti decentralizētu. Sadarbojoties barošanas avota metodes un citu palīgierīču uzlabošanai, tas parāda, ka tas ir izcilāks par vertikālās galvanizācijas metodi. Funkcionālie efekti.

2. Ievads horizontālās apšuvuma principā

Horizontālās galvanizācijas metode un vertikālās pārklājuma princips ir vienādi, un tiem jābūt iņ un jaņ stabiem. Pēc strāvas ieslēgšanas tiek ģenerēta elektrodu reakcija, lai radītu elektrolīta galvenās sastāvdaļas, lai pozitīvais jons ar elektrisko jonu pārvietotos uz elektroda reakcijas zonu. Reakcijas zonas pozitīvā fāze pārvietojas, līdz ar to rodas metāla nogulumiežu pārklājums un gāzes. Tā kā metāla process katoda pārklāšanā ir sadalīts trīs posmos: tas ir, metāla hidratācijas jons izplatās uz katodu; otrais solis ir pakāpeniska dehidratācija, kad metāla hidrauliskie joni tiek pakāpeniski dehidrēti un adsorbēti uz katoda virsmas; trešais solis ir metāla jonu adsizēšana uz katoda virsmas, lai saņemtu elektronus un iekļūtu metāla režģī. No faktiskā novērojuma līdz darbības spraugai, nespēja novērot svešzemju elektronu pārraides reakciju starp cietās fāzes elektrodu un šķidrās fāzes pārklājuma šķidrumu. Tās struktūru var izskaidrot ar diviem elektro-slāņa principiem galvanizācijas teorijā. Kad elektrods ir katods un polarizētā stāvoklī, to ieskauj ūdens molekulas un pozitīvi lādēts katjons. Netālu Helmholtz ārējais slānis, kas atrodas centra punktā netālu no katjonu centra punkta, atrodas aptuveni 1-10 nanometru attālumā no elektroda. Tomēr, ņemot vērā kopējo pozitīvo lādiņu daudzumu, ko katjons nes uz Heimhoza ārējā slāņa, ar pozitīvo lādiņu nepietiek, lai neitralizētu katoda negatīvo lādiņu. Pārklāšanas šķidrumu, kas atrodas tālu no katoda, ietekmē plūsma, un šķīduma slāņa katjonu koncentrācija ir augstāka par jonu koncentrāciju. Tā kā statiskās jaudas efekts ir mazāks par Hemhzhitz ārējo slāni un to ietekmē arī termiskā kustība, katjonu izlāde nav tik cieša un glīta kā Hemhzhitz ārējais slānis. Šo slāni sauc par difūzijas slāni. Difūzijas slāņa biezums ir apgriezti proporcionāls pārklājuma šķidruma plūsmas ātrumam. Tas ir, jo ātrāks ir pārklājuma šķidruma plūsmas ātrums, jo plānāks ir difūzijas slānis, bet vispārējā difūzijas slāņa biezums un biezums ir aptuveni 5-50 mikroni. Tas atrodas tālāk no katoda. Tā kā radītā šķīduma strāva ietekmēs pārklājuma šķīduma koncentrācijas vienmērīgumu. Vara joni difūzijas slānī tiek transportēti uz Heimhoza ārējo slāni difūzijas un jonu migrācijas ceļā. Tomēr vara joni galvenajā pārklājuma šķīdumā tiek transportēti uz katoda virsmu faktiskā efekta un jonu migrācijas rezultātā. Horizontālās pārklāšanas procesā vara joni pārklājuma šķīdumā tiek transportēti uz katoda tuvumā trīs veidos, veidojot dubultu elektrodatoru.

Pārklāšanas šķīduma ģenerēšana ir ārējās iekšējās plūsmas plūsma ar mehānisku maisīšanu un sūkņa maisīšanu, paša elektroda šūpošanos vai rotāciju, un galvanizācijas šķidruma plūsma, ko izraisa temperatūras atšķirības. Jo tuvāk cietā elektroda virsmai, berzes pretestības ietekme uz pārklājuma šķidruma plūsmu kļūst arvien lēnāka un lēnāka. Šajā laikā cietā elektroda virsmas konvekcijas ātrums ir nulle. No elektroda virsmas līdz plūsmas slānim, kas veidojas starp plūsmas pārklājuma šķidrumu, plūsmas slāni sauc par plūsmas saskarnes slāni. Plūsmas saskarnes slāņa biezums ir aptuveni desmit reizes lielāks par difūzijas slāņa biezumu, tāpēc jonu transportēšanu difūzijas slānī plūsma gandrīz neietekmē.

Elektroenerģijas ietekmē galvanizācijas šķidrumā esošie joni ir statiskā jauda, ​​un jonu konveijeru sauc par jonu migrāciju. Tā migrācijas ātrums ir šāds: U=Zeoe/6πrη. Tostarp U ir jonu mobilitāte, jonu jonu lādiņu skaits, EO ir elektrona lādiņš (tas ir, 1,61019c), E kā potenciāls, hidraulisko jonu R rādiuss un pārklājuma šķidruma viskozitāte. Saskaņā ar vienādojuma aprēķinu, jo lielāks ir potenciāls E, jo mazāka ir galvanizācijas šķidruma viskozitāte un jo ātrāks jonu migrācijas ātrums.

Saskaņā ar elektriskās pārklāšanas teoriju, veicot galvanizāciju, iespiedshēmas plate uz katoda ir neideāls polarizēts elektrods. Uz katoda virsmas adsorbētie vara joni tiek izmantoti elektronu iegūšanai un atjaunoti līdz vara atomiem, tādējādi katoda tuvumā samazinās vara jonu koncentrācija. Tāpēc katoda tuvumā veidojas vara jonu koncentrācijas gradients. Šis pārklājuma šķidruma slānis ar mazāku vara jonu koncentrāciju nekā galvenā pārklājuma koncentrācija ir pārklājuma šķīduma difūzijas slānis. Vara jonu koncentrācija galvenajā apšuvuma šķīdumā ir augsta, kas izplatīsies vietās, kur katoda tuvumā ir zemāki vara joni, kas izplatīsies, lai nepārtraukti papildinātu katoda laukumu. Drukas shēmas plate ir līdzīga plaknes katodam, un attiecība starp strāvas lielumu un difūzijas slāņa biezumu ir COTTRLLL vienādojumi:

Tostarp i ir strāva, vara jonu skaits ir vara jonu skaits, F ir Faradeja frekvence, A ir katoda virsmas laukums, D ir vara jonu difūzijas koeficients (D=KT / 6πrη), CB ir vara jonu koncentrācija galvenajā apšuvumā, un CO ir katoda pols. Virsmas vara jonu koncentrācija, D ir difūzijas slāņa biezums, K ir Bošimana konstante (K=R / N), T ir temperatūra, R ir vara-ūdens jona rādiuss un viskozitāte. no pārklāšanas šķidruma. Ja katoda virsmas vara jonu koncentrācija ir nulle, tā strāvu sauc par galējo difūzijas strāvu II:

No iepriekš minētās formulas var redzēt, ka robeždifūzijas strāvas lielums nosaka galvenā pārklājuma šķidruma vara jonu koncentrāciju, vara jona difūzijas koeficientu un difūzijas slāņa biezumu. Ja vara jonu koncentrācija galvenajā apšuvuma šķīdumā, vara jonu difūzijas koeficients ir liels un difūzijas slāņa biezums ir plāns, jo lielāka ir ierobežotā difūzijas strāva.
Saskaņā ar iepriekš minēto formulu, lai sasniegtu augstāku galējo strāvas vērtību, ir jāveic atbilstoši procesa pasākumi, tas ir, tiek pieņemta sildīšanas procesa metode. Tā kā paaugstināta temperatūra var palielināt difūzijas koeficientu, pieauguma ātrums var padarīt to par plānu un vienmērīgu difūzijas slāni. No iepriekš minētās teorētiskās analīzes, palielinot vara jonu koncentrāciju galvenajā pārklājuma šķīdumā, palielinot apšuvuma šķīduma temperatūru un palielinot plūsmas ātrumu, var palielināties ārkārtējā difūzijas strāva un sasniegt mērķi paātrināt galvanizācijas ātrumu. Horizontālā galvanizācija balstās uz apšuvuma šķīduma konvekcijas ātruma paātrinājumu un veido virpuli, kas var efektīvi samazināt difūzijas slāņa biezumu līdz aptuveni 10 mikroniem. Tāpēc, ja galvanizācijai izmanto horizontālo apšuvuma sistēmu, tās strāvas blīvums var būt pat 8A/DM2.

Iespiedshēmas plates galvanizācijas atslēga ir tas, kā nodrošināt pamatnes iekšējās sienas iekšējās sienas vara slāņa biezuma viendabīgumu. Lai panāktu pārklājuma biezuma līdzsvaru, ir jānodrošina, lai abām iespiedplates pusēm un pārklāšanas šķidrumam porās būtu jābūt ātriem un konsekventiem, lai iegūtu plānu un vienmērīgu difūzijas slāni. Lai sasniegtu Bojuyi izkliedēto slāni, ņemot vērā horizontālās pārklājuma sistēmas pašreizējo struktūru, lai gan sistēmā ir uzstādīti daudzi smidzināšanas degļi, pārklājumu var ātri izsmidzināt iespiedplatē, lai paātrinātu pārklājuma šķidruma plūsmu caurums porās. Ātrums izraisa apšuvuma šķidruma plūsmas ātrumu. Virpuļstrāvu izveidošana substrāta augšējos un apakšējos caurumos, kas samazina difūzijas slāni un ir samērā vienmērīga. Tomēr, kad apšuvuma šķidrums pēkšņi ieplūst šaurajās porās, pārklājuma šķidrumam pie poru ieejas būs arī apgrieztā atgriešanās. Turklāt strāvas sadalījuma ietekme, kas bieži izraisa ieejas atveres galvanizāciju. Pateicoties vara slāņa biezumam, ejošās atveres iekšējā siena veido suņa kaula formas vara pārklājumu. Atbilstoši plūstošajam stāvoklim porās porās, tas ir, virpuļa un atgaitas plūsmas lielumam, galvanizēto poru kvalitātes stāvokļa analīzi var noteikt tikai ar procesa pārbaudes metodi, lai noteiktu poru viendabīgumu. kontroles parametrs, lai sasniegtu shēmas plates elektrofusa pārklājuma biezumu. Tā kā virpuļa un pretplūsmas lielums joprojām nevar zināt teorētisko aprēķina metodi, tiek pieņemta tikai izmērītā procesa metode. No izmērītajiem rezultātiem secināts, ka, lai kontrolētu cauruma ar varu pārklātā slāņa biezuma viendabīgumu, ir jāpielāgo vadāmie procesa parametri atbilstoši shēmas plates caurejošā cauruma vertikālajai attiecībai un pat jāizvēlas augstas decentralizācijas vara galvanizācijas risinājums. Pēc tam pievienojiet atbilstošas ​​piedevas un uzlabojiet barošanas padeves metodes un izmantojiet reverso impulsu strāvu galvanizācijai, lai iegūtu vara pārklājumu ar lielu sadales jaudu.

Jo īpaši palielinās mikro aklo caurumu skaits akumulācijas plāksnē, galvanizēšanai tiek izmantota ne tikai horizontālā galvanizācijas sistēma, bet arī ultraskaņas vibrācija, lai veicinātu pārklājuma šķidruma nomaiņu un cirkulāciju mikro aklo caurumā. Datus var pielāgot, lai koriģētu kontrolētos parametrus, lai iegūtu apmierinošus rezultātus.

3. Horizontālās apšuvuma sistēmas pamatstruktūra

Saskaņā ar horizontālās galvanizācijas īpašībām tā ir galvanizācijas metode drukas shēmas plates pārklāšanai no vertikālās formas uz paralēlās galvanizācijas šķidrumu. Šobrīd iespiedshēmas plate ir katoda, un strāvas padeves metodes horizontālā pārklājuma sistēma izmanto vadošus klipus un vadošus ritošos riteņus. Lai runātu par operētājsistēmas ērtībām, biežāk tiek izmantota ritošā riteņa vadītspējas piegādes metode. Papildus katodam vadošajam veltnim horizontālās apšuvuma sistēmā ir arī pārraides un iespiedshēmas plates funkcija. Katrs vadošais veltnis ir aprīkots ar atsperes ierīci, kas var pielāgoties dažādu iespiedshēmas plates ({{0}}.10-5.00mm) galvanizācijas vajadzībām. biezums. Tomēr, veicot galvanizāciju, detaļas, kas saskaras ar pārklājuma šķidrumu, var tikt pārklātas ar vara slāni, un sistēma nevar darboties ilgu laiku. Tāpēc lielākā daļa pašreizējo horizontālo galvanizācijas sistēmu ir paredzētas, lai pārslēgtu katodu uz anodu un pēc tam izmantotu papildu katoda komplektu, lai izšķīdinātu vara elektrolītu uz pārklātā riteņa. Veicot apkopi vai nomaiņu, jaunajā galvanizācijas dizainā ir ņemtas vērā arī zonas, kuras ir pakļautas zudumam, lai to varētu viegli izjaukt vai nomainīt. Anods ir nešķīstošs titāna grozs, kas var pielāgot masīva izmēru, kas novietots attiecīgi iespiedshēmas plates augšējā un apakšējā pozīcijā. Iekšpuses diametrs ir 25 mm sfērisks, fosfora saturs ir 0.04-0.06 procenti šķīstošā vara, katoda un anoda. Attālums starp tiem ir 40 mm.

Pārklājuma šķidruma plūsma ir sistēma, kas sastāv no sūkņiem un sprauslas, lai pārklājuma šķidrums ātri plūstu slēgtās rievas priekšā un nodrošinātu plūstošās šķidruma plūsmas vidējo raksturu. Apšuvuma šķīdums tiek vertikāli izsmidzināts uz iespiedshēmas plates, un iespiedshēmas plates virsma veido sienas strūklas virpuli. Tā mērķis ir panākt ātru apšuvuma šķidrumu plūsmu abās iespiedshēmas plates pusēs un cauruma appludināšanu, veidojot virpuli. Turklāt filtra sistēma ir uzstādīta rievā, kas tiek izmantota 1,2 mikronu laukā, lai izmantotu granulētos piemaisījumus, kas rodas galvanizācijas procesā, lai nodrošinātu pārklājuma šķīduma tīrību un piesārņojumu.

Izgatavojot horizontālās apšuvuma sistēmas, jāņem vērā arī ērta darbība un procesa parametru automātiskā kontrole. Jo faktiskajā galvanizēšanā, ņemot vērā shēmas plates izmēru, poru izmēru un dažādo nepieciešamo vara biezumu, pārraides ātrumu, attālumu starp iespiedplati, sūkņa izmēru zirgspēki, izsmidzināmā peonija Procesa parametru, piemēram, virziena un strāvas blīvuma, iestatīšanai nepieciešama faktiska pārbaude un regulēšana un kontrole, lai iegūtu tehniskajām prasībām atbilstošu vara slāņa biezumu. Datori ir jākontrolē. Lai uzlabotu ražošanas kvalitātes un apakšprodukta kvalitātes konsekvenci un uzticamību, iespiedshēmas plates priekšpuse un aizmugure (ieskaitot apšuvuma caurumus) tiek apstrādāta atbilstoši procesa procedūrām, veidojot pilnīgu horizontālu pārklājumu. sistēma, kas atbilst jaunu produktu izstrādei un iekļaušanai sarakstā. nepieciešams.

Ceturtkārt, horizontālās pārklājuma attīstības priekšrocība

Horizontālās galvanizācijas tehnoloģijas attīstība nav nejauša, bet nepieciešamība pēc augsta blīvuma, augstas precizitātes, daudzfunkcionālas, daudzfunkcionālas, augstas vertikālas un horizontālas līdz daudzslāņu shēmas plates izstrādājumiem. Tā priekšrocība ir tā, ka tas ir progresīvāks nekā tagad izmantotais vertikālais pārklājuma process, produkta kvalitāte ir uzticamāka un var sasniegt liela mēroga ražošanu. Tam ir šādas priekšrocības salīdzinājumā ar vertikālās galvanizācijas procesu:

(1) Pielāgojiet plašam izmēru diapazonam, nav jāmontē ar rokām, jārealizē visas automatizētās darbības, kas nekaitē, lai uzlabotu un nodrošinātu, ka darbības process nesabojātu pamatnes virsmu, un ir ārkārtīgi liels labvēlīga liela apjoma liela apjoma ražošanai.

(2) Procesa pārskatā nav nepieciešams atstāt skavas pozīciju, lai palielinātu praktisko laukumu un ievērojami ietaupītu izejvielu zudumus.

(3) Horizontālo galvanizāciju kontrolē viss process, lai nodrošinātu, ka shēmas plates virsmas virsma un shēmas plates pārklājuma pārklājums katrā blokā ir vienmērīgs.

(4) No vadības viedokļa galvanizācijas grope var pilnībā realizēt automatizētas darbības no tīrīšanas un galvanizācijas šķidruma, kas mākslīgu kļūdu dēļ neizraisīs pārvaldību ārpus kontroles.

(5) Tas ir zināms no faktiskās ražošanas. Pateicoties vairākkārtējai horizontālajai galvanizācijas horizontālajai tīrīšanai, tas ievērojami ietaupa tīrīšanas ūdens daudzumu un samazina notekūdeņu attīrīšanas spiedienu.

(6) Tā kā sistēma izmanto slēgtu darbību, lai samazinātu darbības telpas piesārņojuma un kaloriju iztvaikošanas tiešo ietekmi uz procesu, tā ir ievērojami uzlabojusi darbības vidi. Jo īpaši, samazinot kaloriju zudumu cepšanas laikā, bezjēdzīgs enerģijas patēriņš ietaupa enerģiju un ievērojami uzlabo ražošanas efektivitāti.

5. Kopsavilkums

Horizontālās galvanizācijas tehnoloģijas rašanās pilnībā atbilst augstu vertikālo un horizontālo poru vajadzībām. Tomēr galvanizācijas procesa sarežģītības un specifikas dēļ joprojām pastāv vairākas tehniskas problēmas projektēšanas un izstrādes līmeņa galvanizācijas sistēmā. Tas ir jāuzlabo praksē. Tomēr horizontālo galvanizācijas sistēmu izmantošana ir lieliska attīstība un progress iespiedshēmu nozarē. Tā kā šāda veida iekārtu izmantošana augsta blīvuma un daudzslāņu plātņu ražošanā parāda lielu potenciālu, tas var ne tikai ietaupīt darbaspēku un darba laiku, bet arī nodrošina ātrumu un efektivitāti salīdzinājumā ar tradicionālām vertikālajām galvanizācijas līnijām. Turklāt samaziniet enerģijas patēriņu un samaziniet nepieciešamo notekūdeņu notekūdeņus, kā arī ievērojami uzlabojiet procesa vidi un procesa apstākļus, kā arī uzlabojiet galvanizācijas slāņa kvalitāti. Horizontālā pārklājuma līnija ir piemērota liela mēroga izvades 24 -stundu nepārtrauktai darbībai. Atkļūdošanas laikā horizontālā pārklājuma līnija ir nedaudz grūtāka nekā vertikālā pārklājuma līnija. Kad atkļūdošana ir pabeigta, tā ir ļoti stabila. Pielāgojiet pārklājuma šķīdumu, lai nodrošinātu ilgstošu stabilu darbu.