[導讀] 在電鍍時,根據多層板的特點,要使電流能在整個板上的孔內表面的均勻分布,必須除板面四周添加輔助陰極外,還要調整工藝參數以確??變儒儗拥木鶆蚍植肌碾婂冊矸治鲆獙ΜF
在電鍍時,根據多層板的特點,要使電流能在整個板上的孔內表面的均勻分布,必須除板面四周添加輔助陰極外,還要調整工藝參數以確保孔內鍍層的均勻分布。從電鍍原理分析要對現有的工藝參數進行科學的調整,就需要了解電流與被鍍厚度的關系,電鍍理論認為,在高酸低銅的硫酸鹽類型的溶液中,基板板面與孔內鍍層的厚度落差(也稱之謂“電位差EIR”)是由下列公式決定的:
EIR=IL2/2KD
其中公式中I -DK、 L—板厚、 K —電導率、D—孔徑。
從上述公式可發(fā)看出,降低陰極電流密度、增加溶液電導率或使電位差變小,使深孔鍍得以實現。但如果采取小電流密度,只能增加電鍍時間,勢必會降低生產效率,更重要的也無法確保深孔電鍍銅層的完整性,有可能電流還未到孔中心位置,其部分的導電層已被酸溶解。但適當的降低電流密度也是可行的,因為多少可增加鍍液分散能力,提高電鍍溶液深孔電鍍的能力。在不影響蝕刻質量的前提下,采取全板電鍍+圖形電鍍的工藝方法解決深 孔電鍍的質量問題。具體的方法就是將原來全板電鍍的時間由原15-25分鐘增至40 分鐘;原來圖形電鍍的時間由原來的60分鐘降致到35-40分鐘。其道理很清楚,就是使兩面的導電能力提高,使構成兩面導電的深孔也能增加電流在其表面的均勻分布,也就達到金屬在其孔壁表面的均勻分布。
根據電解質溶液理論,電導率表示每邊長1厘米的一立方厘米溶液的電導,而電導是表示導體導電性能的物理量。從試驗獲知在電鍍銅溶液中電導率K值是受硫酸含量影響較大的。即是硫酸含量越高,K值也就越大,而EIR就越小;當硫酸達至每升200克時,K值趨向穩(wěn)定。深孔理論認為:深孔電鍍的真實效果,是由硫酸與硫酸銅的比值決定的,其比值越大鍍液的深 鍍能力也就越強。根據這一理論,采取硫酸的濃度達到每升210克、硫酸銅的濃度為每升55克,其比值4,酸銅比為16。除此之外,采取提高電鍍液的溫度,降低水化離子水化作用程度,水化離子半徑降低,同時也會降低溶液的粘度,加強溶液的流動性,加快離子運動的速度,有利于電導率的增加。但要適當的提高溶液溫度,因為溫度過高,雖然可增加電流密度,但會使添加劑消耗增加,很容易失去平衡,使鍍層的整平和光亮性下降。
三.結論和建議
采用脈沖式水平電鍍銅工藝。根據電鑄銅所采用的脈沖電鍍工藝方法啟示,為解決深孔或深盲孔電鍍銅問題,提出采用“定時反電流或定時反脈沖”供電方式,試圖解決印制電路板生產過程所面臨的深孔鍍的技術難題。當然脈沖電鍍在印制電路板制造業(yè)中已不是什么新工藝,脈沖電源不同于直流電源,它是通過一個開關元件使整流器以(s的速度開/關,向陰極提供脈沖信號,當整流器處于關的狀態(tài)時,它比直流更有效地向孔內的邊界層補充銅了子,從而能使高縱橫比孔徑內壁電鍍銅層厚度更加均勻。
解決了多層板與積層板上面的深孔或深盲孔(縱橫比為1:1以上-指盲孔而言)電鍍的難題。它與常規(guī)的供電方式電鍍銅進行比較,其數據列表如下:
樣板 孔長(板厚) (mm) 孔徑 (mm)縱橫比 電流密度 ASD
脈沖電鍍銅 直流電鍍銅 反波/正波電流比(%) 正反時間比 (ms)分布力 (%)全時間 (分)分布力 (%)全程時間 (分)
A 2.4 0.3 8:1 3.3 310 20/1.0 92 58 75 113
B 3.2 0.3 10.7:1 3.0 250 20/1.0 78 45 70-75 70
C 3.2 0.35 9.2:1 3.0 250 20/1.0 85 45 80-85 70
D 1.5 0.40 4:1 3.0 250 15/0.5 112 60 103 120
板厚=3.2mm
孔徑=0.8mm
電流密度=3.2A/dm2
電鍍銅時間=50分鐘
四.結論
在常規(guī)電鍍工藝中,為解決多層板深孔電鍍問題,根據電鍍理論與實踐經驗適當的調整電鍍工藝參數和調整鍍液硫酸與硫酸銅的比列,提高多層板高縱橫比深孔電鍍質量的合格率會有較大幅度的提高,但當厚徑比達至很高的時,建議采用脈沖式水平電鍍工藝。
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責任編輯:BC
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