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新材料科技與化學技術創新

PCB水平電(diàn)鍍的發展

爲了适應(yīng)PCB制造向多層化、積層化、功能化和集成化方(fāng)向迅速發展，帶來的高縱橫比通孔電鍍的需要，發展(zhǎn)出水(shuǐ)平電鍍技術。設計與研制水平電鍍系統(tǒng)仍然(rán)存在着若幹技術性的問題，但水平電鍍系統的使用，對印制電路(lù)行業來說是很大的發展和進步(bù)。特(tè)别是多層闆通孔的縱橫(héng)比超過5:1及(jí)積層闆中大量采用的較深的盲孔，使常規的垂直電鍍工藝(yì)不(bú)能滿足高質量、高可(kě)靠(kào)性互連(lián)孔的技(jì)術要求。   水平電鍍則在制造高密度多層闆方面(miàn)的運用，顯示出很大的潛力，不但能節省人(rén)力及作業時間而且生産(chǎn)的速度和效率比傳統的垂直電鍍線要高。而(ér)且降低能量消耗、減(jiǎn)少所需(xū)處(chù)理的廢液廢水廢氣，而且大大改善工藝環境和條(tiáo)件，提高電鍍層的質量水準。   一、水平電鍍原理簡介 水平電鍍技術，是垂直電鍍法技術發(fā)展的繼續，是在垂直電鍍工藝的(de)基礎上發展起來的(de)新穎電鍍(dù)技術。這種技術的關鍵就是應制造出相适應的、相互配套的(de)水平電鍍系統，能使高分散能(néng)力的鍍液，在改進供電方式和(hé)其它輔助(zhù)裝置的配合下，顯示(shì)出比垂(chuí)直電鍍法更爲優異的功能作用。   水平電鍍與垂直電鍍方法和原理(lǐ)是相同的，都必須具有陰陽(yáng)兩極，通電後産生電極反應(yīng)使電解液主成份産(chǎn)生電(diàn)離，使帶電的正離(lí)子(zǐ)向電(diàn)極反應區的負相移(yí)動;帶電的負離子向電極(jí)反應區的正相移(yí)動，于是産生金屬(shǔ)沉積鍍層(céng)和放出氣體。   因爲金屬在陰極的沉積過程分爲三個步驟：金屬的水合離子擴散(sàn)到陰極；第二步(bù)是(shì)當金屬水(shuǐ)合(hé)離子通過雙電(diàn)層時，它們逐漸脫水并吸附在陰(yīn)極表面(miàn)；第三步是吸附在陰極表面的金屬離子接受(shòu)電子并進入金屬晶(jīng)格。由于靜(jìng)電作用，該層比(bǐ)亥姆霍茲外層(céng)小，并且(qiě)受到熱運動的影響。陽離子(zǐ)排列不像亥姆(mǔ)霍茲外層(céng)那樣緊密和整齊。該層稱爲擴散層。擴散層的厚度與鍍液的流(liú)速成反比。即鍍液流速越快，擴散層越(yuè)薄，越厚。通常，擴散層(céng)的厚(hòu)度約爲5-50微米。在(zài)遠離陰極的地方，通(tōng)過對流到達的(de)鍍液層稱爲主鍍液。因爲(wèi)溶液的對流會影響鍍液濃度的均勻性(xìng)。擴散層中(zhōng)的銅離子通(tōng)過擴散和離子遷移傳輸到(dào)亥姆霍茲(zī)外層。主鍍液中的銅離子(zǐ)通過(guò)對流和離子遷移被輸送到陰極表面。   二、水平電鍍(dù)的難點及對策 PCB電鍍(dù)的關鍵是如何保證基闆兩側和通孔内壁(bì)銅層(céng)厚(hòu)度的均勻性。爲了獲得塗層(céng)厚度的均勻性，必須确(què)保印制闆兩側和通(tōng)孔中的鍍液流速應快(kuài)速一緻(zhì)，以獲得薄而均勻的擴散(sàn)層。爲了獲得(dé)薄而均勻的擴散層，根據目前水平(píng)電鍍系(xì)統的結構(gòu)，雖然系統中安裝了許多噴咀，但它可以将鍍液快速垂直地(dì)噴射到印制闆上，從而加快鍍液在通孔中的流速，因此鍍液流速非常快，并(bìng)且在(zài)基闆和通孔的(de)上下部分形成渦流，從而使擴散層減少且更均勻。但(dàn)是，一般情況下，當鍍(dù)液突然流入狹窄(zhǎi)的通孔時，通孔入(rù)口處的鍍液(yè)也會出現(xiàn)反向回(huí)流現象。   此外，由于一次電流分布的影響，由于尖端效應，入口孔處的銅層厚度過厚，通孔内壁形成狗骨狀銅塗層。根據鍍液在通孔内的流動狀态，即渦流和回流的(de)大小(xiǎo)，以及導電(diàn)鍍(dù)通孔質量的狀态分析，控制(zhì)參數隻能通過工藝測試方法确定，以實現印刷電路闆電鍍厚度的(de)均勻性。由(yóu)于渦流和回流的大小無法通過理論計算(suàn)得到，因此(cǐ)隻能(néng)采用測量過程的方法。   從測量結果可知，爲了控制通孔鍍銅層厚度的(de)均勻性，需要根據印刷電路闆(pǎn)通孔的縱橫比調整可控的工藝參數，甚至選擇分散(sàn)能力強的鍍銅溶液，添加合适的添加劑，改進供電方(fāng)式，即反向脈沖電流電鍍，獲得分布能力強的銅鍍層。特别是積層闆微盲孔數量增加，不但要采(cǎi)用水平電(diàn)鍍系(xì)統進行電鍍，還要采用超(chāo)聲波震動來促進微盲(máng)孔内鍍液的更換(huàn)及流通，再改進供(gòng)電(diàn)方式(shì)利用反脈沖電流及(jí)實(shí)際測試的數據來(lái)調正可控參數，就能獲得滿意的效果。   三、水平電鍍的發(fā)展優勢 水平電鍍技術的發展不是偶然的，而是高密度(dù)、高精度、多(duō)功能、高縱橫比多層印制(zhì)電路闆産品特殊功能的需要是個必然的結果。它的優勢(shì)就是要比現在所采用的垂直挂鍍工藝方法更爲先進，産品質量(liàng)更爲可靠，能實現(xiàn)規模化的大生産。它與垂直電鍍工(gōng)藝方法相比具有以下長處： （１）适應尺寸範圍較寬，無需進行手(shǒu)工裝挂(guà)，實(shí)現全部自動化作業(yè)，對提高和确保(bǎo)作業過程對基闆表面無(wú)損害(hài)，對實(shí)現規模化的大生(shēng)産極爲有利。 （２）在工藝審查中，無需留有裝夾位(wèi)置，增加實用面積，大大(dà)節約原材料的(de)損耗(hào)。 （３）水平電鍍采用(yòng)全程計算機控制，使基闆在相同(tóng)的條件(jiàn)下，确保每塊印制電路闆的表面與孔的(de)鍍層的均一性。 （４）從管理角度看，電鍍槽從(cóng)清理、電鍍液的添加(jiā)和更換，可完全實現(xiàn)自動化作業，不會因爲人爲的(de)錯(cuò)誤造成(chéng)管理上的失控問題(tí)。 （５）從實際生産中(zhōng)可測所知，由于水平電鍍采用多段水平清洗(xǐ)，節約清洗水用量及減少污水處理的壓力。 （６）由于該系統采用封閉式(shì)作業，減(jiǎn)少對作業空間污染和熱量蒸發對工藝環境(jìng)的直接影響，大大改善作業環境。特别是烘闆時由于減少熱量損耗，節約了(le)能量(liàng)的無(wú)謂消耗及提高生産效率。   四、總結 水平電鍍技術的出現，完全爲了适應高縱橫比通孔電鍍的需(xū)要。但(dàn)由于電鍍過程(chéng)的複雜性和特殊性，在設計與研制水平(píng)電鍍系統仍存在着若幹技術性的問題。這有待在實踐過程中改進。盡管如此，水(shuǐ)平電鍍系統的使用(yòng)對印制電路行(háng)業來說是很大的發展和進步。因爲此類型的(de)設備在(zài)制造高密度多層闆方面的運用，顯示出很大的潛力(lì)。水平(píng)電鍍線适(shì)用于大規模産量24小時不(bú)間斷作業，水平電鍍線在(zài)調試的時候較垂直電鍍線稍困難一些，一旦調試完畢是十分穩定的，同時(shí)在使用過程中要随時(shí)監控鍍液的情況對鍍液進(jìn)行調整，确(què)保長時間(jiān)穩定工作。

發布時間:

2022-07-09

PCB化學品正打破國外壟斷，逐步實(shí)現進口替(tì)代

　　同泰(tài)化學提供線路闆鍍銅、鍍錫和鍍銀用化學品中間體(tǐ)，包括聚醚SN系列(liè)，陽離子聚合物整平劑Leveler系列等多種(zhǒng)産品，詳細産品介紹可訪問以下鏈接。/product/8/   　　産品及技術咨(zī)詢(xún)電話/Product Enquiry： +86-755-2722 5202 +86-157 9588 8262（吳經理）。   　　近年來，下遊電子(zǐ)産品追求短、小、輕、薄的發展趨(qū)勢(shì)，帶(dài)動PCB持(chí)續向高精密、高集成、輕薄(báo)化方向發展。電(diàn)子産品對PCB的可靠性、穩定性、耐熱性、導體延展性、平整性、表面清潔度(dù)等性能提出了越來越嚴格的要(yào)求，而PCB的各種要求的變化、各類性能(néng)的提高，往往需(xū)要通過化學配(pèi)方和工藝的改變來實(shí)現。這些在PCB生産過(guò)程中所使用的化學(xué)品統稱爲PCB化學品。     　　資料來(lái)源：《淺析中國PCB電子化學品(pǐn)市場的機遇與挑戰》，戰新産研PCB研究所整理 　　PCB制造從開料到成品包裝有(yǒu)幹制程、濕制程幾十道工序，工藝流程長(zhǎng)，控制點繁瑣，影響品質因素較多。 按照PCB制程，PCB化學品一般(bān)可分爲線(xiàn)路形、前處理劑、電鍍工(gōng)藝、PCB表面塗(鍍(dù))覆及周邊(biān)藥水，其中電鍍工藝占比(bǐ)最高，達到44%，其次是PCB表明塗(鍍)覆，占比(bǐ)達到22%。     　　資料來源：《淺析中國PCB電子化學(xué)品市場的機遇與(yǔ)挑戰》，戰新産研PCB研究所整理 　　海外廠商(shāng)在電(diàn)鍍工(gōng)藝和PCB表面塗覆比本土廠商占比高，且高出一倍左右，分别爲(wèi)70%和65%。然而PCB化學品分類工藝占比中電鍍工藝和PCB表面塗覆最高(gāo)，因此說明目前海外(wài)廠(chǎng)商在PCB化學品中仍處于主導地位。 　　早(zǎo)期中國大陸PCB化學品市場由外資品牌所壟斷，本土PCB化學品品牌從周(zhōu)邊物料(如洗槽劑、消泡(pào)劑(jì)、蝕刻、剝膜和退(tuì)錫等産品)開始進入市(shì)場，經過多年技術積澱及研(yán)究(jiū)發展，PCB系列專用化(huà)學品配(pèi)方不斷改良，技術不斷突破，本土品牌應用領(lǐng)域及使用(yòng)客戶在不斷拓展。部分(fèn)優勢企業與PCB 廠商深度合作，通(tōng)過對配方不斷創新和改良，已(yǐ)逐步擁有自己的專利和核心(xīn)配方，并逐(zhú)步打入大型 PCB 廠商，包(bāo)括外(wài)資企業，其品牌廠(chǎng)商逐步得到市場的認可。在本土廠商共同努力下，PCB系列專用化(huà)學品逐(zhú)步改變絕大部分被國外公司壟斷局面。 　　國内PCB化學品行業(yè)主要本土(tǔ)品牌企業有光華科(kē)技、貝加爾化學、深圳興經緯、深圳闆明科技等，海外廠商有安美特等。  

發布時間:

2020-10-16

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