Podrobna razlaga postopka galvanizacije PCB!

PCB-ji so nepogrešljiv sestavni del sodobnih elektronskih izdelkov, saj zagotavljajo montažno platformo za elektronske komponente in omogočajo električne povezave med vezji. Za zagotovitev odlične prevodnosti in odpornosti proti koroziji je galvanizacija ključni korak v procesu izdelave PCB. Galvanizacija ne samo poveča prevodnost površine tiskanega vezja in izboljša sposobnost spajkanja, temveč tudi učinkovito zaščiti tiskano vezje pred vplivi okolja.

Kislinsko namakanje → Polno-bakrenje plošče → Prenos vzorca → Razmaščevanje s kislino → Sekundarno protitočno izpiranje → Mikrojedkanje → Sekundarno kislinsko namakanje → Kositranje → Sekundarno protitočno izpiranje → Kislinsko namakanje → Vzorčno bakrenje → Sekundarno protitočno izpiranje → Nikljanje → Sekundarno izpiranje z vodo → Pomakanje s citronsko kislino → Pozlačenje → Recikliranje → 2-3 stopnje izpiranja s čisto vodo → Sušenje

Potek postopka galvanizacije PCB

I. Pomakanje s kislino

1. Funkcija in namen

Odstrani površinske okside in aktivira površino plošče. Koncentracija je običajno 5 %, včasih se vzdržuje na približno 10 %. Pomembno je preprečiti vdor vlage v kopel, kar bi lahko povzročilo nestabilno raven žveplove kisline.

Čas namakanja v kislini ne sme biti predolg, da preprečimo površinsko oksidacijo.

Če kislinska raztopina po določenem obdobju uporabe postane motna ali je vsebnost bakra previsoka, jo morate takoj zamenjati, da preprečite kontaminacijo posode za bakrenje in površine plošče.

Uporabite žveplovo kislino stopnje CP.

II. Popoln{1}}bakreni premaz

1. Funkcija in namen:

Zaščita tanke plasti na novo nanesenega neelektrificiranega bakra pred oksidacijo in kislinskim napadom ter zmanjšanje njegove koncentracije na določeno raven z galvanizacijo.

Procesni parametri za-pobakrenje v celoti: kopel vsebuje bakrov sulfat in žveplovo kislino kot ključni komponenti. Formula z visoko-kislostjo in nizko{3}}bakrom se uporablja za zagotovitev enakomerne porazdelitve debeline po plošči in globoko globino prevleke v globokih in majhnih luknjah.

Vsebnost žveplove kisline je tipično 180 g/L, nekatere pa dosežejo 240 g/L.

Vsebnost bakrovega sulfata je na splošno okoli 75 g/l. V kopel se kot pufer doda sled količina kloridnih ionov. Pomožna sredstva za sijaj in sredstva za bronziranje delujejo skupaj, da ustvarijo učinek sijaja.

Odmerek sredstva za bronanje ali začetni volumen je običajno 3-5 ml/L. Dodatek bronzirajočega sredstva običajno temelji na kiloamper urah ali dejanskih rezultatih proizvodnje plošč.

2. Tok za-galvanizacijo celotne plošče se na splošno izračuna kot 2 A/sq decimeter, pomnožena s površino prevleke. Za galvansko obdelavo celotne-plošče je to dolžina plošče × širina plošče × 2 × 2 A/dm². Temperatura bakrene kopeli se vzdržuje pri sobni temperaturi, ki običajno ne presega 32 stopinj, običajno pa je nadzorovana pri 22 stopinjah. Zato je poleti zaradi visokih temperatur priporočljivo na bakreno kopel vgraditi hladilni sistem.

3. Vzdrževanje procesa

Dnevno dopolnite polir za baker na podlagi kiloamper- ur (kAH) s hitrostjo 100–150 ml/kAH.

Preverite pravilno delovanje in puščanje filtrirne črpalke.

Vsake 2-3 ure očistite katodno prevodno palico s čisto, vlažno krpo.

Redno analizirajte vsebnost bakrovega sulfata (enkrat na teden), žveplove kisline (enkrat na teden) in kloridnih ionov (dvakrat na teden) v bakrenem rezervoarju. Prilagodite vsebnost polirnega sredstva s testom Hallove celice in nemudoma dopolnite ustrezne surovine.

Vsak teden očistite anodno prevodno palico. Priključite električne povezave na obeh koncih rezervoarja, nemudoma napolnite anodne bakrene kroglice v titanovem košu in izvedite elektrolizo pri nizkem toku 0,2–0,5 ASD 6–8 ur.

Vsak mesec preverite, ali je vrečka za košaro iz anode iz titana poškodovana, in takoj zamenjajte morebitne.

Preverite tudi dno anodne titanove košare za kopičenje anodne sluzi; če obstaja, jo takoj očistite.

Neprekinjeno filtrirajte z ogljikovim jedrom 6-8 ur, hkrati pa izvajajte elektrolizo z nizkim tokom, da odstranite nečistoče.

Približno vsakih šest mesecev ugotovite, ali je potrebna večja obdelava (aktivno oglje v prahu), odvisno od stopnje kontaminacije tekočine v rezervoarju.

Filtrirni element v filtrski črpalki zamenjajte vsaka dva tedna.

4. Poseben postopek reševanja

Odstranite anodo, jo izpraznite in očistite anodno folijo na površini anode. Postavite ga v sod, v katerem je bakrena anoda. Sperite z vodo in posušite, nato pa ga postavite v košaro iz titana in ga postavite v rezervoar za kislino za kasnejšo uporabo.

Anodno titanovo košaro in anodno vrečko namočite v 10 % alkalno raztopino za 6-8 ur. Izperite in posušite, nato namočite v 5 % razredčeno žveplovo kislino. Sperite in posušite, nato pa odložite.

Raztopino kopeli prenesite v rezervni rezervoar, dodajte 1-3 ml/L 30 % vodikovega peroksida in začnite segrevati. Ko temperatura doseže približno 65 stopinj, premešajte z zrakom. Temperaturo vzdržujte 2-4 ure.

Izklopite zračno mešanje in počasi raztopite prašek aktivnega oglja v raztopini za kopel s hitrostjo 3-5 g/L. Ko se raztopi, mešajte z zrakom. Nadaljujte z ogrevanjem. 2-4 ur;

Izklopite zračno mešanje, povečajte temperaturo in pustite, da se prašek aktivnega oglja počasi usede na dno posode.

Ko temperatura pade na približno 40 stopinj, filtrirajte tekočino za kopel skozi 10 µm PP filtrirni element s filtrirnim prahom v čisto delovno posodo. Vklopite zračno mešanje, dodajte anodo in obesite elektrolitsko ploščo. Izvedite nizko{4}}elektrolizo pri gostoti toka 0,2–0,5 ASD za 6–8 ur.

Po laboratorijski analizi prilagodite ravni žveplove kisline, bakrovega sulfata in kloridnih ionov v posodi v normalna delovna območja. Dodajte belilo na podlagi rezultatov Hallovega testa.

Ko ima površina elektrolitske plošče enotno barvo, ustavite elektrolizo in nadaljujte z obdelavo elektrolitskega filma pri gostoti toka 1-1,5 ASD 1-2 uri, dokler se na anodi ne oblikuje enakomeren, gost in dobro oprijemljiv črni fosforjev film.

Testno nanašanje.

5. Anodna bakrena kroglica vsebuje 0,3-0,6 % fosforja. Glavni namen je zmanjšati učinkovitost raztapljanja anode in zmanjšati nastajanje bakrovega prahu.

6. Pri dodajanju dodatnih sredstev, kot sta bakrov sulfat ali žveplova kislina, po dodajanju izvedite nizko{1}}elektrolizo. Pri dodajanju žveplove kisline bodite previdni. Večje količine (nad 10 litrov) dodajamo počasi in v več obrokih. V nasprotnem primeru se bo temperatura kopeli pregrela, kar bo pospešilo razgradnjo fotokatalizatorja in onesnažilo kopel.

7. Pri dodajanju kloridnih ionov je potrebna posebna previdnost. Zaradi izjemno nizke vsebnosti klorida (30–90 ppm) je bistvenega pomena natančno merjenje z merilnim valjem ali merilno skodelico. 1 ml klorovodikove kisline vsebuje približno 385 ppm kloridnih ionov.

8. Formula za izračun dodatka kemikalij:

Bakrov sulfat (kg)=(75 - X) × Prostornina rezervoarja (L) / 1000

Žveplova kislina (L)=(10 % - X) g/L × Prostornina rezervoarja (L)

Ali (L)=(180 - X) g/L × Prostornina rezervoarja (L) / 1840

Klorovodikova kislina (ml)=(60 - X) ppm × Prostornina rezervoarja (L) / 385

III. Kislinsko razmaščevanje

1. Namen in funkcija: Odstrani okside in ostanke črnila ter lepilo z bakrene površine vezja, kar zagotavlja oprijem med primarnim bakrom in vzorčastim bakrom ali nikljem.

2. Tukaj ne pozabite uporabiti kislega razmaščevalca. Ker črnila z vzorci niso-odporna na alkalije in bodo poškodovala vzorčasta vezja, je treba pred galvanizacijo vzorca uporabiti samo kisla sredstva za razmaščevanje.

3. Med proizvodnjo je treba nadzorovati samo koncentracijo razmaščevalca in čas obdelave. Koncentracija razmaščevalca naj bo približno 10 %, čas obdelave pa naj bo znotraj 6 minut. Daljši čas zdravljenja ne bo povzročil nobenih neželenih učinkov. Uporabiti je treba tudi raztopino kopeli in jo zamenjati s količino 15 m2/L delovne raztopine, pri čemer je treba dodati 0,5-0,8 L na 100 m2 raztopine.

IV. Mikrojedkanje

1. Namen in funkcija: Očisti in hrapavi bakreno površino vezja, s čimer zagotovi oprijem med vzorcem galvaniziranega bakra in primarnim bakrom.

2. Natrijev persulfat se pogosto uporablja kot mikrojedkalo, ki nudi stabilno in enakomerno stopnjo hrapavosti in dobro pranje z vodo. Koncentracija natrijevega persulfata je običajno nadzorovana pri okoli 60 g/L, čas obdelave pri okoli 20 sekundah, količina dodane kemikalije pa je 3-4 kg na 100 m2. Vsebnost bakra je treba nadzorovati pri 20 g/l. Ostala vzdrževanja in spremembe rezervoarja so enake kot pri mikrojedkanju bakra.

5. Pomakanje s kislino

1. Namen in funkcija: Odstrani okside s površine deske in aktivira površino deske. Koncentracija je običajno 5 %, včasih se vzdržuje na približno 10 %. Pomembno je preprečiti vstop vlage v kopel, kar lahko povzroči nestabilno vsebnost žveplove kisline.

2. Izogibajte se dolgotrajnemu namakanju s kislino, da preprečite oksidacijo površine plošče. Če kislinska raztopina postane motna ali je vsebnost bakra po določenem obdobju uporabe previsoka, jo morate nemudoma zamenjati, da preprečite kontaminacijo posode za bakrenje in površine plošče.

3. Uporabiti je treba žveplovo kislino stopnje CP.

6. Vzorec bakra

1. Namen in funkcija: Da bi izpolnili nazivno tokovno obremenitev vsakega tokokroga, mora vsako vezje in luknja po bakreni plasti doseči določeno debelino. Namen bakrenja vezja je takojšnje odebeljenje bakra z luknjami in vezja na določeno debelino.

2. Vsi ostali koraki so enaki kot pri galvaniziranju polne-plošče.

VII. Galvaniziran kositer

1. Namen in funkcija: Namen galvanizacije čistega kositra z vzorcem je uporaba čistega kositra preprosto kot kovinskega upora za zaščito vezja pred jedkanjem.

2. Kopel je sestavljena predvsem iz kositrovega sulfata, žveplove kisline in dodatkov. Vsebnost kositrovega sulfata je nadzorovana pri približno 35 g/L, vsebnost žveplove kisline pa je nadzorovana pri približno 10 %. Aditivi za pocinkanje se na splošno dodajajo na podlagi kiloamper-ur ali dejanskih rezultatov proizvodnje plošč. Tok galvanizacije se na splošno izračuna kot 1,5 ampera/kvadratni decimeter, pomnoženo s površino plošče. Temperatura kositrne kopeli se vzdržuje pri sobni temperaturi, ki običajno ne presega 30 stopinj Celzija in je običajno nadzorovana pri 22 stopinjah Celzija. Zato je poleti zaradi visokih temperatur priporočljivo, da je pločevinasta kopel opremljena s sistemom za hlajenje in nadzor temperature.

3. Vzdrževanje procesa

Dnevno dopolnite aditive za pocinkanje na podlagi kiloamper- ur (kAH). Preverite pravilno delovanje in puščanje filtrirne črpalke. Vsake 2-3 ure očistite katodno prevodno palico s čisto, vlažno krpo.

Enkrat tedensko analizirajte kositrno posodo za kositrov sulfat (enkrat na teden) in žveplovo kislino (enkrat na teden). Prilagodite vsebnost aditivov za pocinkanje s preskusom v celici Hall in takoj dopolnite ustrezne surovine.

Vsak teden očistite anodno prevodno palico in električne priključke na obeh koncih rezervoarja.

Izvajajte elektrolizo pri nizkem toku 0,2-0,5 ASD 6-8 ur na teden.

Vsak mesec preverite, ali je anodna vreča poškodovana, in nemudoma zamenjajte vse poškodovane elemente. Preverite, ali je na dnu vrečke anodna sluz, in jo takoj očistite.

Uporabite ogljikovo jedro za neprekinjeno filtracijo 6-8 ur mesečno, hkrati pa izvajajte nizkotokovno elektrolizo za odstranitev nečistoč.

Vsakih šest mesecev ugotovite, ali je potrebna večja obdelava (aktivno oglje v prahu) glede na kontaminacijo raztopine rezervoarja.

Vsaka dva tedna zamenjajte filtrirni element filtrirne črpalke.

4. Poseben postopek reševanja

Odstranite anodo in vrečko z anodo. Površino anode očistite z bakreno krtačo, sperite z vodo in posušite. Postavite anodno vrečko v posodo za kislino za kasnejšo uporabo.

Anodno vrečko namočite v 10% raztopino alkalije za 6-8 ur, sperite z vodo in nato namočite v 5% razredčeno žveplovo kislino. Sperite z vodo, sperite do suhega in odložite.

Raztopino kopeli prenesite v rezervni rezervoar in počasi raztopite prašek aktivnega oglja s hitrostjo 3-5 g/L. Ko se popolnoma raztopi, pustite, da se adsorbira 4-6 ur. Filtrirajte raztopino kopeli z uporabo 10 µm PP filtrskega elementa s prahom za pomoč pri filtru v čisto delovno posodo. Postavite anodo v delovno posodo in pritrdite elektrolitsko ploščo. Izvedite elektrolizo z nizkim tokom pri gostoti toka 0,2-0,5 ASD 6-8 ur.

Po analizi prilagodite ravni žveplove kisline in kositrovega sulfata v posodi na običajna delovna območja. Dodajte dodatke za kositranje na podlagi rezultatov testa s celico Hall.

Ko ima površina elektrolitske plošče enotno barvo, ustavite elektrolizo.

Testno nanašanje.

5. Pri dodajanju dodatnih zdravil, kot je kositrov sulfat ali žveplova kislina, je treba po dodajanju izvesti nizko{1}}elektrolizo. Pri dodajanju žveplove kisline je treba upoštevati varnostne ukrepe. Velike količine (nad 10 litrov) dodajajte počasi in v več obrokih. V nasprotnem primeru se bo temperatura kopeli pregrela, prišlo bo do oksidacije kositrovega sulfata in staranje kopeli se bo pospešilo.

6. Formula za izračun dodajanja zdravila:

Kositrov sulfat (kg)=(40 - X) × prostornina kopeli (litri) / 1000

Žveplova kislina (litri)=(10 % - X) g/L × prostornina kopeli (litri)

Ali (litri)=(180 - X) g/L × prostornina kopeli (litri) / 1840

VIII. Galvansko zlato

Galvanizacijo zlata delimo na postopke trdega zlata (zlata zlitina) in vodnega zlata (čisto zlato). Sestava kopeli iz trdega zlata in mehkega zlata je v bistvu enaka, le da kopel iz trdega zlata vsebuje elemente v sledovih, kot so nikelj, kobalt ali železo.

1. Namen in funkcija: Zlato kot plemenita kovina ima odlično sposobnost spajkanja, odpornost proti oksidaciji, odpornost proti koroziji, nizko kontaktno odpornost in odlično odpornost proti obrabi zlitin.

2. Trenutno je primarna metoda pozlačevanja tiskanih vezij zlata kopel s citronsko kislino, ki se pogosto uporablja zaradi preprostega vzdrževanja in enostavnega delovanja.

3. Vsebnost zlata v vodi je treba nadzorovati pri približno 1 g/L, pH okoli 4,5, temperaturo pri 35 stopinjah, specifično težo okoli 14 stopinj B in gostoto toka okoli 1 ASD.

4. Ključni dodatki vključujejo kisle in alkalne soli za uravnavanje pH, prevodne soli za uravnavanje specifične teže, aditive za pozlačevanje in zlate soli.

5. Za zaščito zlate kopeli je treba pred kopeljo dodati kopel s citronsko kislino, da učinkovito zmanjšate kontaminacijo in ohranite njeno stabilnost.

6. Po galvanizaciji je treba zlato ploščo splakniti s čisto vodo kot izpiranje z vodo za recikliranje. To lahko uporabite tudi za dopolnitev stopnje izhlapevanja zlate kopeli. Po izpiranju z reciklirano vodo je treba izvesti sekundarno izpiranje s čisto vodo v protitoku. Takoj po izpiranju je treba zlato ploščo dati v raztopino alkalije 10 g/L, da preprečite oksidacijo.

7. Zlata kopel mora kot anodo uporabljati s platino-prevlečeno titanovo mrežo. Tipično nerjaveče jeklo 316 se zlahka raztopi, kar povzroči onesnaženje kovin z nikljem, železom in kromom, kar povzroči napake, kot so beljenje, razslojevanje in počrnitev prevlečenega zlata.

8. Organsko onesnaženje v zlati kopeli je treba nenehno filtrirati z ogljikovim jedrom in dodajati ustrezno količino aditivov za pozlačevanje.

IX. Ponikljanje

1. Namen in funkcija: plast niklja služi kot pregrada med plastjo bakra in zlata ter preprečuje navzkrižno-difuzijo med plastjo zlata in bakra, kar lahko vpliva na sposobnost spajkanja in življenjsko dobo plošče. Poleg tega plast niklja bistveno poveča mehansko trdnost zlate plasti kot temeljnega premaza.

2. Procesni parametri za polno-galvansko obdelavo bakra

Aditivi za nikljanje se na splošno dodajajo na podlagi kiloamper-ur (kAH) ali na podlagi dejanskih rezultatov proizvodnje. Stopnja dodajanja je približno 200 ml/kAH.

Tok za vzorčno nikljanje se na splošno izračuna tako, da se 2 A/dm² pomnoži s površino plošče.

Temperatura nikljeve kopeli se vzdržuje med 40 in 55 stopinjami, običajno okoli 50 stopinjami. Zato je treba namestiti sistem ogrevanja in nadzora temperature.

3. Vzdrževanje procesa

Aditive za nikljanje je treba dodajati dnevno glede na kAH.

Preverite pravilno delovanje in puščanje filtrirne črpalke.

Vsake 2-3 ure očistite katodno prevodno palico s čisto, vlažno krpo.

Redno analizirajte vsebnost nikljevega sulfata (nikljevega sulfamata) (enkrat na teden), nikljevega klorida (enkrat na teden) in borove kisline (enkrat na teden) v bakreni kopeli. Prilagodite vsebnost aditiva za nikljanje s preskusom Hallove celice in dopolnite ustrezne surovine.

Enkrat tedensko očistite anodno prevodno palico in kad. Povežite električne konektorje na obeh koncih, nemudoma napolnite anodni nikelj v titanovi košari in izvedite elektrolizo pri nizkem toku 0,2–0,5 ASD 6–8 ur.

Vsak mesec preverite, ali je vrečka za košaro iz anode iz titana poškodovana, in jo nemudoma zamenjajte. Preverite tudi dno anodne titanove košare za kopičenje anodne sluzi in jo takoj očistite.

Neprekinjeno filtrirajte z ogljikovim jedrom 6-8 ur, medtem ko izvajate elektrolizo z nizkim tokom, da odstranite nečistoče.

Približno vsakih šest mesecev ugotovite, ali je potrebna večja obdelava (aktivno oglje v prahu) glede na stopnjo kontaminacije v raztopini kopeli.

Filtrirni element v filtrski črpalki zamenjajte vsaka dva tedna.

4. Poseben postopek reševanja

Odstranite anodo, izlijte anodo, jo očistite in postavite v vedro, v katerem so nikljevi rogovi. Nikljeve rogove sperite z mikro-jedkalnikom, da nahrapavite površino, dokler ni enakomerno rožnata. Sperite z vodo in posušite, nato pa ga postavite v košaro iz titana in ga postavite v rezervoar za kislino za kasnejšo uporabo.

Anodno titanovo košaro in anodno vrečko namočite v 10 % alkalno raztopino za 6-8 ur. Izperite z vodo in sperite do suhega. Nato namočite v 5% razredčeno žveplovo kislino in sperite z vodo ter posušite. Odložite.

Raztopino kopeli prenesite v rezervni rezervoar, dodajte 1-3 ml/L 30 % vodikovega peroksida in začnite segrevati. Ko temperatura doseže približno 65 stopinj, začnite mešati z zrakom. Ohranjajte temperaturo in mešajte 2-4 ure.

Izklopite vznemirjenje. Premešajte in počasi raztopite prašek aktivnega oglja v kopeli s količino 3-5 g/L. Ko se popolnoma raztopi, mešamo z zrakom in vzdržujemo temperaturo 2-4 ure.

Izklopite zrak in premešajte, nato kopel segrejte, da se prah aktivnega oglja počasi usede na dno kopeli.

Ko temperatura pade na približno 40 stopinj, filtrirajte tekočino za kopel skozi 10 µm PP filtrirni element s filtrirnim prahom v čist delovni rezervoar. Premešajte z zrakom, dodajte anodo, pritrdite elektrolitsko ploščo in izvajajte nizko{3}}elektrolizo pri gostoti toka 0,2–0,5 ASD 6–8 ur.

Po analizi prilagodite nivoje nikljevega sulfata ali nikljevega sulfamata, nikljevega klorida in borove kisline v kopeli na običajna delovna območja.

Dodajte dodatke za nikljanje na podlagi rezultatov eksperimenta s celico Hall.

Ko ima površina elektrolitske plošče enotno barvo, ustavite elektrolizo in nadaljujte z elektrolizo pri gostoti toka 1–1,5 ASD 10–20 minut, da aktivirate anodo.

Testno nanašanje.

5. Pri dodajanju aditivov, če dodajate velike količine, kot so nikljev sulfat, nikljev sulfamat ali nikljev klorid, po dodajanju izvedite elektrolizo z nizkim -tokom. Ko dodajate borovo kislino, dodajte dodano količino v čisto anodno vrečko in jo obesite v posodo za nikelj; ne dodajte ga neposredno v rezervoar.

6. Po nikljanju je priporočljivo dodati reciklirano vodo za izpiranje. Rezervoar zaženite s čisto vodo, da dopolnite nivo tekočine v rezervoarju za nikelj, ki izhlapi zaradi segrevanja. Izpiranju z reciklirano vodo sledi sekundarno izpiranje s protitokom.

7. Formula za izračun dodatka zdravila

Nikljev sulfat (kg)=(280 - X) × Prostornina rezervoarja (L) / 1000

Nikljev klorid (kg)=(45 - X) × Prostornina rezervoarja (L) / 1000

Borna kislina (kg)=(45 - X) × Prostornina rezervoarja (L) / 1000