Mae pcb yn chwarae rhan hanfodol wrth gysylltu a throsglwyddo signalau electronig, a'r broses copr electroplatio pcb, fel y cyswllt craidd yn yproses weithgynhyrchu pcb, yn chwarae rhan bendant ym mherfformiad ac ansawdd y bwrdd cylched. O ffonau clyfar i gyfrifiaduron perfformiad uchel, o electroneg modurol i offer awyrofod, mae byrddau cylched printiedig bron pob dyfais electronig yn dibynnu ar dechnoleg electroplatio copr.
1, Egwyddor Electroplatio Copr
Mae electroplatio pcb o gopr yn broses electrocemegol nodweddiadol yn seiliedig ar gyfraith Faraday. Yn y bath electroplatio, defnyddir y pcb fel y catod ac mae'r anod copr yn cael ei drochi mewn electrolyte sy'n cynnwys ïonau copr. Pan fydd foltedd cerrynt uniongyrchol yn cael ei gymhwyso rhwng y catod a'r anod, mae'r cerrynt yn mynd trwy'r electrolyte, gan sbarduno cyfres o adweithiau electrocemegol.
Adwaith anodig: Mae'r anod copr yn cael adwaith ocsideiddio, lle mae atomau copr yn colli dau electron ac yn dod yn ïonau copr sy'n mynd i mewn i'r electrolyte. Hafaliad yr adwaith yw Cu-2e ⁻ → Cu ² ⁺.
Adwaith cathodig: Ar wyneb y pcb, mae ïonau copr yn caffael electronau ac yn cael eu lleihau i atomau copr, sy'n adneuo ar wyneb pcb. Hafaliad yr adwaith yw Cu ² ⁺+2e ⁻ → Cu.
Trwy reoli paramedrau megis dwysedd cyfredol, amser electroplatio, a chyfansoddiad electrolyte, gellir rheoli cyfradd dyddodiad a thrwch cotio copr yn gywir.
2, Llif proses
(1) Cyn prosesu
Glanhau: Yn gyntaf, glanhewch y swbstrad pcb yn drylwyr i gael gwared ar amhureddau fel staeniau olew, llwch ac ocsidau ar yr wyneb. Mae dulliau glanhau cyffredin yn cynnwys glanhau alcalïaidd, glanhau asidig, a glanhau ultrasonic. Gall glanhau alcalïaidd gael gwared ar olew a llygryddion organig yn effeithiol, tra bod glanhau asidig yn cael ei ddefnyddio'n bennaf i gael gwared ar ocsidau. Gall glanhau ultrasonic lanhau'r bylchau mân a'r tyllau ar wyneb y swbstrad yn drylwyr trwy effaith cavitation tonnau ultrasonic. Ni ddylai arwyneb y swbstrad wedi'i lanhau fod ag unrhyw amhureddau amlwg a chyflwyno llewyrch metelaidd unffurf.
Micro cyrydiad: Pwrpas micro-cyrydu yw ffurfio arwyneb garw micro ar yr wyneb pcb, gan gynyddu'r adlyniad rhwng yr haen copr electroplated dilynol a'r swbstrad. Fel arfer, defnyddir hydoddiannau sy'n cynnwys micro ysgythriadau fel persylffad neu asid sylffwrig hydrogen perocsid i drin swbstradau. Yn ystod y broses micro ysgythru, mae'r asiant micro ysgythru yn cael adwaith cemegol gyda'r wyneb copr, gan hydoddi haen denau iawn o gopr a ffurfio strwythurau ceugrwm bach. Mae angen rheoli lefel y cyrydiad micro yn llym, gyda swm cyrydiad micro cyffredinol yn cael ei reoli rhwng 0.5-1.5 μ m i sicrhau adlyniad da heb gyrydiad gormodol o'r swbstrad.
Cyn trochi: Cyn trochi yw'r broses o drochi'r pcb wedi'i lanhau a'r micro-ysgythriad i mewn i doddiant cyn trochi sy'n cynnwys cydrannau penodol, gan ganiatáu i wyneb y swbstrad arsugniad haen o sylwedd gweithredol a pharatoi ar gyfer y broses actifadu ddilynol. Mae cyfansoddiad yr hydoddiant cyn-trochi fel arfer yn debyg i gyfansoddiad yr hydoddiant actifadu, ond gyda chrynodiad is. Ei brif swyddogaeth yw atal y swbstrad rhag cael ei ocsidio eto cyn ei actifadu a gwella'r effaith actifadu. Mae'r amser cyn socian yn fyr ar y cyfan, fel arfer yn amrywio o ychydig eiliadau i ddegau o eiliadau.
Ysgogi: Mae actifadu yn gam hanfodol yn y broses cyn-driniaeth, sy'n anelu at arsugno haen o ronynnau metel sy'n weithredol yn gatalytig, gronynnau palladiwm fel arfer, ar wyneb y pcb. Bydd y gronynnau palladiwm hyn yn ganolfannau catalytig ar gyfer platio neu electroplatio copr cemegol dilynol, gan hyrwyddo lleihau a dyddodiad ïonau copr. Mae'r dulliau actifadu a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys dull actifadu palladium colloidal a dull actifadu palladium ïonig. Mae hydoddiant actifadu palladium colloidal yn cynnwys halen palladium, halen tun, ac asiant celu. Yn ystod y broses actifadu, mae gronynnau palladiwm colloidal yn cael eu harsugno ar wyneb pcb; Y dull actifadu palladium ïon yw arsugniad ïonau palladium ar wyneb y swbstrad trwy gyfnewid ïon, ac yna eu lleihau i palladiwm metelaidd trwy asiant lleihau. Mae angen rheoli'r paramedrau megis amser actifadu a thymheredd yn fanwl gywir yn ôl y math o ddatrysiad actifadu a deunydd y pcb i sicrhau haen activation unffurf a thrwchus.
(2) Platio copr cemegol
Ar gyfer rhai swbstradau pcb wedi'u gwneud o ddeunyddiau an-ddargludol, megis plastig wedi'i atgyfnerthu â ffibr gwydr, mae angen platio copr cemegol cyn electroplatio copr i ffurfio haen denau o gopr dargludol ar wyneb y swbstrad, gan ddarparu llwybr dargludol ar gyfer copr electroplatio dilynol.
Egwyddor Platio Copr Cemegol: Mae platio copr cemegol yn adwaith lleihau ocsidiad hunan gatalytig. Ar wyneb â gweithgaredd catalytig, mae ïonau copr yn cael eu lleihau i gopr metelaidd trwy weithred asiant lleihau a'u hadneuo ar wyneb y swbstrad. Y prif hafaliad adwaith yw: Cu ² ⁺+2HCHO+4OH ⁻ → Cu+2HCOO ⁻+2H ₂ O+H ₂ ↑. Yn yr adwaith hwn, mae ïonau copr yn cael eu lleihau i atomau copr trwy gael electronau o dan gatalysis canolfannau palladiwm, tra bod fformaldehyd yn cael ei ocsidio i ffurfio ïonau.
Proses platio copr cemegol: Yn gyntaf, mae'r pcb wedi'i actifadu yn cael ei drochi mewn toddiant platio copr cemegol sy'n cynnwys halwynau copr, asiantau cymhlethu, asiantau lleihau, ac ychwanegion eraill. Yn gyffredinol, rheolir tymheredd yr hydoddiant platio rhwng 40-50 gradd, a chynhelir y gwerth pH tua 12-13. Yn y broses o blatio copr electroless, mae angen troi'r ateb platio yn briodol i sicrhau unffurfiaeth yr ateb platio a chynnydd digonol yr adwaith. Mae'r amser ar gyfer platio copr electroless yn dibynnu ar drwch gofynnol yr haen gopr, ac yn gyffredinol gellir cael haen gopr â thrwch rhwng 0.2-0.5 μ m. Ar ôl platio copr cemegol, mae angen glanhau'r pcb i gael gwared ar hydoddiant platio gweddilliol ac amhureddau ar yr wyneb.
(3) Copr electroplated
Copr electroplated bwrdd llawn: Defnyddir copr electroplated bwrdd llawn, a elwir hefyd yn gopr cynradd, yn bennaf i electroplatio haen o gopr ar wyneb cyfan pcb sydd wedi cael platio copr cemegol, er mwyn cynyddu trwch yr haen gopr, gwella dargludedd a chryfder mecanyddol, a diogelu'r haen plating copr cemegol rhag ysgythru dilynol a phrosesau eraill. Mae electroplatio copr plât llawn fel arfer yn defnyddio hydoddiant platio copr sylffad asidig, gyda chynnwys copr sylffad yn gyffredinol rhwng 150-250g / L a chynnwys asid sylffwrig rhwng 50-200g / L yn y fformiwla, yn ogystal â symiau priodol o ïonau clorid ac ychwanegion. Yn y broses electroplatio, defnyddir pcb fel y catod, ac yn gyffredinol defnyddir peli copr ffosffor fel yr anod i ategu'r ïonau copr yn yr ateb platio. Mae'r dwysedd presennol yn cael ei reoli'n gyffredinol ar 1-2A / dm ², ac mae'r amser electroplatio yn dibynnu ar y trwch haen copr gofynnol, fel arfer yn cynyddu trwch yr haen gopr i 5-20 μ m. Yn ystod y broses o electroplatio copr ar y bwrdd cyfan, mae angen hidlo'r hydoddiant platio yn barhaus i gael gwared ar amhureddau a gronynnau o'r datrysiad platio, gan sicrhau ansawdd y cotio.
Copr electroplatio graffig: Mae copr electroplatio graffig, a elwir hefyd yn gopr eilaidd, yn electroplatio dethol o'r rhannau graffeg cylched gofynnol ar y pcb ar ôl bwrdd llawn electroplatio copr a throsglwyddo graffeg, gan dewychu'r haen gopr ymhellach i fodloni gofynion gallu cario cyfredol y gylched a pherfformiad trosglwyddo signal. Mae paramedrau cyfansoddiad a phroses yr ateb platio ar gyfer copr electroplatio graffig yn debyg i rai copr electroplatio bwrdd llawn, ond oherwydd mai dim ond ardaloedd graffig penodol sy'n cael eu electroplatio, mae angen deunyddiau mwgwd i gwmpasu'r rhannau nad oes angen electroplatio arnynt. Yn ystod y broses electroplatio, dylid rhoi sylw arbennig i unffurfiaeth y dosbarthiad presennol i sicrhau bod trwch cotio pob rhan o'r patrwm yn gyson. Ar ôl electroplatio graffig â chopr, gall trwch yr haen gopr gyrraedd 20-50 μ m yn gyffredinol, ac mae'r trwch penodol yn dibynnu ar ofynion dylunio'r pcb.
(4) Ôl-brosesu
Glanhau: Ar ôl electroplatio copr, dylid glanhau'r pcb yn drylwyr yn gyntaf i gael gwared ar hydoddiant platio gweddilliol ac amhureddau ar yr wyneb. Yn gyffredinol, mae glanhau yn mabwysiadu dull rinsio gwrthlif aml-gam, rinsiwch â dŵr glân yn gyntaf, ac yna rinsiwch â dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio i sicrhau nad oes unrhyw gemegau gweddilliol ar wyneb y pcb. Dylai'r wyneb pcb wedi'i lanhau fod yn lân, yn rhydd o staeniau, a bod â gwerth pH yn agos at niwtral.
Passivation: Er mwyn gwella ymwrthedd cyrydiad haenau copr electroplated, mae angen triniaeth passivation fel arfer. Passivation yw ffurfio ffilm passivation hynod denau ar wyneb haen gopr, a all atal adweithiau cemegol rhwng ocsigen a lleithder a chopr, a thrwy hynny ymestyn oes gwasanaeth yr haen gopr. Mae'r dulliau passivation a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys passivation cemegol a passivation electrochemical. Mae passivation cemegol yn gyffredinol yn defnyddio atebion sy'n cynnwys cromad, ffosffad, neu passivators organig i drin byrddau cylched printiedig; Passivation electrocemegol yw'r broses o gymhwyso foltedd penodol mewn electrolyt penodol i achosi adweithiau ocsideiddio ar wyneb haenau copr, gan ffurfio ffilm passivation. Ar ôl triniaeth passivation, bydd wyneb yr haen gopr yn cyflwyno lliw ffilm passivation unffurf, fel enfys neu felyn euraidd.
Sychu: Mae angen sychu'r pcb wedi'i lanhau a'i oddefol i gael gwared ar leithder arwyneb. Mae'r dulliau sychu yn cynnwys sychu aer poeth, sychu gwactod, ac ati. Mae sychu aer poeth yn ddull a ddefnyddir yn gyffredin, sy'n golygu gosod y pcb mewn amgylchedd aer poeth ar dymheredd penodol i anweddu lleithder yn gyflym. Yn ystod y broses sychu, dylid rhoi sylw i reoli tymheredd er mwyn osgoi dadffurfiad pcb neu ocsidiad haen gopr a achosir gan dymheredd gormodol. Dylid storio'r pcb sych yn iawn er mwyn osgoi lleithder neu halogiad pellach.