Análise dos fatores que afetam o processo de preenchimento de orifícios de galvanoplastia de PCB

O valor de saída da galvanoplastia global PCB A indústria é responsável por um rápido aumento na proporção do valor total da produção da indústria de componentes eletrônicos. É a indústria com maior proporção na indústria de componentes eletrônicos e ocupa uma posição ímpar. O valor de produção anual de PCB galvanizado é de 60 bilhões de dólares americanos. O volume de produtos eletrônicos está se tornando mais leve, mais fino, mais curto e menor, e o empilhamento direto de vias em vias cegas é um método de design para obter interconexão de alta densidade. Para fazer um bom trabalho de empilhamento dos orifícios, a parte inferior do orifício deve ser plana. Existem várias maneiras de fazer uma superfície de orifício plana típica, e o processo de preenchimento de orifícios de galvanoplastia é um dos mais representativos. Além de reduzir a necessidade de desenvolvimento adicional de processos, o processo de galvanoplastia e envase também é compatível com os equipamentos de processo atuais, o que favorece a obtenção de boa confiabilidade.

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O enchimento de orifícios de galvanização tem as seguintes vantagens:

(1) Propício para o design de orifícios empilhados (Empilhados) e orifícios no disco (Via.on.Pad);

(2) Melhorar o desempenho elétrico e ajudar no projeto de alta frequência;

(3) Contribuir para a dissipação de calor;

(4) O orifício do plugue e a interconexão elétrica são concluídos em uma etapa;

(5) Os orifícios cegos são preenchidos com cobre galvanizado, que apresenta maior confiabilidade e melhor condutividade do que a cola condutora.

Parâmetros de influência física

Os parâmetros físicos que precisam ser estudados são: tipo de ânodo, espaçamento ânodo-cátodo, densidade de corrente, agitação, temperatura, retificador e forma de onda, etc.

(1) Tipo de ânodo. Quando se trata de tipos de ânodo, não há nada mais do que ânodos solúveis e ânodos insolúveis. O ânodo solúvel é geralmente uma bola de cobre de fósforo, que é fácil de produzir lama de ânodo, contamina a solução de galvanização e afeta o desempenho da solução de galvanização. Os ânodos insolúveis, também conhecidos como ânodos inertes, são geralmente compostos de malha de titânio revestida com uma mistura de óxidos de tântalo e zircônio. Ânodo insolúvel, boa estabilidade, sem manutenção do ânodo, sem geração de lama do ânodo, pulso ou eletrodeposição DC são aplicáveis; no entanto, o consumo de aditivos é relativamente grande.

(2) A distância entre o cátodo e o ânodo. O projeto do espaçamento entre o cátodo e o ânodo no processo de preenchimento do orifício de galvanoplastia é muito importante, e o projeto dos diferentes tipos de equipamento não é o mesmo. No entanto, deve-se ressaltar que não importa como o projeto seja, ele não deve violar a primeira lei de Fara.

3) Agitar. Existem muitos tipos de agitação, incluindo agitação mecânica, agitação elétrica, agitação de ar, agitação de ar e jato (Eductor).

Para galvanoplastia e preenchimento de orifícios, geralmente tende-se a aumentar o projeto do jato com base na configuração do cilindro de cobre tradicional. Porém, se é um jato de fundo ou um jato lateral, como organizar o tubo de jato e o tubo de agitação de ar no cilindro; qual é o fluxo do jato por hora; qual a distância entre o tubo de jato e o cátodo; se o jato lateral é usado, o jato está no ânodo frontal ou traseiro; se o jato de fundo for usado, isso causará uma mistura irregular e a solução de revestimento será agitada fracamente e fortemente para baixo; o número, espaçamento e ângulo dos jatos no tubo de jato são todos fatores que devem ser considerados ao projetar o cilindro de cobre. É necessária muita experimentação.

Além disso, a forma mais ideal é conectar cada tubo de jato a um medidor de vazão, de forma a atingir o objetivo de monitorar a vazão. Como o fluxo do jato é grande, a solução é fácil de gerar calor, portanto, o controle da temperatura também é muito importante.

(4) Densidade e temperatura da corrente. A baixa densidade de corrente e a baixa temperatura podem reduzir a taxa de deposição de cobre na superfície, ao mesmo tempo que fornecem Cu2 e branqueador suficientes no orifício. Sob esta condição, a capacidade de enchimento do orifício é aumentada, mas ao mesmo tempo a eficiência do revestimento é reduzida.

(5) Retificador. O retificador é um elo importante no processo de galvanoplastia. Atualmente, a pesquisa sobre o preenchimento de orifícios de galvanoplastia é limitada principalmente à galvanoplastia de placa completa. Se o preenchimento do orifício de eletrodeposição for considerado, a área do cátodo se tornará muito pequena. Neste momento, são apresentados requisitos muito elevados para a precisão de saída do retificador.

A precisão de saída do retificador deve ser selecionada de acordo com a linha de produtos e o tamanho da via. Quanto mais finas as linhas e menores os furos, maiores serão os requisitos de precisão do retificador. Geralmente, um retificador com uma precisão de saída de menos de 5% deve ser selecionado. A alta precisão do retificador selecionado aumentará o investimento em equipamentos. Para a fiação do cabo de saída do retificador, primeiro coloque o retificador na lateral do tanque de galvanização tanto quanto possível, de modo que o comprimento do cabo de saída possa ser reduzido e o tempo de aumento da corrente de pulso possa ser reduzido. A seleção das especificações do cabo de saída do retificador deve satisfazer que a queda de tensão da linha do cabo de saída esteja dentro de 0.6 V quando a corrente de saída máxima é 80%. A área da seção transversal do cabo necessária é geralmente calculada de acordo com a capacidade de condução de corrente de 2.5 A / mm :. Se a área da seção transversal do cabo for muito pequena ou o comprimento do cabo for muito longo e a queda de tensão da linha for muito grande, a corrente de transmissão não alcançará o valor de corrente necessário para a produção.

Para tanques de galvanização com uma largura de ranhura maior que 1.6 m, o método de fornecimento de energia dos dois lados deve ser considerado e o comprimento dos cabos dos dois lados deve ser igual. Desta forma, pode-se garantir que o erro de corrente bilateral seja controlado dentro de um determinado intervalo. Um retificador deve ser conectado a cada lado de cada flybar do tanque de galvanização, de forma que a corrente nos dois lados da peça possa ser ajustada separadamente.

(6) Waveform. At present, from the perspective of waveforms, there are two types of electroplating hole filling: pulse electroplating and DC electroplating. Both of these two methods of electroplating and filling holes have been studied. The direct current electroplating hole filling adopts the traditional rectifier, which is easy to operate, but if the plate is thicker, there is nothing that can be done. Pulse electroplating hole filling uses PPR rectifier, which has many operation steps, but has strong processing ability for thicker in-process boards.

A influência do substrato

A influência do substrato no preenchimento do orifício eletrodepositado também não deve ser ignorada. Geralmente, existem fatores como o material da camada dielétrica, o formato do orifício, a relação entre espessura e diâmetro e revestimento químico de cobre.

(1) Material da camada dielétrica. O material da camada dielétrica tem efeito no preenchimento do orifício. Em comparação com os materiais reforçados com fibra de vidro, os materiais não reforçados com vidro são mais fáceis de preencher os orifícios. É importante notar que as saliências da fibra de vidro no orifício têm um efeito adverso no cobre químico. Neste caso, a dificuldade de galvanizar o enchimento do orifício é melhorar a adesão da camada de semente da camada de galvanização sem eletrodos, ao invés do próprio processo de preenchimento do orifício.

Na verdade, a galvanoplastia e o preenchimento de orifícios em substratos reforçados com fibra de vidro têm sido usados ​​na produção real.

(2) Relação espessura / diâmetro. Atualmente, tanto os fabricantes quanto os desenvolvedores atribuem grande importância à tecnologia de enchimento para furos de diferentes formas e tamanhos. A capacidade de preenchimento do orifício é muito afetada pela relação entre a espessura do orifício e o diâmetro. Relativamente falando, os sistemas DC são usados ​​mais comercialmente. Na produção, a faixa de tamanho do furo será mais estreita, geralmente 80 pm~120Bm de diâmetro, 40Bm ~ 8OBm de profundidade e a relação entre espessura e diâmetro não deve exceder 1: 1.

(3) Camada de revestimento de cobre sem eletrodos. A espessura e uniformidade da camada de cobre não eletrolítico e o tempo de colocação após o revestimento de cobre não eletrolítico afetam o desempenho do preenchimento do orifício. O cobre não eletrolítico é muito fino ou irregular em espessura e seu efeito de preenchimento do orifício é pobre. Geralmente, é recomendado preencher o orifício quando a espessura do cobre químico for> 0.3pm. Além disso, a oxidação do cobre químico também tem um impacto negativo no efeito de preenchimento do orifício.