Принципът на хоризонталното галванично покритие е напълно обяснен в една статия!

С напредването на технологията на микроелектрониката производството на печатни платки се развива бързо в посока на многослойно, многопластово, функционално и интегрирано. Традиционният процес на вертикално галванично покритие вече не може да отговаря на изискванията за високо-качествени и висока-надежност дупки за взаимно свързване. Технически изисквания. Поради това се появи технологията за хоризонтално галванично покритие. Това е продължение на развитието на технологията за вертикално галванично покритие, тоест нова технология за галванично покритие, разработена на базата на технологията за вертикално галванично покритие. Днес ще представим принципа на хоризонтално галванично покритие!

Принцип на хоризонтално покритие

Методът и принципът на хоризонтално галванично и вертикално галванично покритие са еднакви. Те трябва да имат ин и ян полюси. Електродната реакция настъпва след наелектризирането, което йонизира основните компоненти на електролита, което кара заредените положителни йони да се придвижат към отрицателната фаза на зоната на реакцията на електрода; заредените отрицателни йони се придвижват към положителната фаза на реакционната зона на електрода, което води до покритие от отлагане на метал и емисия на газ. Тъй като процесът на отлагане на метал върху катода е разделен на три стъпки: металните хидратирани йони дифундират към катода; втората стъпка е, когато металните хидратирани йони преминават през електрическия двоен слой, те постепенно се дехидратират и адсорбират върху повърхността на катода; третата стъпка е да се адсорбира върху повърхността на катода. Металните йони на повърхността на катода приемат електрони и влизат в металната решетка. Поради статичното електричество този слой е по-малък от външния слой на Хелмхолц и е повлиян от термично движение. Подреждането на катиони не е толкова стегнато и спретнато като външния слой на Хелмхолц. Този слой се нарича дифузионен слой. Дебелината на дифузионния слой е обратно пропорционална на скоростта на потока на разтвора за покритие. Тоест, колкото по-бърз е потокът на разтвора за покритие, толкова по-тънък и дебел е дифузионният слой. Обикновено дебелината на дифузионния слой е около 5-50 микрона. На място, далеч от катода, разтворът за покритие, постигнат чрез конвекция, се нарича основен разтвор за покритие. Тъй като конвекцията на разтвора ще повлияе на равномерността на концентрацията на разтвора за покритие. Медните йони в дифузионния слой се транспортират до външния слой на Хелмхолц чрез дифузия и йонна миграция. Медните йони в основния разтвор за покритие се транспортират до повърхността на катода чрез конвекция и йонна миграция. В процеса на хоризонтално галванично покритие, медните йони в разтвора за покритие се транспортират до околността на катода по три начина, за да образуват електрически двоен слой.

Под действието на електрическото поле йоните в разтвора за галванично покритие са подложени на електростатична сила, за да предизвикат йонен транспорт, който се нарича йонна миграция. Скоростта му на миграция се изразява с формулата, както следва: u=zeoE/6πrη се изисква. Където u е скоростта на миграция на йони, z е номерът на заряда на йона, eo е зарядът на един електрон (т.е. 1,61019C), E е електрическият потенциал, r е радиусът на хидратирания йон и η е вискозитетът на галваничния разтвор. Според изчислението на уравнението може да се види, че колкото по-голям е спадът на потенциала Е, толкова по-нисък е вискозитетът на разтвора за галванично покритие и толкова по-бърза е скоростта на миграция на йони.

Конвекцията на разтвора за покритие се причинява от външно и вътрешно механично разбъркване и разбъркване на помпа, трептене или въртене на самия електрод и потока на разтвора за покритие, причинен от температурната разлика. При положение близо до повърхността на твърдия електрод, поради неговото съпротивление на триене, потокът на галваничния разтвор става все по-бавен и скоростта на конвекция по повърхността на твърдия електрод е нула. Слоят с градиент на скоростта, образуван от повърхността на електрода до конвекционния жлеб, се нарича интерфейсен слой на потока. Дебелината на интерфейсния слой на потока е около 10 пъти по-голяма от тази на дифузионния слой, така че йонният транспорт в дифузионния слой почти не се влияе от конвекция.

Според теорията на електроотлагането, по време на процеса на галванично покритие, печатната платка на катода е не-идеален поляризиран електрод. Медните йони, адсорбирани на повърхността на катода, получават електрони и се редуцират до медни атоми, което намалява концентрацията на медни йони в близост до катода. Следователно в близост до катода се образува градиент на концентрация на медни йони. Разтворът за покритие, чиято концентрация на медни йони е по-ниска от тази на основния разтвор за покритие, е дифузионният слой на разтвора за покритие. Високата концентрация на медни йони в основния разтвор за покритие ще дифундира до ниската концентрация на медни йони близо до катода, като постоянно попълва катодната площ. Печатната платка е подобна на плосък катод, а връзката между големината на тока и дебелината на дифузионния слой е уравнението на COTTRELL:

Където I е токът, z е зарядът на медните йони, F е константата на Фарадей, A е повърхностната площ на катода, D е коефициентът на дифузия на медни йони (D=KT/6πrη), Cb е медният концентрация на йони в основния разтвор за покритие, а Co е катодът Концентрацията на медни йони на повърхността, D е дебелината на дифузионния слой, K е константата на Боуман (K=R/N), T е температурата, r е радиусът на йона на медния хидрат, а η е вискозитетът на разтвора за галванично покритие. Когато концентрацията на медни йони на повърхността на катода е нула, неговият ток се нарича ограничаващ дифузионен ток ii:

Принцип на хоризонтално покритие

Ключът към галваничното покритие на печатни платки е как да се осигури еднаквост на дебелината на медния слой от двете страни на субстрата и вътрешната стена на проходния отвор. За да се постигне еднаквост на дебелината на покритието, е необходимо да се гарантира, че скоростта на потока на разтвора за покритие от двете страни на печатната платка и в проходните отвори трябва да бъде бърз и постоянен, за да се получи тънък и равномерен дифузионен слой. За да се получи тънък и равномерен дифузионен слой, според настоящата структура на системата за хоризонтално галванично покритие, въпреки че в системата са инсталирани много дюзи, тя може бързо и вертикално да разпръсква разтвора за покритие върху печатната платка, като по този начин ускорява разтвора за покритие в проходния отвор Следователно скоростта на потока на разтвора за покритие е много бърза и се образува вихър върху горната и долната част на субстрата и проходния отвор, така че дифузионният слой е намален и по-равномерен. Въпреки това, при нормални обстоятелства, когато разтворът за покритие внезапно се влее в тесен проходен отвор, разтворът за покритие на входа на проходния отвор също ще обърне обратния поток. Освен това, поради влиянието на първичното разпределение на тока и ефекта на върха, дебелината на медния слой при входния отвор е твърде дебела и вътрешната стена на проходния отвор образува кучешко-костно медно покритие . Според състоянието на потока на разтвора за покритие в проходния отвор, т.е. размера на вихровия ток и обратното течение, и анализа на състоянието на качеството на проводящото покритие през отвора, контролните параметри могат да бъдат определени само чрез теста на процеса метод за постигане на еднаквост на дебелината на покритието на печатната платка. Тъй като величината на вихровия ток и обратния поток не могат да бъдат изчислени теоретично, може да се използва само методът на измерване. От резултатите от измерването може да се види, че за да се контролира равномерността на дебелината на медното покритие на проходните-отвори, е необходимо да се регулират параметрите на контролируемия процес според пропорцията на прохода{{2 }}дупки на печатната платка. Методът на захранване е галванично покритие с обратен импулсен ток за получаване на медно покритие със силна способност за разпределение.

От горната формула може да се види, че граничният дифузионен ток се определя от концентрацията на медни йони в основния разтвор за покритие, коефициента на дифузия на медните йони и дебелината на дифузионния слой. Когато концентрацията на медни йони в основния разтвор за покритие е висока, коефициентът на дифузия на медните йони е голям, а дебелината на дифузионния слой е тънка, граничният дифузионен ток е по-голям. Съгласно горната формула е известно, че за да се постигне по-висока гранична стойност на тока, трябва да се предприемат подходящи технологични мерки, тоест да се приеме процесът на нагряване. Тъй като повишаването на температурата може да увеличи коефициента на дифузия, увеличаването на скоростта на конвекция може да го направи вихър и да получи тънък и равномерен дифузионен слой. От горния теоретичен анализ, увеличаването на концентрацията на медни йони в основния разтвор за покритие, повишаването на температурата на разтвора за покритие и увеличаването на скоростта на конвекция могат да увеличат ограничаващия дифузионен ток и да постигнат целта за ускоряване на скоростта на покритие. Хоризонталното галванично покритие се основава на ускоряването на скоростта на конвекция на разтвора за покритие за образуване на вихрови токове, които могат ефективно да намалят дебелината на дифузионния слой до около 10 микрона. Следователно, когато хоризонталната система за галванично покритие се използва за галванично покритие, плътността на тока може да бъде до 8A/dm2.

Особено с увеличаването на броя на глухите дупки в ламината, не само хоризонталната система за галванично покритие трябва да се използва за галванично покритие, но и ултразвукова вибрация трябва да се използва за насърчаване на подмяната и циркулацията на разтвора за покритие в глухите отвори, а след това методът на захранване трябва да се подобри и да се използва обратен импулсен ток. Регулирайте контролируемите параметри с действителните тестови данни.

Хоризонталното галванично покритие е метод на галванично покритие, разработен на базата на вертикално галванично покритие. От определена гледна точка това е съвършенството и разширяването на вертикалното галванично покритие. Ето защо е много важно да се разбере принципът на хоризонталното галванично покритие. Надявам се тази статия да ви помогне с малко!