PCB 수평 전기 도금 기술 소개

I. 개요

마이크로 전자 공학 기술의 급속한 발전과 함께 회로 기판 제조의 제조는 다층, 축적, 기능화 및 통합 방향으로 빠르게 발전했습니다. 인쇄 회로 설계에서 많은 수의 작은 구멍, 좁은 간격 및 상세한 가이드 라인으로 회로 그래픽의 설계 및 설계를 촉진하여 회로 기판 제조 기술, 특히 세로 비율을 인쇄하기가 더 어려워집니다. -레이어 플레이트가 5:1을 초과하고 누적 레이어 플레이트에 채택된 많은 수의 막힌 구멍으로 인해 기존의 수직 전기 도금 프로세스가 고품질 및 고신뢰성 상호 연결의 기술적 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 주된 이유는 전류 분포 상태를 전기 도금하는 원리에서 분석해야 합니다. 실제 전기 도금을 통해 구멍의 전류 분포는 허리 드럼 모양을 나타냅니다. 구멍의 가장자리는 구멍 중앙 부분의 구리층이 필요로 하는 구리층의 표준 두께를 보장할 수 없습니다. 때로는 구리층이 매우 얇거나 구리가 아닌 층으로 심각한 경우 돌이킬 수 없는 손실을 일으켜 많은 수의 다층 보드가 스크랩됩니다. 대량 생산에서 대량 생산의 품질을 해결하기 위해 전류 및 첨가제 측면에서 심공 도금 문제가 현재 해결되었습니다. 높은 수직 및 수평 대 인쇄 회로 기판 전기 도금 공정에서 대부분은 적당한 공기 교반 및 음극 이동과 결합된 고품질 첨가제의 보조 효과 및 상대적으로 낮은 전류 밀도 조건 하에 있습니다. 정공의 전극 반응 제어 영역을 증가시키면 전기 도금 첨가제의 역할을 표시할 수 있습니다. 또한, 음극 이동은 도금액의 깊은 도금 능력 향상에 매우 도움이 됩니다. 결정핵의 형성 속도는 결정립의 성장 속도로 서로 보상되어 고인성 구리층을 얻습니다.

그러나 구멍의 수직과 수평의 비율이 계속해서 증가하거나 깊은 막힌 구멍이 있을 때 이 두 가지 가공 조치가 약해 보이기 때문에 수평 도금 기술이 생성됩니다. 그것은 수직 전기 도금 기술, 즉 수직 전기 도금 공정을 기반으로 개발된 새로운 전기 도금 기술의 개발의 연속입니다. 이 기술의 핵심은 고도로 분산될 수 있는 도금 솔루션을 만들 수 있는 적응형 지원 수평 전기 도금 시스템을 만드는 것입니다. 전원 공급 방식 및 기타 보조 장치 개선의 협력으로 수직 전기 도금 방식보다 우수함을 보여줍니다. 기능적 효과.

2. 수평 도금 원리 소개

수평 전기 도금 방법과 수직 도금 원리는 동일하며 음과 양 극이 있어야 합니다. 전원을 인가하면 전극반응이 일어나 전해액의 주성분이 생성되어 전기이온과 함께 양이온이 전극반응영역으로 이동하게 된다. 반응 영역의 양의 위상이 이동하므로 금속 퇴적 코팅 및 가스가 생성됩니다. 음극에서 금속이 증착되는 과정은 세 단계로 나누어지기 때문에: 즉, 금속 수화 이온이 음극으로 퍼지고; 두 번째 단계는 금속 수경이온이 점차 탈수되어 음극 표면에 흡착될 때 점진적으로 탈수하는 단계이며; 세 번째 단계는 전자를 받고 금속 격자에 들어가기 위해 음극 표면의 금속 이온을 adsize하는 것입니다. 실제 관찰에서 작동 슬롯까지, 고상 전극과 액상 도금액 사이의 외계 전자 전송 응답을 관찰할 수 없습니다. 그 구조는 전기 도금 이론의 두 가지 전기 층 원리로 설명할 수 있습니다. 전극이 음극이고 분극 상태이면 물 분자와 양전하를 띤 양이온으로 둘러싸여 있습니다. 근처에서 양이온 중심점 근처의 중심점에 위치한 Helmholtz의 외층은 전극에서 약 1-10나노미터 떨어져 있습니다. 그러나 Heimhoz의 외층에 있는 양이온에 의해 운반되는 양전하의 총량으로 인해 양전하는 음극의 음전하를 중화시키기에 충분하지 않습니다. 음극에서 멀리 떨어진 도금액은 흐름의 영향을 받아 용액층 층의 양이온 농도가 이온 농도보다 높습니다. 정적 전력 효과는 Hemzhitz의 외층보다 작고 열 운동의 영향도 받기 때문에 양이온의 방전은 Hemzhitz의 외층만큼 가깝고 깔끔하지 않습니다. 이 층을 확산층이라고 합니다. 확산층의 두께는 도금액의 유량에 반비례한다. 즉, 도금액의 유속이 빠를수록 확산층은 얇아지지만 두께는 일반적인 확산층의 두께가 5-50미크론 정도이다. 음극에서 멀리 떨어져 있습니다. 생성된 용액의 전류가 도금액 농도의 균일성에 영향을 미치기 때문입니다. 확산층의 구리이온은 이온의 확산과 이동에 의해 하임호즈의 외층으로 이동한다. 그러나 본 도금액의 구리 이온은 실제 효과 및 이온 이동에 의해 음극 표면으로 이동합니다. 수평 도금 과정에서 도금 용액의 구리 이온은 세 가지 방법으로 음극 근처로 이동하여 이중 전기 컴퓨터를 형성합니다.

도금액의 생성은 기계적 교반과 펌프 교반, 전극 자체의 요동 또는 회전에 의한 외부 내부의 흐름과 온도 차이로 인한 전기 도금 유체의 흐름입니다. 고체 전극의 표면에 가까울수록 마찰 저항의 영향으로 도금액의 흐름이 점점 느려집니다. 이때 고체 전극 표면의 대류율은 0입니다. 전극 표면에서 스트림 도금액 사이에 형성된 유동층까지, 유동층을 유동 계면층이라고 한다. 유동 계면층의 두께는 확산층 두께의 약 10배이므로 확산층 내 이온의 수송은 유동의 영향을 거의 받지 않는다.

전기의 영향으로 전기 도금 유체의 이온은 정전기이며 이온 컨베이어는 이온 이동이라고합니다. 마이그레이션 속도는 다음과 같습니다. U=Zeoe/6πrη. 그 중 U는 이온 이동도, 이온 이온의 전하수, EO는 전자의 전하(즉, 1.6×1019c), E는 전위, R은 수경이온의 반경, 도금액의 점도이다. 방정식의 계산에 따르면 전위 E가 클수록 전기 도금 유체의 점도가 작아지고 이온 이동 속도가 빨라집니다.

전기 증착 이론에 따르면 전기 도금 시 음극의 인쇄 회로 기판은 비이상적인 분극 전극입니다. 음극 표면에 흡착된 구리 이온은 전자를 얻고 구리 원자로 복원되어 음극 근처의 구리 이온 농도가 감소합니다. 따라서 음극 근처에 구리 이온 농도 구배가 형성됩니다. 본도금 농도보다 구리 이온 농도가 낮은 이 도금액층이 도금액의 확산층이다. 본 도금액의 구리 이온 농도가 높아 음극 부근의 구리 이온 농도가 낮은 곳으로 확산되어 지속적으로 음극 영역을 보충하게 됩니다. 인쇄 회로 기판은 평면 음극과 유사하며 전류의 크기와 확산층의 두께 사이의 관계는 COTTRLLL 방정식입니다.

그 중 i는 전류, 구리이온수는 구리이온수, F는 패러데이 주파수, A는 음극 표면적, D는 구리이온 확산계수(D=KT/6πrη), CB는 주 도금의 구리 이온 농도이고 CO는 음극 극입니다. 표면 구리이온의 농도, D는 확산층의 두께, K는 보시만상수(K=R/N), T는 온도, R은 구리-물이온의 반지름, 점도는 도금액의. 음극 표면의 구리 이온 농도가 0일 때 전류를 극확산 전류 II라고 합니다.

상기 식에서 한계확산전류의 크기가 본 도금액의 구리이온농도, 구리이온의 확산계수, 확산층의 두께를 결정함을 알 수 있다. 본 도금액의 구리이온 농도가 높을 때 구리이온의 확산계수가 크고 확산층의 두께가 얇을수록 제한된 확산전류가 커진다.
위의 공식에 따라 더 높은 극전류 값에 도달하려면 적절한 프로세스 조치를 취해야 합니다. 즉, 가열 프로세스 방법이 채택됩니다. 온도가 상승하면 확산 계수가 커질 수 있기 때문에 증가율은 얇고 균일한 확산층을 만들 수 있습니다. 위의 이론적 분석에서 주 도금 용액의 구리 이온 농도를 높이고 도금 용액의 온도를 높이고 유속을 높이면 극한의 확산 전류를 증가시킬 수 있으며 전기 도금 속도를 가속화하는 목적을 달성할 수 있습니다. 수평 전기 도금은 도금 용액의 대류 속도의 가속을 기반으로 와류를 형성하여 확산층의 두께를 약 10미크론으로 효과적으로 줄일 수 있습니다. 따라서 수평 도금 시스템을 전기 도금에 사용하면 전류 밀도가 8A/DM2까지 높아질 수 있습니다.

인쇄 회로 기판 전기 도금의 핵심은 기판 내벽의 구리 층 두께의 균일성을 보장하는 방법입니다. 코팅 두께의 균형을 이루기 위해서는 인쇄 기판의 양면과 기공의 도금액이 빠르고 균일해야 얇고 균일한 확산층을 얻을 수 있습니다. Bojuyi의 도포층에 도달하기 위해, 수평 도금 시스템의 현재 구조 측면에서 시스템에 많은 스프레이 토치가 설치되어 있지만 인쇄 기판에 도금을 빠르게 분사하여 도금 유체의 흐름을 가속화할 수 있습니다. 모공에 구멍. 속도는 도금액의 유속을 빠르게 합니다. 기판의 상부 및 하부 구멍에 맴돌이 전류를 설정하여 확산층을 줄이고 비교적 균일하게 합니다. 그러나 도금액이 좁은 기공으로 갑자기 유입되면 기공 입구의 도금액도 역류하게 된다. 또한 전류 분포의 영향으로 종종 입구의 구멍에 전기 도금이 발생합니다. 구리 층의 두께로 인해 통과 구멍의 내벽은 개 뼈 모양의 구리 코팅을 구성합니다. 기공에 흐르는 기공의 상태, 즉 와류의 크기와 복귀유동에 따라 전기도금된 기공의 품질 상태 분석은 공정시험법에 의해서만 결정될 수 있어 균일도를 판단한다. 회로 기판의 전기 도금 두께를 달성하기 위한 제어 매개변수. 와류와 역류의 크기는 여전히 이론적 계산 방법을 알 수 없기 때문에 측정된 공정 방법만 채택합니다. 홀의 구리 코팅 층 두께의 균일성을 제어하기 위해 회로 기판 통과 홀의 수직 비율에 따라 제어 가능한 공정 매개변수를 조정하고 심지어 고도로 분산된 전기도금 구리 용액. 그런 다음 적절한 첨가제를 추가하고 전원 공급 방법을 개선하고 전기 도금에 역 펄스 전류를 사용하여 분배 용량이 높은 구리 도금을 얻습니다.

특히 어큐뮬레이션 플레이트의 마이크로 블라인드 홀의 수가 증가하여 전기 도금에 수평 전기 도금 시스템이 사용될 뿐만 아니라 마이크로 블라인드 홀에서 도금액의 교체 및 순환을 촉진하기 위해 초음파 진동이 사용됩니다. 제어된 매개변수를 수정하여 만족스러운 결과를 얻기 위해 데이터를 조정할 수 있습니다.

3. 수평 도금 시스템의 기본 구조

수평전해도금의 특성상 인쇄회로기판을 수직형태에서 평행도금액으로 도금하는 전착방식이다. 이때 인쇄회로기판은 음극이며 전류공급방식의 수평도금방식은 도전클립과 도전성롤링휠을 사용한다. 운영 체제의 편리함을 이야기하자면 롤링 휠 전도도의 공급 방식이 더 일반적입니다. 음극 외에도 수평 도금 시스템의 전도성 롤러에는 전송 및 인쇄 회로 기판 기능도 있습니다. 각 전도성 롤러에는 다양한 인쇄 회로 기판({{0}}.10-5.00mm)의 전기 도금 요구에 적응할 수 있는 스프링 장치가 장착되어 있습니다. 두께. 그러나 전기 도금 시 도금액과 접촉하는 부분이 구리층으로 도금될 수 있어 시스템을 장시간 가동할 수 없습니다. 따라서 현재 수평 전기 도금 시스템의 대부분은 음극을 양극으로 전환한 다음 보조 음극 세트를 사용하여 코팅된 휠의 구리 전해질을 용해하도록 설계되었습니다. 유지 보수 또는 교체를 위해 새로운 전기 도금 설계는 손쉬운 분해 또는 교체를 위해 손실되기 쉬운 영역도 고려합니다. 양극은 배열의 크기를 조절할 수 있는 불용성 티타늄 바스켓으로 인쇄 회로 기판의 상단과 하단에 각각 배치됩니다. 내부는 직경 25mm의 구형이며 인 함량은 0.04-0.06% 수용성 구리, 음극 및 양극입니다. 사이의 거리는 40mm입니다.

도금액의 흐름은 펌프와 노즐로 구성된 시스템으로 도금액이 닫힌 홈 앞에서 빠르게 흐르도록 하여 흐르는 액체 흐름의 평균 특성을 보장할 수 있습니다. 도금 용액은 인쇄 회로 기판에 수직으로 분사되고 인쇄 회로 기판 표면은 월 제트 와류를 형성합니다. 그 목적은 인쇄 회로 기판의 양면에서 도금 유체의 빠른 흐름과 소용돌이를 형성하기 위한 구멍의 범람을 달성합니다. 또한 1.2 미크론 분야에서 사용되는 그루브에 필터 시스템을 설치하여 전기 도금 공정에서 발생하는 입상 불순물을 이용하여 도금액의 청결과 오염을 보장합니다.

수평 도금 시스템을 제조할 때 편리한 작동과 공정 매개변수의 자동 제어도 고려해야 합니다. 실제 전기 도금에서는 회로 기판의 크기, 기공의 크기, 필요한 구리 두께, 전송 속도, 인쇄 기판 사이의 거리, 펌프의 크기 마력, 분사 모란 방향 및 전류 밀도와 같은 공정 매개변수 설정에는 기술 요구 사항을 충족하는 구리층의 두께를 얻기 위해 실제 테스트와 조정 및 제어가 필요합니다. 컴퓨터를 제어해야 합니다. 생산 품질과 부산물의 품질의 일관성과 신뢰성을 향상시키기 위해 공정 절차에 따라 인쇄 회로 기판 (도금 구멍 포함)의 전면 및 후면 처리, 완전한 수평 도금 형성 신제품 개발 및 상장에 부합하는 시스템 필요.

넷째, 수평 도금의 개발 이점

수평 전기 도금 기술의 개발은 우연이 아니라 고밀도, 고정밀, 다기능, 다기능, 높은 수직 및 수평-대-다층-대-다층 회로 기판 제품에 대한 필요성입니다. 그것의 장점은 현재 사용되는 수직 도금 공정보다 더 발전되고 제품 품질이 더 안정적이며 대규모 생산이 가능하다는 것입니다. 수직 전기 도금 공정에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.

(1) 다양한 크기에 적응하고 손으로 장착할 필요가 없으며 모든 자동화 작업을 실현하여 개선에 해롭지 않고 작업 프로세스가 기판 표면에 손상을 주지 않도록 보장합니다. 대규모 생산의 대량 생산에 유리합니다.

(2) 공정 검토에서 클램프의 위치를 ​​떠나 실용 영역을 늘리고 원자재 손실을 크게 줄일 필요가 없습니다.

(3) 수평 전기 도금은 회로 기판 표면의 표면과 블록 당 회로 기판 코팅의 코팅이 균일하도록 기판을 만들기 위해 전체 프로세스에 의해 제어됩니다.

(4) 관리의 관점에서 전기 도금 그루브는 세척 및 전기 도금 유체로부터 자동화된 작업을 완전히 실현할 수 있으며 인위적인 오류로 인해 관리가 통제 불능 상태가 되지 않습니다.

(5) 실제 생산에서 알 수 있습니다. 수평 전기 도금의 다중 수평 청소를 사용하기 때문에 청소 물의 양을 크게 절약하고 하수 처리의 압력을 줄입니다.

(6) 이 시스템은 작동 공간의 오염과 프로세스에 대한 칼로리 증발의 직접적인 영향을 줄이기 위해 폐쇄 작동을 사용하기 때문에 작동 환경을 크게 개선했습니다. 특히 굽는 과정에서 칼로리 손실이 줄어들어 불필요한 에너지 소모가 줄어들어 에너지가 절약되고 생산 효율이 크게 향상된다.

5. 요약

수평 전기 도금 기술의 출현은 높은 수직 및 수평 기공의 요구를 완전히 충족시키는 것입니다. 그러나 전기 도금 공정의 복잡성과 특수성으로 인해 설계 및 개발 수준의 전기 도금 시스템에는 여전히 몇 가지 기술적 문제가 있습니다. 이는 실전에서 개선해야 합니다. 그럼에도 불구하고 수평 전기 도금 시스템의 사용은 인쇄 회로 산업에서 큰 발전과 진보입니다. 고밀도 및 다층 보드 제조에 이러한 유형의 장비를 사용하는 것은 큰 잠재력을 보여주기 때문에 인력 및 작업 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 수직 전기 도금 라인보다 속도와 효율성을 높일 수 있습니다. 또한 에너지 소비를 줄이고 필요한 폐액에 대한 폐수 폐수를 줄이고 공정 환경 및 공정 조건을 크게 개선하고 전기 도금층의 품질을 향상시킵니다. 수평 도금 라인은 대규모 출력 24 -시간 연속 작동에 적합합니다. 가로 도금선은 디버깅 시 세로 도금선보다 약간 더 어렵습니다. 디버깅이 완료되면 매우 안정적입니다. 장기간 안정적인 작업을 보장하기 위해 도금 용액을 조정하십시오.