pcb水(shuǐ)平電鍍(dù)的發展(zhǎn)

爲了适應pcb制造向多層化(huà)、積層化、功(gōng)能化和集(jí)成化方向(xiàng)迅速(sù)發展，帶(dài)來的高(gāo)縱橫(héng)比通孔電鍍的(de)需要，發展(zhǎn)出水平電鍍技術。設(shè)計與研制(zhì)水平電鍍系統(tǒng)仍然(rán)存在着若(ruò)幹技術性的問(wèn)題，但水平電鍍(dù)系統的使(shǐ)用，對(duì)印制(zhì)電路(lù)行業(yè)來說是很大的發(fā)展和(hé)進(jìn)步。特(tè)别是多層(céng)闆通孔的縱橫比超(chāo)過5:1及積層(céng)闆中大量采用(yòng)的較(jiào)深(shēn)的盲孔(kǒng)，使常(cháng)規的(de)垂直電鍍(dù)工藝不能(néng)滿足(zú)高質(zhì)量(liàng)、高可靠(kào)性互(hù)連(lián)孔(kǒng)的技術要求(qiú)。

 

水(shuǐ)平電(diàn)鍍則在(zài)制造高密度多層闆方(fāng)面的運(yùn)用(yòng)，顯示(shì)出很大的潛力(lì)，不但能節(jiē)省人(rén)力及(jí)作(zuò)業時間(jiān)而且生(shēng)産的速(sù)度和(hé)效率比傳(chuán)統的(de)垂直(zhí)電鍍線要高。而且降(jiàng)低能量(liàng)消(xiāo)耗、減少所需處(chù)理的廢液(yè)廢水(shuǐ)廢氣(qì)，而且(qiě)大大改善工藝環境和條件，提高電鍍層(céng)的質量水(shuǐ)準。

 

一、水平(píng)電鍍(dù)原理(lǐ)簡介(jiè)

水平電鍍(dù)技(jì)術，是垂直電(diàn)鍍法技術發展(zhǎn)的繼(jì)續，是(shì)在垂(chuí)直電鍍工藝的(de)基礎上(shàng)發展起(qǐ)來的新穎電鍍(dù)技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵就是應(yīng)制造(zào)出(chū)相(xiàng)适應(yīng)的、相(xiàng)互(hù)配(pèi)套的(de)水平(píng)電鍍系統(tǒng)，能使高分散能(néng)力的(de)鍍液，在改(gǎi)進供電方(fāng)式和其它(tā)輔助裝置的(de)配合下，顯示(shì)出比垂(chuí)直電鍍(dù)法更爲優(yōu)異的功能作(zuò)用。

 

水平(píng)電鍍與垂(chuí)直電(diàn)鍍(dù)方法(fǎ)和原理(lǐ)是相同的(de)，都必須具有陰陽兩(liǎng)極，通電(diàn)後産生(shēng)電極(jí)反應使電(diàn)解(jiě)液主成(chéng)份産(chǎn)生電離，使帶電(diàn)的正離子(zǐ)向電極反(fǎn)應區的負相移動;帶電的(de)負(fù)離子向電極(jí)反應(yīng)區的(de)正相移動，于是(shì)産生(shēng)金屬沉積(jī)鍍層(céng)和放(fàng)出(chū)氣(qì)體。

 

因(yīn)爲金屬(shǔ)在(zài)陰極(jí)的沉積過(guò)程分(fèn)爲三個(gè)步(bù)驟：金屬的水合離子(zǐ)擴散到陰極；第二(èr)步是(shì)當(dāng)金屬(shǔ)水合離(lí)子通過(guò)雙電層時，它們(men)逐漸脫(tuō)水并吸(xī)附在(zài)陰(yīn)極(jí)表面(miàn)；第三步是(shì)吸附在陰極表(biǎo)面的(de)金屬離子接受電子(zǐ)并(bìng)進入金(jīn)屬晶格。由(yóu)于靜(jìng)電作用，該層比(bǐ)亥姆霍茲外(wài)層(céng)小，并且(qiě)受到熱(rè)運動(dòng)的影響。陽(yáng)離子排列不像(xiàng)亥姆霍茲外層(céng)那樣(yàng)緊(jǐn)密和整(zhěng)齊。該(gāi)層稱爲擴(kuò)散層。擴散層的(de)厚度與鍍液的(de)流速成反比。即(jí)鍍液流(liú)速越快(kuài)，擴散(sàn)層(céng)越薄，越(yuè)厚。通常，擴散層的厚度(dù)約(yuē)爲5-50微(wēi)米。在(zài)遠(yuǎn)離陰極(jí)的地(dì)方(fāng)，通過對(duì)流到達的(de)鍍液(yè)層稱爲主鍍液(yè)。因爲(wèi)溶液(yè)的對(duì)流會影(yǐng)響鍍液(yè)濃度的均(jun1)勻性(xìng)。擴散(sàn)層(céng)中的銅(tóng)離子(zǐ)通過(guò)擴散(sàn)和離(lí)子(zǐ)遷移傳(chuán)輸到亥(hài)姆霍茲(zī)外層。主鍍液(yè)中(zhōng)的銅離子通過對流和離子遷移被輸送到陰極表面。

 

二(èr)、水平(píng)電鍍的難(nán)點及對策(cè)

pcb電鍍的關(guān)鍵是如何(hé)保證基闆兩側和通(tōng)孔内(nèi)壁(bì)銅層厚(hòu)度的均勻性。爲(wèi)了獲得塗(tú)層厚(hòu)度的均(jun1)勻性，必須确保印制闆(pǎn)兩側和通孔中(zhōng)的鍍(dù)液流(liú)速應(yīng)快速一緻，以獲(huò)得薄而(ér)均勻的(de)擴散(sàn)層。爲了獲得薄而均(jun1)勻的(de)擴散層，根據(jù)目(mù)前水(shuǐ)平電(diàn)鍍系(xì)統的結(jié)構，雖然(rán)系統(tǒng)中安裝了(le)許多噴咀，但它(tā)可以将鍍液(yè)快(kuài)速垂直地(dì)噴射(shè)到印制闆上，從(cóng)而加(jiā)快(kuài)鍍液在通孔(kǒng)中的流速(sù)，因此鍍液流速(sù)非常快(kuài)，并(bìng)且在(zài)基闆和通孔的上下部(bù)分形成(chéng)渦流(liú)，從(cóng)而使擴(kuò)散層(céng)減(jiǎn)少且更均勻。但是，一般情況(kuàng)下(xià)，當鍍液(yè)突然(rán)流入狹窄的通孔(kǒng)時，通孔(kǒng)入口(kǒu)處(chù)的鍍液(yè)也會出現反向(xiàng)回流現(xiàn)象。

 

此外(wài)，由于一次(cì)電流(liú)分布的影響，由(yóu)于尖端效應，入口孔處的銅層(céng)厚度過厚，通孔内壁形成(chéng)狗骨(gǔ)狀銅(tóng)塗(tú)層。根據(jù)鍍液在通孔内(nèi)的流動狀(zhuàng)态，即(jí)渦流(liú)和(hé)回流的(de)大小，以及導電(diàn)鍍(dù)通孔(kǒng)質(zhì)量的(de)狀态分(fèn)析(xī)，控(kòng)制參數隻能通過(guò)工藝測(cè)試方法确定，以實(shí)現印刷電路闆電鍍(dù)厚度的均勻(yún)性。由于渦流和回(huí)流的大小無法(fǎ)通過(guò)理論計算得(dé)到，因(yīn)此隻能(néng)采用(yòng)測量(liàng)過程(chéng)的方(fāng)法。

 

從(cóng)測量(liàng)結果可知，爲了控制(zhì)通孔(kǒng)鍍銅(tóng)層(céng)厚度的(de)均勻(yún)性，需(xū)要根據印(yìn)刷電路闆通孔(kǒng)的縱(zòng)橫(héng)比調整(zhěng)可控(kòng)的工(gōng)藝參數，甚(shèn)至選擇分(fèn)散能力(lì)強(qiáng)的(de)鍍(dù)銅溶(róng)液，添加合(hé)适的(de)添加劑，改進供(gòng)電(diàn)方式，即(jí)反向脈沖(chòng)電流(liú)電鍍(dù)，獲得分布(bù)能力強的(de)銅鍍(dù)層。特别是積層闆微(wēi)盲孔(kǒng)數量增(zēng)加，不但要采(cǎi)用水平電鍍系(xì)統進行電鍍，還(hái)要采(cǎi)用超(chāo)聲波(bō)震動來促進微(wēi)盲孔内鍍液的(de)更換(huàn)及(jí)流通，再(zài)改進供電(diàn)方式利用反脈(mò)沖電(diàn)流及實(shí)際測試(shì)的數據來(lái)調正(zhèng)可控參數(shù)，就能(néng)獲得滿意(yì)的效(xiào)果。

 

三(sān)、水平電鍍的發(fā)展優勢

水(shuǐ)平電鍍(dù)技術的(de)發展不是偶(ǒu)然的，而是(shì)高(gāo)密度、高精(jīng)度(dù)、多功能(néng)、高縱(zòng)橫比多層印(yìn)制電路闆産(chǎn)品特(tè)殊功能的需要是(shì)個必然(rán)的結果(guǒ)。它的優(yōu)勢就(jiù)是要比現(xiàn)在所采用(yòng)的垂(chuí)直挂鍍工藝(yì)方(fāng)法更(gèng)爲先(xiān)進，産(chǎn)品質量更爲可(kě)靠，能實現規模(mó)化(huà)的大生産。它(tā)與垂直電(diàn)鍍工藝方法相比具(jù)有以下長(zhǎng)處：

（１）适應尺寸(cùn)範圍較(jiào)寬，無需進(jìn)行手工裝挂，實現全(quán)部自動化作業(yè)，對提高和确保(bǎo)作業過(guò)程(chéng)對基(jī)闆表面無損害(hài)，對實現規模化的大生産極爲(wèi)有利。

（２）在工(gōng)藝審(shěn)查中(zhōng)，無(wú)需留有(yǒu)裝夾位置，增加(jiā)實用面積，大大節約(yuē)原(yuán)材(cái)料的(de)損耗(hào)。

（３）水(shuǐ)平電鍍采用全程計算(suàn)機(jī)控(kòng)制，使基闆(pǎn)在相同的條件(jiàn)下，确(què)保每塊印(yìn)制電路闆的表(biǎo)面與孔的(de)鍍層(céng)的均一性。

（４）從管(guǎn)理角度看，電鍍(dù)槽從(cóng)清理、電鍍(dù)液的(de)添加和更(gèng)換，可(kě)完全實現(xiàn)自動化作業，不(bú)會因(yīn)爲(wèi)人爲的錯誤造成(chéng)管理(lǐ)上的失控(kòng)問題(tí)。

（５）從實(shí)際生産中(zhōng)可測(cè)所知(zhī)，由于(yú)水平(píng)電鍍采用(yòng)多段水(shuǐ)平清洗，節約清洗水用量及減(jiǎn)少污水(shuǐ)處理的壓力。

（６）由(yóu)于該系統(tǒng)采用(yòng)封閉式(shì)作業，減少對作(zuò)業空間污染和熱量蒸(zhēng)發對工藝(yì)環境(jìng)的直接影(yǐng)響，大(dà)大改善作業環(huán)境。特别是(shì)烘闆(pǎn)時由于減少熱量損(sǔn)耗(hào)，節約了(le)能量的無謂消(xiāo)耗及(jí)提高生産(chǎn)效率(lǜ)。

 

四、總結
水平電鍍技(jì)術的(de)出(chū)現，完全爲了(le)适應高縱(zòng)橫比(bǐ)通孔電鍍的需(xū)要。但(dàn)由(yóu)于電鍍(dù)過程的(de)複雜性和特(tè)殊(shū)性，在設(shè)計與研制水(shuǐ)平電鍍系統(tǒng)仍存(cún)在着(zhe)若幹(gàn)技術(shù)性的(de)問(wèn)題。這有待在實踐過程(chéng)中改(gǎi)進(jìn)。盡管如(rú)此，水平電(diàn)鍍系(xì)統的使用對印(yìn)制電路行業來(lái)說是很大的發(fā)展和進步。因爲(wèi)此類(lèi)型的(de)設備(bèi)在制造高密度多層(céng)闆方面的(de)運(yùn)用(yòng)，顯示(shì)出很(hěn)大的(de)潛力。水平電鍍線适用于(yú)大規模産量24小(xiǎo)時不間斷作業(yè)，水(shuǐ)平電鍍線在(zài)調試的(de)時候較垂直電鍍線稍(shāo)困難(nán)一些(xiē)，一旦(dàn)調試(shì)完(wán)畢是十分穩(wěn)定的，同時在使(shǐ)用過(guò)程中(zhōng)要随(suí)時監控鍍(dù)液的情(qíng)況對鍍液進行調(diào)整，确(què)保(bǎo)長時間(jiān)穩定(dìng)工作。