PCB水平電(diàn)鍍的發(fa)展

爲了(le)适應PCB制(zhì)造向多(duō)層化、積(ji)層化、功(gōng)能化和(hé)集成化(hua)方🏒向迅(xun)速發展(zhan)，帶來的(de)高縱橫(heng)比通孔(kong)電鍍的(de)需要，發(fa)展⛱️出水(shui)平電🌈鍍(dù)技術。設(shè)計與研(yán)制水平(ping)電鍍系(xi)統仍然(ran)存在着(zhe)若幹技(ji)術性的(de)問題，但(dàn)水🐆平電(diàn)鍍系統(tong)的使用(yong)，對印制(zhì)電路行(háng)業來說(shuō)是很大(dà)的發展(zhan)和進步(bù)。特别是(shi)多層闆(pan)通孔的(de)縱橫比(bi)超過5:1及(ji)積層闆(pan)中大量(liang)采用的(de)🌈較深的(de)盲孔，使(shǐ)常規的(de)垂直電(diàn)鍍工藝(yì)不能滿(mǎn)足🍓高質(zhì)量、高可(ke)靠性互(hù)連孔的(de)技術要(yao)求。

 

水平(píng)電鍍則(ze)在制造(zao)高密度(dù)多層闆(pǎn)方面的(de)運用，顯(xiǎn)示✉️出很(hěn)大的潛(qian)力，不但(dan)能節省(sheng)人力及(ji)作業時(shí)間而且(qiě)生産的(de)速度和(hé)效率比(bi)傳統的(de)垂直電(dian)鍍線要(yào)高💋。而且(qiě)降低能(néng)量消耗(hào)、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(zhì)量水準(zhǔn)。

 

一、水平(píng)電鍍原(yuán)理簡介(jie)

水平電(dian)鍍技術(shù)，是垂直(zhí)電鍍法(fǎ)技術發(fa)展的繼(jì)續，是在(zài)垂直電(diàn)❌鍍工藝(yì)的基礎(chǔ)上發展(zhǎn)起來的(de)新穎電(dian)鍍👣技術(shu)。這種技(ji)術的關(guān)鍵就是(shi)應制造(zao)出相适(shì)應的、相(xiang)互配套(tao)☎️的水平(píng)電鍍系(xi)統，能使(shǐ)♈高分散(san)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(xian)示出比(bi)垂直電(dian)鍍法更(geng)爲優異(yì)的功能(néng)作🍉用。

 

水(shui)平電鍍(du)與垂直(zhi)電鍍方(fang)法和原(yuan)理是相(xiang)同的，都(dou)必須🧡具(jù)有陰陽(yang)✂️兩極，通(tōng)電後産(chan)生電極(ji)反應使(shi)電解液(yè)主成份(fen)産生電(dian)離，使帶(dài)電的正(zheng)離子向(xiang)電極反(fǎn)應區的(de)負相移(yí)動;帶電(diàn)的負離(li)子向電(diàn)極反應(yīng)區的正(zhèng)相移動(dòng)，于是産(chan)生金屬(shǔ)🔞沉積鍍(dù)層和放(fàng)出氣體(ti)。

 

因爲金(jīn)屬在陰(yīn)極的沉(chen)積過程(cheng)分爲三(sān)個步驟(zhòu)：金屬的(de)水合離(li)子擴散(sàn)到陰極(ji)；第二步(bu)是當金(jīn)屬水合(hé)離🔞子通(tong)📞過雙🌐電(dian)層時，它(ta)🈲們逐漸(jiàn)脫水并(bing)吸附在(zài)陰極表(biǎo)面；第三(sān)步是吸(xī)附在陰(yin)極表面(mian)的金屬(shǔ)離子接(jie)受電子(zi)并進入(ru)💯金屬晶(jīng)格。由于(yú)靜電作(zuo)用，該層(ceng)比亥姆(mǔ)霍茲外(wai)層小，并(bing)且受到(dào)熱運動(dong)的影響(xiang)。陽❄️離子(zi)排列不(bú)像亥姆(mǔ)霍茲外(wai)層那樣(yàng)緊密和(he)整齊。該(gai)層稱爲(wei)擴散層(céng)。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(yue)快，擴散(sàn)層越薄(bao)，越厚。通(tōng)常，擴散(sàn)層的‼️厚(hou)度約爲(wei)5-50微米。在(zai)遠離陰(yīn)極的地(dì)方，通過(guo)對流到(dao)達的鍍(du)㊙️液層稱(chēng)爲主鍍(dù)液。因爲(wèi)溶液的(de)對流會(huì)影響鍍(dù)液濃度(dù)的🔴均勻(yun)性。擴散(sàn)層中的(de)銅離子(zi)通過擴(kuò)散和離(lí)子遷移(yí)💛傳輸到(dào)亥姆霍(huo)茲外層(céng)。主鍍液(ye)中的銅(tóng)離子通(tōng)過對流(liú)和離子(zi)遷移被(bei)輸送到(dao)陰極表(biao)面。

 

二、水(shuǐ)平電鍍(du)的難點(diǎn)及對策(cè)

PCB電鍍的(de)關鍵是(shì)如何保(bao)證基闆(pan)兩側和(he)通孔内(nei)壁銅層(céng)厚度的(de)均勻性(xìng)。爲了獲(huò)得塗層(céng)厚度的(de)均勻性(xìng)，必須确(què)保印制(zhì)闆兩側(ce)和通孔(kong)中的鍍(dù)液流速(sù)應快速(sù)一緻，以(yǐ)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(shui)平電㊙️鍍(du)系統的(de)❗結構，雖(suī)然系統(tǒng)中安裝(zhuāng)了許多(duō)噴咀，但(dàn)它可以(yǐ)将鍍液(ye)快速垂(chuí)直地噴(pēn)射到印(yin)制闆上(shàng)，從而加(jia)快鍍液(yè)在通孔(kong)中的流(liú)速，因此(cǐ)鍍液流(liú)速非常(cháng)快，并且(qie)在基闆(pǎn)和通孔(kǒng)的上下(xia)部分形(xíng)成渦流(liú)，從而使(shi)擴散層(ceng)減🔱少且(qie)更均勻(yun)。但是，一(yī)般情況(kuang)下，當鍍(dù)液突然(ran)流入狹(xia)窄的通(tōng)孔時，通(tong)孔入口(kǒu)處的鍍(du)液也會(huì)🍓出現反(fǎn)向回流(liú)現象。

 

此(cǐ)外，由于(yu)一次電(dian)流分布(bu)的影響(xiǎng)，由于尖(jiān)端效應(ying)，入口🚶孔(kǒng)處的🔆銅(tong)層厚度(dù)過厚，通(tōng)孔内壁(bi)形成狗(gou)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(liu)和回流(liú)的大🔞小(xiao)，以及💞導(dǎo)電鍍通(tōng)孔質量(liàng)的狀态(tai)分析，控(kong)制參數(shu)隻能通(tong)過工藝(yì)測試方(fang)法确定(dìng)，以實現(xian)印刷電(diàn)路闆電(diàn)鍍厚⁉️度(dù)的均勻(yun)性。由于(yu)渦流和(hé)回流的(de)大小無(wu)法通過(guo)理論🤟計(ji)算得到(dao)，因此隻(zhi)能采用(yòng)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(hou)度的均(jun1)勻性，需(xū)要✍️根據(ju)印刷電(diàn)路闆通(tong)孔的縱(zong)橫比調(diao)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(jiā)合适的(de)添加劑(ji)，改進供(gòng)電方式(shi)，即反向(xiang)脈沖電(dian)流電鍍(dù)，獲得分(fen)布能力(li)強的銅(tong)鍍層。特(te)别是積(jī)層闆⁉️微(wei)盲孔數(shu)量增加(jia)，不但要(yào)采用水(shuǐ)平電鍍(dù)系統進(jìn)行電鍍(du)，還要采(cǎi)用超聲(sheng)波震動(dòng)來促進(jìn)微盲孔(kong)内鍍液(ye)的更換(huàn)及流通(tong)，再改進(jìn)供電方(fāng)式利📱用(yòng)反脈沖(chòng)電流及(jí)實際測(cè)試的數(shu)據來調(diao)正可控(kong)參數，就(jiu)能獲得(dé)滿意的(de)效果。

 

三(san)、水平電(diàn)鍍的發(fa)展優勢(shì)

水平電(diàn)鍍技術(shù)的發展(zhan)不是偶(ou)然的，而(er)是高密(mì)度、高精(jīng)度、多功(gōng)能、高縱(zong)橫比多(duo)層印制(zhì)電路闆(pǎn)産品特(tè)殊功能(neng)的需要(yào)是個必(bi)然的結(jié)果。它的(de)優勢就(jiù)是要比(bi)現在所(suǒ)采用的(de)垂直挂(guà)鍍工藝(yì)方法更(gèng)爲先進(jin)，産品♉質(zhi)量更爲(wei)可靠，能(néng)實現規(guī)模化🈲的(de)大生産(chan)。它與垂(chui)直電鍍(dù)工藝方(fāng)法相比(bi)具有以(yi)下長處(chù)：

（１）适應尺(chi)寸範圍(wei)較寬，無(wú)需進行(háng)手工裝(zhuāng)挂，實現(xiàn)全部自(zi)動化作(zuo)業，對提(ti)高和确(què)保作業(yè)過程對(duì)基闆表(biǎo)面無損(sun)害，對實(shi)現🌐規模(mó)🔅化的大(da)生産極(ji)爲有利(lì)。

（２）在工藝(yi)審查中(zhōng)，無需留(liú)有裝夾(jiá)位置，增(zeng)加實用(yong)面積，大(da)♋大節約(yue)原材料(liao)的損耗(hao)。

（３）水平電(dian)鍍采用(yòng)全程計(ji)算機控(kong)制，使基(ji)闆在相(xiàng)同的💰條(tiáo)🐪件下，确(què)🏃🏻保每塊(kuài)印制電(dian)路闆的(de)表面與(yǔ)孔的鍍(du)層的均(jun)一性。

（４）從(cong)管理角(jiǎo)度看，電(diàn)鍍槽從(cong)清理、電(dian)鍍液的(de)添加和(hé)更換，可(kě)💚完全實(shí)現自動(dòng)化作業(yè)，不會因(yin)爲人爲(wei)的錯誤(wu)造成🈲管(guǎn)理上的(de)失控問(wèn)題✏️。

（５）從實(shi)際生産(chǎn)中可測(ce)所知，由(you)于水平(píng)電鍍采(cǎi)用多段(duan)水平清(qīng)洗，節約(yue)清洗水(shui)用量及(ji)減少污(wu)水處理(li)的壓力(lì)。

（６）由于該(gai)系統采(cǎi)用封閉(bi)式作業(ye)，減少對(duì)作業空(kong)間污染(rǎn)💃🏻和熱量(liàng)蒸🈲發對(duì)工藝環(huan)境的直(zhí)接影響(xiang)，大大改(gǎi)善作業(ye)環境💋。特(tè)别是烘(hōng)闆時⛷️由(you)于減少(shǎo)熱量損(sǔn)耗，節約(yuē)了能量(liàng)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(shù)的出現(xiàn)，完全爲(wei)了适應(yīng)高縱橫(héng)比通孔(kǒng)電鍍的(de)⭐需要。但(dàn)由于電(dian)鍍過程(cheng)的複雜(zá)性和特(tè)殊性，在(zài)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(gai)進。盡管(guǎn)如此，水(shuǐ)平電鍍(dù)系統的(de)使用對(duì)印制☁️電(diàn)路行業(yè)來說是(shi)很大的(de)發展和(hé)🌏進步。因(yīn)爲此類(lei)型的設(she)備在制(zhi)造高密(mì)度多層(céng)闆方面(mian)的運用(yòng)，顯示出(chū)很大的(de)潛力。水(shui)平電鍍(dù)線适用(yòng)于大規(guī)⛱️模産量(liàng)24小時不(bu)間斷作(zuò)業，水平(ping)電鍍線(xiàn)在調試(shi)的時候(hòu)🌍較垂直(zhi)電鍍線(xiàn)稍困難(nán)一些，一(yī)旦調試(shì)完畢是(shì)十分穩(wěn)定的，同(tóng)時在使(shǐ)用過程(chéng)🈲中要随(suí)時監控(kong)鍍液的(de)情況對(duì)🌐鍍液進(jin)行調整(zhěng)🛀🏻，确保長(zhǎng)時✉️間穩(wen)定工作(zuò)🏃‍♀️。