PCB水平電鍍的(de)發展

爲了适應PCB制(zhi)造向多層化、積層(céng)化、功能化和集成(cheng)化方向迅速發展(zhǎn)，帶來的高縱橫比(bi)通孔電鍍的需要(yao)，發展出水平電鍍(du)技術。設計與研制(zhì)水平電鍍系統仍(reng)然存在着若幹技(ji)術性的問題，但水(shui)平電鍍系統的使(shǐ)用，對✏️印制電路💞行(háng)業來說是很大的(de)👣發展和進💔步。特别(bie)是多層闆通孔的(de)縱橫比超過5:1及積(jī)層闆中大量采用(yong)的較深的盲孔，使(shǐ)常規的垂直電鍍(dù)工藝不能滿足高(gāo)質量、高可靠性互(hu)連孔❄️的技術要求(qiu)。

 

水平電鍍則在制(zhi)造高密度多層闆(pan)方面的運用，顯✉️示(shi)出很大的潛力，不(bu)但能節省人力及(ji)作業時間而且生(shēng)産的速度😘和效❤️率(lǜ)比傳統的垂直電(dian)鍍線要高✨。而且降(jiàng)低能量消耗、減少(shǎo)所需🌈處理的廢液(yè)廢水廢氣，而且大(da)大改善工🌈藝環境(jing)和🔴條件，提高電鍍(dù)層的質量水準。

 

一(yi)、水平電鍍原理簡(jian)介

水平電鍍技術(shù)，是垂直電鍍法技(jì)術發展的繼續，是(shì)在垂直電鍍工藝(yi)的基礎上發展起(qi)來的新穎電鍍技(jì)術⚽。這種技術的關(guan)鍵就是應制造出(chū)相适應的、相互配(pei)套的水平電鍍系(xì)統，能使高分散能(néng)力的鍍液，在改進(jìn)供電方式和其它(ta)輔助裝置的配合(hé)下，顯示☎️出比垂直(zhí)電鍍法更爲優異(yi)的功能作用。

 

水平(píng)電鍍與垂直電鍍(du)方法和原理是相(xiang)同的，都必🈚須具有(yǒu)陰陽兩極，通電後(hou)産生電極反應使(shǐ)電解液主成份産(chan)生電離，使帶電的(de)正離子向電極反(fan)應區的負相移動(dòng);帶電的負離子向(xiàng)電極反♉應區的正(zhèng)相移動，于是産生(sheng)金屬沉積鍍層和(he)放出氣體。

 

因爲金(jīn)屬在陰極的沉積(jī)過程分爲三個步(bù)驟：金屬的🐕水合離(li)子擴散到陰極；第(di)二步是當金屬水(shui)合離🐉子通過雙電(diàn)層時，它👨‍❤️‍👨們逐漸脫(tuō)水并吸附在陰極(ji)表🌂面；第三步是吸(xi)附在陰極表面的(de)金屬離子接受電(diàn)子并進入金屬晶(jīng)格。由于靜電作用(yong)，該層比亥姆霍茲(zī)外層小，并且受到(dào)熱運動的影響。陽(yang)離子排列不像亥(hài)姆霍茲🈲外層那樣(yàng)緊密和整齊。該層(ceng)稱爲💛擴散層。擴散(sàn)層的厚度與鍍液(ye)的流速成反比。即(jí)鍍液流速越快，擴(kuò)散層越薄，越厚。通(tong)常，擴散層🈲的厚度(dù)約爲5-50微米。在遠離(li)陰極的地方，通過(guo)對流到達的鍍液(ye)層稱爲主鍍液。因(yin)爲溶液的對流會(huì)影響鍍液濃度的(de)均勻性。擴散🏃🏻層中(zhōng)的銅離😍子通過擴(kuò)散和離子遷移傳(chuan)輸到亥姆霍茲外(wai)層。主✉️鍍液中的銅(tóng)離子通過對流和(he)離子㊙️遷移被輸送(sòng)到陰極表面。

 

二、水(shuǐ)平電鍍的難點及(jí)對策

PCB電鍍的關鍵(jiàn)是如何保證基闆(pan)兩側和通孔内壁(bì)銅層厚度🧡的均勻(yun)性。爲了獲得塗層(ceng)厚度的均勻性，必(bi)須确保印制闆兩(liǎng)側和通孔中的鍍(dù)液流速應快速一(yi)緻，以獲得薄而均(jun)勻的擴散🚶‍♀️層。爲了(le)獲得薄而均勻的(de)擴散層，根據目前(qian)水平電鍍系統的(de)結構，雖然🛀🏻系統中(zhong)安裝了許多噴咀(jǔ)㊙️，但它可以将鍍液(yè)快速垂🏒直地噴射(shè)到印制闆上，從而(ér)加快鍍液在通孔(kǒng)中的流速，因此鍍(du)液流速非常快，并(bing)且在基闆和通孔(kong)的上下部分形成(chéng)渦流👅，從而使擴散(sàn)層減少且更均勻(yún)。但是，一般情況下(xià)，當鍍液突然流入(ru)狹窄的通孔時，通(tōng)孔入口處的鍍液(ye)也會出現反向回(hui)流現象。

 

此外，由于(yu)一次電流分布的(de)影響，由于尖端效(xiào)應，入口✔️孔處的銅(tóng)層厚度過厚，通孔(kong)内壁形成狗骨狀(zhuang)銅塗層。根據鍍液(yè)在通🐉孔内的流動(dong)狀态，即渦流和回(hui)流的大🧡小，以及導(dao)電鍍通孔質👨‍❤️‍👨量的(de)狀态分析，控制參(can)數隻能👌通過工藝(yi)👉測試方法确定，以(yi)實現印刷電路闆(pan)電鍍厚度的均勻(yun)性。由于渦流和回(huí)流的大小🏒無法通(tōng)過理論計算得到(dào)，因此隻能采用測(ce)量過程的方法。

 

從(cong)測量結果可知，爲(wei)了控制通孔鍍銅(tóng)層厚度的均勻🈚性(xing)，需要根🐆據印刷電(dian)路闆通孔的縱橫(héng)比調整可控的工(gōng)藝參數✍️，甚至選擇(zé)♉分散能力強的鍍(dù)銅溶液，添加合🐉适(shì)的添加劑，改進供(gòng)電方式，即反向脈(mò)沖電流電鍍，獲得(de)分布能力強的銅(tóng)☔鍍層。特别是積層(ceng)闆微盲孔數量增(zeng)加，不但要采用水(shui)平電鍍系統進行(hang)電鍍，還要采🔞用超(chao)聲波震動來促進(jin)微盲孔内鍍液的(de)更換及流通，再改(gai)進供電方式利用(yòng)反脈沖電流及實(shi)際測試的數據🆚來(lái)調正可控參數，就(jiù)能獲得滿🚩意的效(xiao)果。

 

三、水平電鍍的(de)發展優勢

水平電(dian)鍍技術的發展不(bu)是偶然的，而是高(gāo)密度、高精度、多功(gong)📞能、高縱橫比多層(céng)印制電路闆産品(pǐn)特殊功能的需要(yào)是個必然的結果(guǒ)。它的優勢就是要(yao)比現在所采用的(de)垂直挂鍍工藝方(fang)法更爲先進，産品(pǐn)質量更爲可靠，能(néng)實現規模化的大(da)生産。它與垂直電(diàn)鍍工藝方法相比(bi)具有以下長處：

（１）适(shi)應尺寸範圍較寬(kuan)，無需進行手工裝(zhuang)挂，實現全部自動(dong)化作業🔞，對提高和(he)确保作業過程對(dui)基闆表面無損害(hài)，對實現規模化的(de)🐉大生産極爲有利(lì)。

（２）在工藝審查中，無(wú)需留有裝夾位置(zhì)，增加實用面積，大(dà)💃🏻大節約原材料的(de)損耗。

（３）水平電鍍采(cǎi)用全程計算機控(kòng)制，使基闆在相同(tong)的📐條件下，确保每(mei)塊印制電路闆的(de)表面與孔的鍍層(ceng)的均❤️一性。

（４）從管理(lǐ)角度看，電鍍槽從(cóng)清理、電鍍液的添(tiān)加和更換，可完全(quan)實現自動化作業(ye)，不會因爲人爲的(de)錯誤造成管理❓上(shàng)的失控問題。

（５）從實(shí)際生産中可測所(suǒ)知，由于水平電鍍(dù)采用多段水平清(qing)洗，節約清洗水用(yòng)量及減少污水處(chù)理的壓力。

（６）由于該(gāi)系統采用封閉式(shì)作業，減少對作業(yè)空間污染和熱量(liang)蒸發對工藝環境(jìng)的直接影響，大大(dà)改善作業😘環境💘。特(tè)别♍是烘闆時由于(yu)減少熱量損耗，節(jie)約了能量的無謂(wei)消耗及提高生産(chan)效率。

 

四、總結
水平(ping)電鍍技術的出現(xian)，完全爲了适應高(gāo)縱橫比通孔電鍍(dù)的需要。但由于電(diàn)鍍過程的複雜性(xing)和特殊性，在設計(ji)與研📐制水平電鍍(dù)系統仍存在着若(ruo)幹技術性的問題(ti)。這有待在實踐過(guò)🔴程中改進。盡管如(rú)此，水平電鍍系統(tong)的使用對印制電(dian)路行業來說是很(hen)大的發展和進步(bù)。因爲此類型的設(she)備☔在制造高密度(du)多層闆方面的運(yùn)用，顯示出很大的(de)潛力。水💜平電鍍線(xian)适用于大規模産(chan)量24小時不間斷作(zuo)業，水平電鍍線在(zai)調試的時候較垂(chuí)直電鍍線稍困難(nan)一些，一旦調試完(wan)😘畢是十分穩定的(de)，同時在使用過程(chéng)中要✉️随時監控鍍(dù)液的👅情況對鍍液(ye)進行調整，确保長(zhang)時間穩定工作。