Princíp horizontálneho galvanického pokovovania je úplne vysvetlený v jednom článku!

S pokrokom v technológii mikroelektroniky sa výroba dosiek plošných spojov rýchlo rozvíja smerom k viacvrstvovej, vrstvenej, funkčnej a integrovanej. Tradičný proces vertikálneho galvanického pokovovania už nemôže spĺňať požiadavky na vysokú{0}}kvalitu a vysokú{1}}spoľahlivosť prepojovacích otvorov. Technické požiadavky. Preto vznikla technológia horizontálneho galvanického pokovovania. Ide o pokračovanie vývoja technológie vertikálneho galvanického pokovovania, teda novej technológie galvanizácie vyvinutej na báze technológie vertikálneho galvanického pokovovania. Dnes si predstavíme princíp horizontálneho galvanického pokovovania!

Princíp horizontálneho pokovovania

Metóda a princíp horizontálneho galvanického pokovovania a vertikálneho galvanického pokovovania sú rovnaké. Musia mať póly jin a jang. Elektródová reakcia nastáva po elektrifikácii, ktorá ionizuje hlavné zložky elektrolytu, čo spôsobí, že nabité kladné ióny sa presunú do negatívnej fázy elektródovej reakčnej zóny; nabité záporné ióny sa pohybujú do kladnej fázy elektródovej reakčnej zóny, čo vedie k povlaku nanášania kovu a emisii plynu. Pretože proces nanášania kovu na katóde je rozdelený do troch krokov: ióny hydratované kovom difundujú ku katóde; druhý krok je, keď ióny hydratované kovom prechádzajú cez elektrickú dvojvrstvu, postupne sa dehydratujú a adsorbujú na povrchu katódy; tretím krokom je adsorpcia na povrchu katódy. Kovové ióny na povrchu katódy prijímajú elektróny a vstupujú do kovovej mriežky. V dôsledku statickej elektriny je táto vrstva menšia ako Helmholtzova vonkajšia vrstva a je ovplyvnená tepelným pohybom. Usporiadanie katiónov nie je také tesné a čisté ako Helmholtzova vonkajšia vrstva. Táto vrstva sa nazýva difúzna vrstva. Hrúbka difúznej vrstvy je nepriamo úmerná prietoku pokovovacieho roztoku. To znamená, že čím rýchlejší je prietok pokovovacieho roztoku, tým tenšia a hrubšia je difúzna vrstva. Vo všeobecnosti je hrúbka difúznej vrstvy približne 5-50 mikrónov. V mieste ďaleko od katódy sa pokovovací roztok dosiahnutý konvekciou nazýva hlavný pokovovací roztok. Pretože prúdenie roztoku ovplyvní rovnomernosť koncentrácie pokovovacieho roztoku. Ióny medi v difúznej vrstve sú transportované do Helmholtzovej vonkajšej vrstvy prostredníctvom difúzie a migrácie iónov. Ióny medi v hlavnom pokovovacom roztoku sú transportované na povrch katódy konvekciou a migráciou iónov. V procese horizontálneho galvanického pokovovania sú ióny medi v pokovovacom roztoku transportované do blízkosti katódy tromi spôsobmi, aby vytvorili elektrickú dvojitú vrstvu.

Pôsobením elektrického poľa sú ióny v roztoku na galvanické pokovovanie vystavené elektrostatickej sile, ktorá spôsobuje transport iónov, čo sa nazýva migrácia iónov. Jeho rýchlosť migrácie je vyjadrená vzorcom takto: vyžaduje sa u=zeoE/6πrη. Kde u je rýchlosť migrácie iónov, z je číslo náboja iónu, eo je náboj jedného elektrónu (tj 1,61019C), E je elektrický potenciál, r je polomer hydratovaného iónu a η je viskozita roztoku na galvanické pokovovanie. Podľa výpočtu rovnice je možné vidieť, že čím väčší je pokles potenciálu E, tým nižšia je viskozita roztoku na galvanické pokovovanie a tým vyššia je rýchlosť migrácie iónov.

Konvekcia pokovovacieho roztoku je spôsobená vonkajším a vnútorným mechanickým miešaním a miešaním čerpadlom, osciláciou alebo rotáciou samotnej elektródy a prúdením pokovovacieho roztoku spôsobeným teplotným rozdielom. V polohe blízko povrchu pevnej elektródy sa v dôsledku jej trecieho odporu tok roztoku na galvanické pokovovanie stáva čoraz pomalším a rýchlosť prúdenia na povrchu pevnej elektródy je nulová. Vrstva rýchlostného gradientu vytvorená od povrchu elektródy po konvekčnú drážku sa nazýva vrstva rozhrania prúdenia. Hrúbka vrstvy prietokového rozhrania je asi 10-krát väčšia ako hrúbka difúznej vrstvy, takže transport iónov v difúznej vrstve nie je konvekciou takmer ovplyvnený.

Podľa teórie elektrolytického pokovovania je doska s plošnými spojmi na katóde počas procesu elektrolytického pokovovania ne-ideálnou polarizovanou elektródou. Ióny medi adsorbované na povrchu katódy získavajú elektróny a redukujú sa na atómy medi, čo znižuje koncentráciu iónov medi v blízkosti katódy. Preto sa v blízkosti katódy vytvára gradient koncentrácie iónov medi. Pokovovacím roztokom, ktorého koncentrácia iónov medi je nižšia ako koncentrácia hlavného pokovovacieho roztoku, je difúzna vrstva pokovovacieho roztoku. Vysoká koncentrácia iónov medi v hlavnom pokovovacom roztoku bude difundovať k nízkej koncentrácii iónov medi v blízkosti katódy a neustále dopĺňať oblasť katódy. Doska s plošnými spojmi je podobná plochej katóde a vzťah medzi veľkosťou prúdu a hrúbkou difúznej vrstvy je COTTRELLOVA rovnica:

Kde I je prúd, z je náboj iónov medi, F je Faradayova konštanta, A je povrch katódy, D je koeficient difúzie medených iónov (D=KT/6πrη), Cb je meď koncentrácia iónov v hlavnom pokovovacom roztoku a Co je katóda Koncentrácia iónov medi na povrchu, D je hrúbka difúznej vrstvy, K je Bowmanova konštanta (K=R/N), T je teplota, r je polomer iónu hydrátu medi a η je viskozita roztoku na galvanické pokovovanie. Keď je koncentrácia medených iónov na povrchu katódy nulová, jeho prúd sa nazýva obmedzujúci difúzny prúd ii:

Princíp horizontálneho pokovovania

Kľúčom k galvanickému pokovovaniu DPS je, ako zabezpečiť rovnomernosť hrúbky medenej vrstvy na oboch stranách substrátu a vnútornej steny priechodného otvoru. Aby sa dosiahla rovnomernosť hrúbky povlaku, je potrebné zabezpečiť, aby prietok pokovovacieho roztoku na oboch stranách dosky s plošnými spojmi a v priechodných otvoroch bol rýchly a konzistentný, aby sa získala tenká a rovnomerná difúzna vrstva. Aby sa získala tenká a rovnomerná difúzna vrstva, podľa súčasnej štruktúry horizontálneho galvanického systému, aj keď je v systéme nainštalovaných veľa dýz, môže rýchlo a vertikálne nastriekať pokovovací roztok na tlačenú dosku, čím sa urýchli roztok pokovovania v priechodný otvor Preto je prietok pokovovacieho roztoku veľmi rýchly a na hornej a spodnej časti substrátu a priechodnom otvore sa vytvorí vír, takže difúzna vrstva je zmenšená a rovnomernejšia. Avšak za normálnych okolností, keď pokovovací roztok náhle vytečie do úzkeho priechodného otvoru, pokovovací roztok na vstupe priechodného otvoru tiež obráti spätný tok. Okrem toho v dôsledku vplyvu distribúcie primárneho prúdu a efektu hrotu je hrúbka medenej vrstvy na vstupnom otvore príliš hrubá a vnútorná stena priechodného otvoru tvorí medený povlak zo psej-kosti . Podľa stavu prietoku roztoku pokovovania v priechodnom otvore, to znamená veľkosti vírivého prúdu a spätného toku, a analýzy stavu kvality vodivého pokovovania priechodným otvorom, sa kontrolné parametre dajú určiť iba testom procesu. metóda na dosiahnutie rovnomernosti hrúbky pokovovania dosky plošných spojov. Keďže veľkosť vírivého prúdu a spätného toku nie je možné vypočítať teoreticky, možno použiť iba metódu procesu merania. Z výsledkov meraní je zrejmé, že na kontrolu rovnomernosti hrúbky pomedenia priechodných-dier je potrebné upraviť regulovateľné parametre procesu podľa pomeru strán priechodných{{2 }}otvory dosky plošných spojov. Spôsob napájania je galvanické pokovovanie s reverzným pulzným prúdom, aby sa získalo pokovovanie medi so silnou distribučnou schopnosťou.

Z vyššie uvedeného vzorca je zrejmé, že limitný difúzny prúd je určený koncentráciou iónov medi v hlavnom pokovovacom roztoku, koeficientom difúzie iónov medi a hrúbkou difúznej vrstvy. Keď je koncentrácia iónov medi v hlavnom pokovovacom roztoku vysoká, difúzny koeficient iónov medi je veľký a hrúbka difúznej vrstvy je tenká, obmedzujúci difúzny prúd je väčší. Podľa vyššie uvedeného vzorca je známe, že na dosiahnutie vyššej limitnej hodnoty prúdu sa musia prijať vhodné procesné opatrenia, to znamená, že sa musí prijať proces ohrevu. Pretože zvýšenie teploty môže zvýšiť koeficient difúzie, zvýšenie rýchlosti prúdenia môže spôsobiť vír a získať tenkú a rovnomernú difúznu vrstvu. Z vyššie uvedenej teoretickej analýzy môže zvýšenie koncentrácie iónov medi v hlavnom pokovovacom roztoku, zvýšenie teploty pokovovacieho roztoku a zvýšenie rýchlosti prúdenia zvýšiť obmedzujúci difúzny prúd a dosiahnuť účel zrýchlenia rýchlosti pokovovania. Horizontálne galvanické pokovovanie je založené na zrýchlení rýchlosti prúdenia pokovovacieho roztoku za vzniku vírivých prúdov, ktoré dokážu efektívne znížiť hrúbku difúznej vrstvy na približne 10 mikrónov. Preto, keď sa na galvanizáciu používa horizontálny systém galvanického pokovovania, prúdová hustota môže byť až 8A/dm2.

Najmä s nárastom počtu slepých otvorov v lamináte by sa na galvanizáciu mal používať nielen horizontálny systém galvanického pokovovania, ale mali by sa použiť aj ultrazvukové vibrácie na podporu výmeny a cirkulácie roztoku na pokovovanie v slepých otvoroch a potom mala by sa zlepšiť metóda napájania a mal by sa použiť spätný impulzný prúd. Upravte ovládateľné parametre s aktuálnymi testovacími údajmi.

Horizontálne galvanické pokovovanie je metóda galvanizácie vyvinutá na základe vertikálneho galvanického pokovovania. Z určitého pohľadu je to dokonalosť a rozšírenie vertikálneho galvanického pokovovania. Preto je veľmi dôležité pochopiť princíp horizontálneho galvanického pokovovania. Dúfam, že tento článok vám môže pomôcť!