PCB水平電(dian)鍍的發(fa)展

爲了(le)适應PCB制(zhi)造向多(duo)層化、積(ji)層化、功(gong)能化和(he)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(du)技術。設(she)💯計與研(yan)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(dan)水平電(dian)鍍系統(tong)的使用(yong)，對印制(zhi)電路行(hang)業來說(shuo)是很大(da)的發展(zhan)和進步(bu)。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(shi)常👨‍🦰規的(de)垂直電(dian)鍍😸工藝(yi)不能滿(man)足高質(zhi)量🧜🏼‍♀️、高可(ke)靠性互(hu)連孔💌的(de)技術要(yao)求。

 

水平(ping)電鍍則(ze)在制造(zao)高密度(du)多層闆(pan)方面的(de)運用，顯(xian)示👿出很(hen)😌大的潛(qian)力，不但(dan)能節省(sheng)人力及(ji)作業時(shi)間而且(qie)生産的(de)速度和(he)效🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻率比(bi)傳統的(de)垂直電(dian)鍍線要(yao)高。而且(qie)降🧜🏼‍♀️低能(neng)量消耗(hao)、減少所(suo)需處理(li)的廢液(ye)廢水廢(fei)氣，而且(qie)大大改(gai)善工藝(yi)環境和(he)條件，提(ti)高電鍍(du)層的質(zhi)量水準(zhun)。

 

一、水平(ping)電鍍原(yuan)理簡介(jie)

水平電(dian)鍍技術(shu)，是垂直(zhi)電鍍法(fa)技術發(fa)展的繼(ji)續，是在(zai)👩🏽‍🐰‍👩🏿垂直電(dian)鍍👺工藝(yi)的基礎(chu)上發展(zhan)起來的(de)新穎電(dian)鍍技術(shu)。這種技(ji)術的關(guan)鍵就是(shi)應制造(zao)出相适(shi)應的、相(xiang)互配套(tao)的水平(ping)電鍍系(xi)統，能使(shi)👀高分散(san)能力的(de)鍍液⛹🏻‍♀️，在(zai)改進供(gong)🛌🏻電方式(shi)和其它(ta)輔助🧛🏽裝(zhuang)置的配(pei)👩🏽‍🐰‍👩🏿合下，顯(xian)示出比(bi)垂直電(dian)👯🏾‍♂️鍍法更(geng)爲優異(yi)的功能(neng)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(ju)有ˇ陰陽(yang)🧑🏾‍🎄兩極，通(tong)電後産(chan)生電極(ji)反應使(shi)電解液(ye)㊙️主成份(fen)産生電(dian)離，使帶(dai)電的正(zheng)離子向(xiang)電極反(fan)應區的(de)負相移(yi)動;帶🛀🏼電(dian)的負離(li)子向電(dian)極反👋應(ying)區的正(zheng)相移動(dong)，于是🧜🏼‍♀️産(chan)生金屬(shu)沉積鍍(du)層🚶🏾‍♀️‍➡️和放(fang)出氣體(ti)。

 

因爲金(jin)屬在陰(yin)極的沉(chen)積過程(cheng)分爲三(san)個步驟(zhou)：金屬的(de)🤶🏾水合離(li)子擴散(san)到陰極(ji)；第二步(bu)是當金(jin)屬水合(he)離子通(tong)過雙電(dian)層時，它(ta)們逐漸(jian)脫水并(bing)吸附在(zai)陰極表(biao)面；第三(san)😺步是吸(xi)附在陰(yin)極表面(mian)的金屬(shu)離子接(jie)受電🤑子(zi)并進入(ru)金屬晶(jing)格😥。由于(yu)靜電作(zuo)用，該層(ceng)比亥姆(mu)霍🏃🏿‍♀️‍➡️茲外(wai)層小，并(bing)且受到(dao)熱運動(dong)的影響(xiang)。陽離子(zi)排列不(bu)👌像亥姆(mu)霍茲💕外(wai)層那樣(yang)緊密和(he)整齊。該(gai)層稱爲(wei)擴散層(ceng)。擴散層(ceng)的厚度(du)與鍍液(ye)的流速(su)成反比(bi)。即鍍液(ye)流速🤶🏾越(yue)快，擴散(san)層越薄(bao)，越厚。通(tong)常，擴散(san)層的厚(hou)度約爲(wei)5-50微米。在(zai)遠離陰(yin)極的地(di)方，通過(guo)對流到(dao)達的鍍(du)液層🧜🏼‍♂️稱(cheng)爲主鍍(du)液。因爲(wei)溶液的(de)對流會(hui)影響鍍(du)液濃度(du)的👯🏾‍♂️均勻(yun)性。擴散(san)層中的(de)銅離🏊🏿‍♀️子(zi)通過擴(kuo)散和離(li)子遷移(yi)傳輸🤶🏾到(dao)亥姆霍(huo)茲外層(ceng)。主👽鍍液(ye)中的銅(tong)離子通(tong)過對流(liu)和離子(zi)遷移被(bei)輸送到(dao)陰極表(biao)面。

 

二、水(shui)平電鍍(du)的難點(dian)及對策(ce)

PCB電鍍的(de)關鍵是(shi)如何保(bao)證基闆(pan)兩側和(he)通孔内(nei)壁銅層(ceng)厚度的(de)均🚶🏾‍♀️‍➡️勻性(xing)。爲了獲(huo)得塗層(ceng)厚度的(de)均勻性(xing)，必須确(que)保印制(zhi)闆兩側(ce)和通🙂‍↕️孔(kong)中的鍍(du)液流速(su)應快速(su)一緻，以(yi)🙂‍↕️獲得薄(bao)而均勻(yun)的擴散(san)👾層。爲了(le)⛹🏻‍♂️獲得薄(bao)而均勻(yun)的擴散(san)層，根據(ju)目前水(shui)平電鍍(du)系統的(de)結構，雖(sui)然系統(tong)中安裝(zhuang)了許多(duo)噴咀😝，但(dan)它可以(yi)将鍍液(ye)快速垂(chui)直地噴(pen)射到印(yin)制闆上(shang)，從而加(jia)快鍍液(ye)在通孔(kong)中的流(liu)速，因此(ci)鍍液流(liu)💑🏾速非常(chang)ˇ快，并且(qie)在基闆(pan)和通孔(kong)的上😜下(xia)部分形(xing)成渦流(liu)，從而使(shi)擴散層(ceng)減少且(qie)更均勻(yun)。但是，一(yi)般情況(kuang)下，當鍍(du)液突然(ran)👨🏻‍🏭流入狹(xia)窄的通(tong)孔時，通(tong)孔入口(kou)處的鍍(du)液也會(hui)出現反(fan)向回流(liu)現象。

 

此(ci)外，由于(yu)一次電(dian)流分布(bu)的影響(xiang)，由于尖(jian)端效應(ying)，入口孔(kong)👩‍🍼處🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻的🏃🏻‍♀️銅(tong)ˇ層厚度(du)過厚，通(tong)孔内壁(bi)形成狗(gou)骨狀銅(tong)塗層。根(gen)據鍍液(ye)在通孔(kong)内的流(liu)動狀态(tai)，即渦流(liu)和回流(liu)的大小(xiao)，以及導(dao)電鍍通(tong)孔質量(liang)的狀⛹🏻‍♂️态(tai)分析，控(kong)制參數(shu)隻能通(tong)過工藝(yi)👯🏾‍♂️測試方(fang)法确定(ding)，以實現(xian)印刷電(dian)路闆電(dian)鍍厚度(du)的均勻(yun)性。由于(yu)渦流和(he)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(yong)測量過(guo)程的方(fang)法。

 

從測(ce)量結果(guo)可知，爲(wei)了控制(zhi)通孔鍍(du)銅層厚(hou)度的均(jun)勻性，需(xu)要🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻根據(ju)印刷電(dian)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(ze)分散能(neng)力強的(de)鍍銅溶(rong)液，添加(jia)合适的(de)添加劑(ji)，改進供(gong)電方式(shi)，即反向(xiang)脈沖電(dian)流電鍍(du)，獲得分(fen)布能力(li)強的銅(tong)鍍層。特(te)别是積(ji)層闆⛹🏻‍♀️微(wei)盲孔數(shu)量增加(jia)，不但要(yao)采用水(shui)平電鍍(du)系統進(jin)行電鍍(du)，還要采(cai)用超聲(sheng)波震動(dong)來😺促進(jin)微盲孔(kong)内鍍液(ye)的更換(huan)及流通(tong)，再✡️改進(jin)供電方(fang)式利用(yong)反脈沖(chong)電流及(ji)實際測(ce)試的數(shu)據👩🏼‍❤️‍👨🏾來調(diao)正可控(kong)參數👯🏾‍♂️，就(jiu)👩‍🍼能獲得(de)滿意的(de)效果。

 

三(san)、水平電(dian)鍍的發(fa)展優勢(shi)

水平電(dian)鍍技術(shu)的發展(zhan)不是偶(ou)然的，而(er)是高密(mi)度、高精(jing)度、多功(gong)💫能、高縱(zong)橫比多(duo)層印制(zhi)電路闆(pan)産品特(te)殊功能(neng)的需要(yao)是💯個必(bi)😜然的🤑結(jie)果。它的(de)優勢就(jiu)是要比(bi)現在所(suo)采用的(de)~垂直挂(gua)鍍工藝(yi)方法更(geng)爲先進(jin)，産品質(zhi)量更爲(wei)可靠，能(neng)實👌現規(gui)模化的(de)大生産(chan)。它與垂(chui)直電鍍(du)工藝方(fang)法相比(bi)具有以(yi)下長處(chu)：

（１）适應尺(chi)寸範圍(wei)較寬，無(wu)需進行(hang)手工裝(zhuang)挂，實現(xian)全部自(zi)動化👱🏼‍♂️作(zuo)業，對提(ti)高和确(que)保作業(ye)過程對(dui)基闆表(biao)面無損(sun)害，對實(shi)現規模(mo)化的大(da)生産極(ji)爲有利(li)。

（２）在工藝(yi)審查中(zhong)，無需留(liu)有裝夾(jia)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(yong)全程計(ji)算機控(kong)制，使基(ji)闆在相(xiang)同的條(tiao)件下，确(que)保每塊(kuai)印制電(dian)路闆的(de)表面與(yu)孔的鍍(du)層的均(jun)一性。

（４）從(cong)管理角(jiao)度看，電(dian)鍍槽從(cong)清理、電(dian)鍍液的(de)添加和(he)更換👺，可(ke)完全實(shi)現自動(dong)化作業(ye)，不會因(yin)爲人爲(wei)的錯誤(wu)造成管(guan)理上的(de)😁失控問(wen)題。

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

（６）由于該(gai)系統采(cai)用封閉(bi)式作業(ye)，減少對(dui)作業空(kong)間污染(ran)和👀熱量(liang)蒸發對(dui)工藝環(huan)境的直(zhi)接影響(xiang)，大大改(gai)善作業(ye)環境。特(te)别是烘(hong)闆時由(you)于減少(shao)熱量損(sun)耗，節約(yue)了能量(liang)的無謂(wei)消耗及(ji)👩🏽‍🐰‍👩🏿提高生(sheng)産效率(lü)。

 

四、總結(jie)
水平電(dian)鍍技術(shu)的出現(xian)，完全爲(wei)了适應(ying)高縱橫(heng)比通孔(kong)電👿鍍的(de)需要。但(dan)由于電(dian)鍍過程(cheng)的複雜(za)性和特(te)殊性，在(zai)設計🛌🏻與(yu)研制水(shui)平電鍍(du)系統仍(reng)存在着(zhe)若幹技(ji)術性的(de)問題。這(zhe)有待在(zai)🔞實踐過(guo)程中改(gai)進。盡管(guan)如此🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻，水(shui)平電鍍(du)系統的(de)使用對(dui)印制電(dian)路行業(ye)來說是(shi)很大的(de)發展和(he)進步。因(yin)爲此類(lei)型的設(she)備在制(zhi)造高密(mi)度多層(ceng)闆方面(mian)的運用(yong)，顯示出(chu)很大的(de)潛力。水(shui)平電鍍(du)線适用(yong)于大規(gui)模産量(liang)👌24小時不(bu)間👽斷作(zuo)業，水平(ping)電☠️鍍線(xian)在調試(shi)的時候(hou)較垂直(zhi)電鍍線(xian)稍困難(nan)一些，一(yi)旦調試(shi)完畢是(shi)十分穩(wen)定的，同(tong)😌時在使(shi)用過程(cheng)中要随(sui)時監控(kong)鍍液的(de)情況對(dui)鍍液進(jin)行調整(zheng)，确保長(zhang)時🛀🏼間穩(wen)定工作(zuo)。