[導(dǎo)讀] 一、概述 完全為了適應(yīng)高縱橫比通孔 電鍍 的需要。但由于電鍍過(guò)程的復(fù)雜性和特殊性，水平電鍍技術(shù)的呈現(xiàn)。設(shè)計(jì)與研制水平電鍍系統(tǒng)仍然存在著若干技術(shù)性的問(wèn)題。這有待于在實(shí)踐

一、概述
       完全為了適應(yīng)高縱橫比通孔電鍍的需要。但由于電鍍過(guò)程的復(fù)雜性和特殊性，水平電鍍技術(shù)的呈現(xiàn)。設(shè)計(jì)與研制水平電鍍系統(tǒng)仍然存在著若干技術(shù)性的問(wèn)題。這有待于在實(shí)踐過(guò)程中加以改進(jìn)。盡管如此，但水平電鍍系統(tǒng)的使用，對(duì)印制電路行業(yè)來(lái)說(shuō)是很大的發(fā)展和進(jìn)步。因?yàn)榇祟愋偷脑O(shè)備在制造高密度多層板方面的運(yùn)用，顯示出很大的潛力，不但能節(jié)省人力及作業(yè)時(shí)間而且生產(chǎn)的速度和效率比傳統(tǒng)的垂直電鍍線要高。而且降低能量消耗、減少所需處理的廢液廢水廢氣，而且大大改善工藝環(huán)境和條件，提高電鍍層的質(zhì)量水準(zhǔn)。水平電鍍線適用于大規(guī)模產(chǎn)量24小時(shí)不間斷作業(yè)，水平電鍍線在調(diào)試的時(shí)候較垂直電鍍線稍困難一些，一旦調(diào)試完畢是十分穩(wěn)定的同時(shí)在使用過(guò)程中要隨時(shí)監(jiān)控鍍液的情況對(duì)鍍液進(jìn)行調(diào)整，確保長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

       PCB制造向多層化、積層化、功能化和集成化方向迅速的發(fā)展。促使印制電路設(shè)計(jì)大量采用微小孔、窄間距、細(xì)導(dǎo)線進(jìn)行電路圖形的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展。使得PCB制造技術(shù)難度更高，特別是多層板通孔的縱橫比超過(guò)5：1及積層板中大量采用的較深的盲孔，使常規(guī)的垂直電鍍工藝不能滿足高質(zhì)量、高可靠性互連孔的技術(shù)要求。其主要原因需從電鍍?cè)黻P(guān)于電流分布狀態(tài)進(jìn)行分析，通過(guò)實(shí)際電鍍時(shí)發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)電流的分布呈現(xiàn)腰鼓形，出現(xiàn)孔內(nèi)電流分布由孔邊到孔中央逐漸降低，致使大量的銅沉積在外表與孔邊，無(wú)法確保孔中央需銅的部位銅層應(yīng)達(dá)到規(guī)范厚度，有時(shí)銅層極薄或無(wú)銅層，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成無(wú)可挽回的損失，導(dǎo)致大量的多層板報(bào)廢。為解決量產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，目前都從電流及添加劑方面去解決深孔電鍍問(wèn)題。高縱橫比PCB電鍍銅工藝中，大多都是優(yōu)質(zhì)的添加劑的輔助作用下，配合適度的空氣攪拌和陰極移動(dòng)，相對(duì)較低的電流密度條件下進(jìn)行的使孔內(nèi)的電極反應(yīng)控制區(qū)加大，電鍍添加劑的作用才干顯示進(jìn)去，再加上陰極移動(dòng)非常有利于鍍液的深鍍能力的提高，鍍件的極化度加大，鍍層電結(jié)晶過(guò)程中晶核的形成速度與晶粒長(zhǎng)大速度相互補(bǔ)償，從而獲得高韌性銅層。

       這兩種工藝措施就顯得無(wú)力，然而當(dāng)通孔的縱橫比繼續(xù)增大或出現(xiàn)深盲孔的情況下。于是發(fā)生水平電鍍技術(shù)。垂直電鍍法技術(shù)發(fā)展的繼續(xù)，也就是垂直電鍍工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新穎電鍍技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵就是應(yīng)制造出相適應(yīng)的相互配套的水平電鍍系統(tǒng)，能使高分散能力的鍍液，改進(jìn)供電方式和其它輔助裝置的配合下，顯示出比垂直電鍍法更為優(yōu)異的功能作用。

二、水平電鍍?cè)砗?jiǎn)介

       通電后發(fā)生電極反應(yīng)使電解液主成份產(chǎn)生電離，水平電鍍與垂直電鍍方法和原理是相同的都必須具有陰陽(yáng)兩極。使帶電的正離子向電極反應(yīng)區(qū)的負(fù)相移動(dòng);帶電的負(fù)離子向電極反應(yīng)區(qū)的正相移動(dòng)，于是發(fā)生金屬堆積鍍層和放出氣體。因?yàn)榻饘僭陉帢O沉積的過(guò)程分為三步：即金屬的水化離子向陰極擴(kuò)散;第二步就是金屬水化離子在通過(guò)雙電層時(shí)，逐步脫水，并吸附在陰極的外表上;第三步就是吸附在陰極表面的金屬離子接受電子而進(jìn)入金屬晶格中。從實(shí)際觀察到作業(yè)槽的情況是固相的電極與液相電鍍液的界面之間的無(wú)法觀察到異相電子傳遞反應(yīng)。其結(jié)構(gòu)可用電鍍理論中的雙電層原理來(lái)說(shuō)明，當(dāng)電極為陰極并處于極化狀態(tài)情況下，則被水分子包圍并帶有正電荷的陽(yáng)離子，因靜電作用力而有序的排列在陰極附近，最靠近陰極的陽(yáng)離子中心點(diǎn)所構(gòu)成的設(shè)相面而稱之亥姆霍茲(Helmholtz外層，該外層距電極的距離約約1-10納米。但是由于亥姆霍茲外層的陽(yáng)離子所帶正電荷的總電量，其正電荷量不足以中和陰極上的負(fù)電荷。而離陰極較遠(yuǎn)的鍍液受到對(duì)流的影響，其溶液層的陽(yáng)離子濃度要比陰離子濃度高一些。此層由于靜電力作用比亥姆霍茲外層要小，又要受到熱運(yùn)動(dòng)的影響，陽(yáng)離子排列并不像亥姆霍茲外層緊密而又整齊，此層稱之謂擴(kuò)散層。擴(kuò)散層的厚度與鍍液的流動(dòng)速率成反比。也就是鍍液的流動(dòng)速率越快，擴(kuò)散層就越薄，反則厚，一般擴(kuò)散層的厚度約5-50微米。離陰極就更遠(yuǎn)，對(duì)流所到達(dá)的鍍液層稱之謂主體鍍液。因?yàn)槿芤旱陌l(fā)生的對(duì)流作用會(huì)影響到鍍液濃度的均勻性。擴(kuò)散層中的銅離子靠鍍液靠擴(kuò)散及離子的遷移方式輸送到亥姆霍茲外層。而主體鍍液中的銅離子卻靠對(duì)流作用及離子遷移將其輸送到陰極表面。所在水平電鍍過(guò)程中，鍍液中的銅離子是靠三種方式進(jìn)行輸送到陰極的附近形成雙電層。

        以及溫差引起的電鍍液的流動(dòng)。越靠近固體電極的外表的地方，鍍液的對(duì)流的發(fā)生是采用外部現(xiàn)內(nèi)部以機(jī)械攪拌和泵的攪拌、電極本身的擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)方式。由于其磨擦阻力的影響至使電鍍液的流動(dòng)變得越來(lái)越緩慢，此時(shí)的固體電極表面的對(duì)流速率為零。從電極表面到對(duì)流鍍液間所形成的速率梯度層稱之謂流動(dòng)界面層。該流動(dòng)界面層的厚度約為擴(kuò)散層厚度的十倍，故擴(kuò)散層內(nèi)離子的輸送幾乎不受對(duì)流作用的影響。
 

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