印刷电路制造的物理影响参数
需要研究的物理参数包括阳极类型、阳极-阴极间距、电流密度、搅拌、温度、整流器和波形。
阳极类型
说到阳极类型,无非就是可溶性阳极和不溶性阳极。可溶阳极通常采用含磷铜球制成,容易产生阳极泥,污染镀液,影响其性能。不溶性阳极也称为惰性阳极,一般由涂有钽和锆氧化物混合物的钛网制成。不溶性阳极稳定性好,不需要阳极维护,不产生阳极泥,既适合脉冲电镀又适合直流电镀。但添加剂的消耗量相对较高。
阳极-阴极间距
PCB制造服务的电镀填充过程中阴极和阳极之间的间距非常重要,并且针对不同类型的设备设计有所不同。但需要注意的是,无论如何设计,都不应违反法拉第定律。
定制电路板的搅拌
搅拌的类型有很多种,有机械振荡、电振动、空气振动、空气搅拌、喷射流(Educator)等。
对于电镀填充,在传统铜槽的配置基础上,一般优先选择射流设计。但采用底喷还是侧喷、槽内喷淋管和空气搅拌管如何布置、喷淋每小时的流量、喷淋管与阴极的间距、喷淋是在阳极前面还是在阳极后面(对于侧喷)等因素都需要在设计铜槽时考虑。此外,理想的方法是将每个喷雾管连接到流量计以监测流量。由于射流量大,溶液容易升温,因此温度控制也非常重要。
电流密度和温度
低电流密度和低温可以降低表面铜的沉积速率,同时为孔提供足够的Cu2+和光亮剂。在这些条件下,可以增强填充能力,但电镀效率也会降低。
定制印刷电路板工艺中的整流器
整流器是电镀过程中的重要组成部分。目前,电镀填充的研究大多局限于全面板电镀。如果考虑图形电镀填充,阴极面积会变得很小。此时对整流器的输出精度要求很高。
整流器输出精度的选择应根据产品的线路和孔尺寸来确定。线路越细、孔越小,对整流器的精度要求就越高。一般输出精度在5%以内的整流器比较合适。选择精度太高的整流器会增加设备投资。整流器输出电缆布线的选择首先应尽量靠近镀槽放置,以减少输出电缆的长度和脉冲电流的上升时间。电缆截面积的选择应根据载流能力为2.5A/mm²。如果电缆截面积太小、电缆长度太长或电路压降太高,则传输的电流可能达不到所需的生产电流值。
对于宽度大于1.6m的罐体,应考虑采用双面供电,且双面电缆长度应相等。这样可以保证两侧的电流误差控制在一定的范围内。镀槽的每个反激引脚两侧都应连接一个整流器,以便可以分别调节该部分两侧的电流。
波形
目前,从波形角度来看,电镀填充有两种类型:脉冲电镀和直流(DC)电镀。这两种电镀填充方法都已被研究人员研究过。直流电镀填充采用传统的整流器,操作方便,但对于较厚的板子却无能为力。脉冲电镀填充采用PPR整流器,操作较复杂,但对较厚板的处理能力较强。
基材的影响
基材对电镀填充的影响不可忽视。一般有介质层材料、孔形状、厚径比、化学镀铜层等因素。
介电层材料
介电层材料对填充有影响。非玻璃增强材料比玻璃增强材料更容易填充。值得注意的是,孔内的玻璃纤维突出物对化学镀铜有负面影响。在这种情况下,电镀填充的难点在于提高晶种层的附着力而不是填充过程本身。
事实上,玻璃纤维增强基材上的电镀填充已应用于实际生产中。
厚径比
目前,制造商和开发商都非常重视针对不同形状和尺寸的孔的填充技术。填充能力受孔的厚度与直径之比的影响很大。相对而言,DC系统在商业中应用更为普遍。生产中,孔的尺寸范围会较窄,一般直径为80μm~120μm,深度为40μm~80μm,厚径比不超过1:1。
化学镀铜层
化学PCB铜板层的厚度、均匀性、放置时间等都会影响填充性能。化学镀铜层太薄或不均匀,填充效果较差。一般建议化学铜厚度>0.3μm时进行填充。此外,化学铜的氧化也对填充效果产生负面影响。
