Globaalin galvanoinnin lähtöarvo PCB teollisuuden osuus elektroniikkakomponenttiteollisuuden kokonaistuotannon arvosta kasvaa nopeasti. Se on toimiala, jolla on suurin osuus elektroniikkakomponenttiteollisuudesta ja sillä on ainutlaatuinen asema. Sähköpinnoitettujen piirilevyjen vuotuinen tuotantoarvo on 60 miljardia Yhdysvaltain dollaria. Elektroniikkatuotteiden määrä on tulossa kevyemmäksi, ohuemmiksi, lyhyemmäksi ja pienemmäksi, ja läpivientien suora pinoaminen sokeille läpivientiaukoille on suunnittelumenetelmä tiheiden yhteenliitäntöjen aikaansaamiseksi. Jotta reikien pinoaminen onnistuisi hyvin, reiän pohjan tulee olla tasainen. Tyypillisen tasaisen reiän pinnan tekemiseen on useita tapoja, ja galvanointireikien täyttöprosessi on yksi edustavista. Sen lisäksi, että galvanointi- ja täyttöprosessi vähentää prosessin lisäkehityksen tarvetta, se on myös yhteensopiva nykyisten prosessilaitteiden kanssa, mikä edistää hyvän luotettavuuden saavuttamista.

Galvanointireikien täytöllä on seuraavat edut:

(1) Mahdollistaa pinottujen reikien (Stacked) ja levyllä olevien reikien (Via.on.Pad) suunnittelun;

(2) Paranna sähköistä suorituskykyä ja auta korkeataajuista suunnittelua;

(3) edistää lämmön hajoamista;

(4) Pistokkeen reikä ja sähköinen liitäntä tehdään yhdessä vaiheessa;

(5) Sokeat reiät on täytetty galvanoidulla kuparilla, jolla on parempi luotettavuus ja parempi johtavuus kuin johtavalla liimalla.

Fyysisen vaikutuksen parametrit

Fyysiset parametrit, joita on tutkittava, ovat: anodin tyyppi, anodi-katodiväli, virrantiheys, sekoitus, lämpötila, tasasuuntaaja ja aaltomuoto jne.

(1) Anodityyppi. Mitä tulee anodityyppeihin, ei ole mitään muuta kuin liukoisia anodeja ja liukenemattomia anodeja. Liukoinen anodi on yleensä fosforipitoinen kuparipallo, joka on helppo tuottaa anodimutaa, saastuttaa pinnoitusliuoksen ja vaikuttaa pinnoitusliuoksen suorituskykyyn. Liukenemattomat anodit, jotka tunnetaan myös inertteinä anodeina, koostuvat yleensä titaaniverkosta, joka on päällystetty tantaalin ja zirkoniumin sekaoksideilla. Liukenematon anodi, hyvä vakaus, ei anodin huoltoa, ei anodin mudan muodostusta, pulssi- ​​tai DC-sähköpinnoitusta; lisäaineiden kulutus on kuitenkin suhteellisen suuri.

(2) Katodin ja anodin välinen etäisyys. Katodin ja anodin välisen etäisyyden suunnittelu galvanointireikien täyttöprosessissa on erittäin tärkeä, eikä erityyppisten laitteiden suunnittelu ole sama. On kuitenkin huomautettava, että riippumatta siitä, millainen suunnittelu on, sen ei pitäisi rikkoa Faran ensimmäistä lakia.

3) Sekoitetaan. Sekoituksia on monenlaisia, mukaan lukien mekaaninen ravistelu, sähköinen ravistelu, ilmaravistelu, ilmasekoitus ja suihku (opettaja).

Galvanointia ja reikien täyttöä varten on yleensä taipumus lisätä suihkurakennetta perinteisen kuparisylinterin kokoonpanon perusteella. Kuitenkin, onko se pohja- tai sivusuihku, kuinka suihkuputki ja ilmasekoitusputki järjestetään sylinterissä; mikä on suihkun virtaus tunnissa; mikä on suihkuputken ja katodin välinen etäisyys; jos käytetään sivusuihkua, suihku on anodin edessä tai takana; jos käytetään pohjasuihkua, aiheuttaako se epätasaista sekoittumista ja pinnoitusliuos sekoitetaan heikosti ja voimakkaasti alaspäin; suihkuputken suihkujen lukumäärä, etäisyys ja kulma ovat kaikki tekijöitä, jotka on otettava huomioon kuparisylinteriä suunniteltaessa. Kokeilua tarvitaan paljon.

Lisäksi ihanteellisin tapa on liittää jokainen suihkuputki virtausmittariin, jotta saavutetaan virtausnopeuden valvonta. Koska suihkuvirtaus on suuri, ratkaisu on helppo tuottaa lämpöä, joten myös lämpötilan säätö on erittäin tärkeää.

(4) Virran tiheys ja lämpötila. Matala virrantiheys ja alhainen lämpötila voivat vähentää pintakuparin kerrostumisnopeutta ja samalla antaa reikään riittävästi Cu2:ta ja kirkastetta. Tässä tilanteessa reikien täyttökyky paranee, mutta samalla pinnoitusteho heikkenee.

(5) Tasasuuntaaja. Tasasuuntaaja on tärkeä lenkki galvanointiprosessissa. Tällä hetkellä galvanointireikien täytön tutkimus rajoittuu enimmäkseen täyslevyn galvanoimiseen. Jos otetaan huomioon kuvion galvanointireiän täyttö, katodin pinta-ala tulee hyvin pieneksi. Tällä hetkellä tasasuuntaajan lähtötarkkuudelle asetetaan erittäin korkeat vaatimukset.

Tasasuuntaajan lähtötarkkuus tulee valita tuotelinjan ja läpiviennin koon mukaan. Mitä ohuempia viivoja ja pienempiä reiät ovat, sitä korkeammat tarkkuusvaatimukset tasasuuntaajalle asetetaan. Yleensä tulee valita tasasuuntaaja, jonka lähtötarkkuus on alle 5 %. Valitun tasasuuntaajan korkea tarkkuus lisää laiteinvestointeja. Tasasuuntaajan lähtökaapelin johdotusta varten aseta tasasuuntaaja ensin pinnoitussäiliön sivulle niin paljon kuin mahdollista, jotta lähtökaapelin pituutta voidaan lyhentää ja pulssivirran nousuaikaa voidaan lyhentää. Tasasuuntaajan lähtökaapelin tekniset tiedot valittaessa tulee varmistaa, että lähtökaapelin verkkojännitehäviö on 0.6 V sisällä, kun suurin lähtövirta on 80 %. Tarvittava kaapelin poikkipinta-ala lasketaan yleensä 2.5A/mm:n virrankantokyvyn mukaan. Jos kaapelin poikkipinta-ala on liian pieni tai kaapelin pituus liian pitkä ja linjan jännitehäviö on liian suuri, siirtovirta ei saavuta tuotannossa tarvittavaa virta-arvoa.

Päällystyssäiliöissä, joiden uran leveys on yli 1.6 m, tulee harkita kaksipuolista virransyöttömenetelmää ja kaksipuolisten kaapelien pituuden tulee olla yhtä suuri. Tällä tavalla voidaan varmistaa, että kahdenvälistä virtavirhettä hallitaan tietyllä alueella. Tasasuuntaaja tulee kytkeä pinnoitussäiliön jokaiseen lentotankoon molemmille puolille, jotta virtaa kappaleen molemmilla puolilla voidaan säätää erikseen.

(6) Aaltomuoto. Tällä hetkellä aaltomuotojen näkökulmasta galvanointireikien täyttöä on kahta tyyppiä: pulssigalvanointi ja tasavirtasähköpinnoitus. Sekä galvanointi- että täyttömenetelmiä on tutkittu. Tasavirtasähköpinnoitusreikien täyttö ottaa käyttöön perinteisen tasasuuntaajan, jota on helppo käyttää, mutta jos levy on paksumpi, ei voi tehdä mitään. Pulssigalvanointireikien täyttö käyttää PPR-tasasuuntaajaa, jolla on monia toimintavaiheita, mutta jolla on vahva prosessointikyky paksummille prosessinaikaisille levyille.

Substraatin vaikutus

Myöskään alustan vaikutusta galvanoituun reiän täyttöön ei pidä jättää huomiotta. Yleensä on olemassa tekijöitä, kuten dielektrisen kerroksen materiaali, reiän muoto, paksuus-halkaisija-suhde ja kemiallinen kuparipinnoitus.

(1) Dielektrisen kerroksen materiaali. Dielektrisen kerroksen materiaalilla on vaikutusta reiän täyttöön. Verrattuna lasikuituvahvisteisiin materiaaleihin, ei-lasivahvisteiset materiaalit ovat helpompia täyttää reikiä. On syytä huomata, että reiän lasikuituulokkeet vaikuttavat haitallisesti kemialliseen kupariin. Tässä tapauksessa reiän täytön galvanoinnin vaikeus on parantaa kemiallisen pinnoituskerroksen siemenkerroksen tarttumista itse reiän täyttöprosessin sijaan.

Itse asiassa lasikuituvahvisteisten alustojen galvanointia ja reikien täyttöä on käytetty varsinaisessa tuotannossa.

(2) Paksuuden ja halkaisijan suhde. Tällä hetkellä sekä valmistajat että kehittäjät pitävät erimuotoisten ja -kokoisten reikien täyttötekniikkaa erittäin tärkeänä. Reikien täyttökykyyn vaikuttaa suuresti reiän paksuuden ja halkaisijan suhde. Suhteellisesti DC-järjestelmiä käytetään kaupallisemmin. Tuotannossa reiän kokoalue on kapeampi, yleensä halkaisija 80 µm × 120 Bm, syvyys 40 µm × 8 OBm, ja paksuuden ja halkaisijan välinen suhde ei saa ylittää 1:1.

(3) Sähkötön kuparipinnoituskerros. Virtattoman kuparipinnoituskerroksen paksuus ja tasaisuus sekä sijoitusaika kemiallisen kuparipinnoituksen jälkeen vaikuttavat kaikki reikien täyttötehoon. Virtaton kupari on liian ohutta tai paksuudeltaan epätasaista, ja sen reikien täyttövaikutus on huono. Yleensä reikä on suositeltavaa täyttää, kun kemiallisen kuparin paksuus on > 0.3 pm. Lisäksi kemiallisen kuparin hapettuminen vaikuttaa negatiivisesti reiän täyttövaikutukseen.