A NYÁK kulcsfontosságú szerepet játszik az elektronikus jelek összekapcsolásában és továbbításában, valamint a NYÁK galvanizáló réz folyamatában, mint a központi láncszem.pcb gyártási folyamat, döntő szerepet játszik az áramköri lap teljesítményében és minőségében. Az okostelefonoktól a nagy teljesítményű{1}}számítógépekig, az autóelektronikától az űrrepülőgépekig szinte minden elektronikus eszköz nyomtatott áramköri lapja réz galvanizálási technológián alapul.
1, A réz galvanizálás elve
A réz pcb galvanizálása egy tipikus elektrokémiai eljárás, amely Faraday törvényén alapul. A galvanizáló fürdőben a NYÁK katódként szolgál, a réz anódot pedig rézionokat tartalmazó elektrolitba merítik. Ha egyenáramú feszültséget kapcsolunk a katód és az anód közé, az áram áthalad az elektroliton, és elektrokémiai reakciók sorozatát indítja el.
Anódos reakció: A réz anód oxidációs reakción megy keresztül, ahol a rézatomok két elektront veszítenek, és rézionokká válnak, amelyek belépnek az elektrolitba. A reakcióegyenlet Cu-2e⁻ → Cu ² ⁺.
Katód reakció: A NYÁK felületén a rézionok elektronokat vesznek fel és rézatomokká redukálódnak, amelyek lerakódnak a NYÁK felületére. A reakcióegyenlet Cu ² ⁺+2e ⁻ → Cu.
Az olyan paraméterek szabályozásával, mint az áramsűrűség, a galvanizálási idő és az elektrolit összetétele, a réz lerakódási sebessége és bevonatvastagsága pontosan szabályozható.
2, Folyamatfolyamat
(1) Előfeldolgozás
Tisztítás: Először alaposan tisztítsa meg a NYÁK hordozót, hogy eltávolítsa a felületről a szennyeződéseket, például olajfoltokat, port és oxidokat. A szokásos tisztítási módszerek közé tartozik a lúgos tisztítás, a savas tisztítás és az ultrahangos tisztítás. A lúgos tisztítás hatékonyan távolítja el az olajat és a szerves szennyeződéseket, míg a savas tisztítást elsősorban az oxidok eltávolítására használják. Az ultrahangos tisztítás az ultrahangos hullámok kavitációs hatásával alaposan megtisztíthatja az alapfelületen lévő finom réseket és lyukakat. A megtisztított felületen nem lehetnek nyilvánvaló szennyeződések, és egyenletes fémes fényűnek kell lennie.
Mikrokorrózió: A mikrokorrózió célja, hogy mikro érdes felületet képezzen a NYÁK felületén, növelve a tapadást az ezt követő galvanizált rézréteg és az aljzat között. Általában mikromaratószereket, például perszulfátot vagy kénsav-hidrogén-peroxidot tartalmazó oldatokat használnak a szubsztrátumok kezelésére. A mikromaratási folyamat során a mikromarató szer kémiai reakcióba lép a rézfelülettel, feloldva egy nagyon vékony rézréteget, és apró, konkáv konvex struktúrákat hoz létre. A mikrokorrózió mértékét szigorúan ellenőrizni kell, az általános mikrokorrózió mennyiségét 0,5-1,5 μm között kell szabályozni, hogy biztosítsuk a jó tapadást az aljzat túlzott korróziója nélkül.
Előmerítés: Az előmerítés az a folyamat, amikor a megtisztított és mikromaratott NYÁK-t meghatározott komponenseket tartalmazó előmerítési oldatba merítik, lehetővé téve, hogy az aljzat felülete adszorbeáljon egy réteg aktív anyagot, és felkészüljön a következő aktiválási folyamatra. Az előmerítési oldat összetétele általában hasonló az aktiváló oldatéhoz, de alacsonyabb koncentrációban. Fő funkciója, hogy megakadályozza a szubsztrátum újbóli oxidációját az aktiválás előtt, és javítja az aktivációs hatást. Az előzetes áztatási idő általában rövid, általában néhány másodperctől több tíz másodpercig terjed.
Aktiválás: Az aktiválás az előkezelési folyamat döntő lépése-, amelynek célja katalitikusan aktív fémrészecskék – általában palládiumrészecskék – rétegének adszorbeálása a NYÁK felületén. Ezek a palládium részecskék katalitikus központként szolgálnak majd a későbbi kémiai rézbevonathoz vagy galvanizáláshoz, elősegítve a rézionok redukcióját és lerakódását. Az általánosan használt aktiválási módszerek közé tartozik a kolloid palládium aktiválási módszer és az ionos palládium aktiválási módszer. A kolloid palládium aktiváló oldat palládiumsóból, ónsóból és kelátképző szerből áll. Az aktiválási folyamat során kolloid palládium részecskék adszorbeálódnak a nyák felületén; Az ionos palládium aktiválási módszer szerint a palládium ionokat ioncserével adszorbeálják a hordozó felületén, majd redukálószerrel fémes palládiummá redukálják. Az olyan paramétereket, mint az aktiválási idő és a hőmérséklet pontosan szabályozni kell az aktiváló oldat típusának és a NYÁK anyagának megfelelően, hogy egyenletes és sűrű aktivációs réteget biztosítsunk.
(2) Vegyi rézbevonat
Egyes, nem -vezető anyagból készült NYÁK-hordozók, például üvegszállal megerősített műanyagok esetében kémiai rézbevonat szükséges a réz galvanizálása előtt, hogy vékony vezetőképes rézréteg jöjjön létre a hordozó felületén, amely vezető utat biztosít a későbbi réz galvanizálásához.
A kémiai rézbevonat elve: A kémiai rézbevonat önkatalitikus oxidációs-redukciós reakció. A katalitikus aktivitású felületen a rézionok redukálószer hatására fémrézré redukálódnak, és lerakódnak a hordozó felületére. A fő reakcióegyenlet a következő: Cu ² ⁺+2HCHO+4OH ⁻ → Cu+2 HCOO ⁻+2 H ₂ O+H ₂ ↑. Ebben a reakcióban a rézionok rézatomokká redukálódnak úgy, hogy a palládiumcentrumok katalízise során elektronokat nyernek, míg a formaldehid formiátionokká oxidálódik.
Kémiai rézbevonat folyamata: Először az aktivált NYÁK-t egy kémiai rézbevonó oldatba merítik, amely rézsókat, komplexképző szereket, redukálószereket és egyéb adalékokat tartalmaz. A bevonóoldat hőmérsékletét általában 40-50 fok között szabályozzuk, és a pH-értéket 12-13 körül tartjuk. Az elektromentes rézbevonat során a bevonóoldatot megfelelően keverni kell, hogy biztosítsuk a bevonóoldat egyenletességét és a reakció megfelelő előrehaladását. Az elektromos rézbevonatolás ideje a rézréteg szükséges vastagságától függ, és általában 0,2-0,5 μm vastagságú rézréteget kaphatunk. A kémiai rézbevonat után a NYÁK-ot meg kell tisztítani, hogy eltávolítsuk a bevonóoldat-maradványokat és a szennyeződéseket a felületről.
(3) Galvanizált réz
Teljes táblás galvanizált réz: A teljes táblás galvanizált rezet, más néven primer rézt, főként rézréteg galvanizálására használják a kémiai rézbevonattal ellátott NYÁK teljes felületén, hogy növeljék a rézréteg vastagságát, javítsák a vezetőképességet és a mechanikai szilárdságot, valamint megvédjék a kémiai vörösrézréteget a későbbi maratási és egyéb folyamatoktól. A teljes lemezes réz galvanizáláshoz általában savas réz-szulfátos bevonóoldatot használnak, amelynek réz-szulfáttartalma általában 150-250 g/l, a kénsavtartalom pedig 50-200 g/l között van, valamint megfelelő mennyiségű kloridiont és adalékanyagokat. A galvanizálási folyamatban a NYÁK-t katódként használják, és általában a foszforréz golyókat használják anódként a bevonóoldat rézionjainak kiegészítésére. Az áramsűrűséget általában 1-2A/dm²-re szabályozzák, a galvanizálási idő pedig a szükséges rézrétegvastagságtól függ, általában 5-20 μm-re növelve a rézréteg vastagságát. A réz teljes táblán történő galvanizálása során a bevonóoldat folyamatos szűrésére van szükség a szennyeződések és részecskék eltávolításához a bevonóoldatból, biztosítva a bevonat minőségét.
Grafikus galvanizáló réz: A grafikus galvanizálási réz, más néven másodlagos réz, a szükséges áramköri grafikus részek szelektív galvanizálása a NYÁK-on a teljes kártya galvanizálása és a grafikus átvitel után, tovább sűrítve a rézréteget, hogy megfeleljen az áramkör áramhordozó képességének és jelátviteli teljesítményének. A grafikus réz galvanizáló megoldásának összetétele és eljárási paraméterei hasonlóak a teljes lapos galvanizáló rézéhez, de mivel csak meghatározott grafikai területeket galvanizálnak, maszkanyagok szükségesek a galvanizálást nem igénylő részek lefedéséhez. A galvanizálási folyamat során különös figyelmet kell fordítani az árameloszlás egyenletességére, hogy a minta minden részének bevonatvastagsága egyenletes legyen. A rézzel végzett grafikus galvanizálás után a rézréteg vastagsága általában elérheti a 20-50 μm-t, a fajlagos vastagság pedig a NYÁK tervezési követelményeitől függ.
(4) Utófeldolgozás
Tisztítás: A réz galvanizálása után a NYÁK-ot először alaposan meg kell tisztítani, hogy eltávolítsuk a bevonóoldat-maradványokat és a szennyeződéseket a felületről. A tisztítás általában több-lépcsős ellenáramú öblítési módszert alkalmaz, először tiszta vízzel, majd ionmentesített vízzel öblítse le, hogy ne maradjanak vegyi anyagok a NYÁK felületén. A megtisztított NYÁK felületnek tisztának, foltmentesnek kell lennie, pH-értéke pedig közel semleges.
Passziválás: A galvanizált rézrétegek korrózióállóságának javítása érdekében általában passziválásra van szükség. A passziválás egy rendkívül vékony passzivációs film kialakítása a rézréteg felületén, amely megakadályozhatja az oxigén és a nedvesség és a réz közötti kémiai reakciókat, ezáltal meghosszabbítja a rézréteg élettartamát. Az általánosan használt passziválási módszerek közé tartozik a kémiai passziválás és az elektrokémiai passziválás. A kémiai passziválás során általában kromátot, foszfátot vagy szerves passzivátorokat tartalmazó oldatokat használnak a nyomtatott áramköri lapok kezelésére; Az elektrokémiai passziválás az a folyamat, amikor egy adott elektrolitban bizonyos feszültséget alkalmaznak, hogy a rézrétegek felületén oxidációs reakciók induljanak el, passzivációs filmet képezve. A passziválás után a rézréteg felülete egyenletes passzivációs filmszínt kap, mint például szivárvány vagy aranysárga.
Szárítás: A megtisztított és passzivált NYÁK-ot meg kell szárítani a felületi nedvesség eltávolítása érdekében. A szárítási módszerek közé tartozik a forró levegős szárítás, a vákuumszárítás stb. A forró levegős szárítás egy általánosan használt módszer, amelynek során a NYÁK-t egy bizonyos hőmérsékletű forró levegős környezetbe helyezik a nedvesség gyors elpárologtatása érdekében. A szárítási folyamat során ügyelni kell a hőmérséklet szabályozására, hogy elkerüljük a NYÁK deformációját vagy a rézréteg túlzott hőmérséklet által okozott oxidációját. A szárított NYÁK-ot megfelelően kell tárolni, hogy elkerüljük a további nedvességet vagy szennyeződést.