Электролитическое меднение, часть 6

19 января 2024 года

Электролитическое осаждение опустилось до основ. На ранних этапах металлизации многие пользователи рассматривали нюансы процесса, как чёрную магию. Эти дни давно минули. Глубокое понимание критических параметров, влияющих на электроосаждение, будет определять успех.

Рассмотрение основ процессаzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Всё является процессом, и электроосаждение меди не исключение. Решающее значение для успеха любого процесса имеет контроль ключевых параметров, влияющих на процесс нанесения покрытия. Вторичным рассмотрением следуют основы. Настоящая публикация посвящена некоторым из этих основ — и не зря, за последние несколько лет многое изменилось. Эти изменения касаются технологии печатных плат — уменьшения отверстий и утолщения плат. Всякий раз, когда отверстия уменьшаются и добавляются слои (плата становится толще), происходит увеличение омического сопротивления через отверстия. Чем больше сопротивление, тем более трудно достичь распределения меди по отверстию.

По закону Ома, V = IR, на гальваническую ванну подаётся напряжение. Если имеются платы с соотношением 10:1 и 20:1, то которую сложнее заметаллизировать? Очень просто: 20:1. Это из-за значительного увеличения сопротивления при погружении в отверстие. С технологической точки зрения, необходимо сделать несколько регулировок, выполняемые производственниками. Ранее, уже рассматривали изменения в конструкции ванны, подвесок, контроле процесса и создании новых добавок, которые увеличивают рассеивающую силу и общее распределение металлизации.

Всегда забавно, когда кто-то говорит: — «почему нельзя прямо сделать это сейчас?» Происходит нарушение закона Фарадея. Есть очень много факторов, которыми можно манипулировать, а другими — просто нельзя. Есть определённые законы, как Фарадея, которые нельзя нарушить. Поэтому, необходимо манипулировать током, напряжением и другими вещами, помогающими в различной доставке химикатов в отверстие.

Кроме этого, имеет значение катодная плотность тока. Для улучшения распределения металлизации и соотношения на поверхности к отверстию (измеряется толщина металлизации в центре отверстия и делится на толщину металлизации на поверхности) снижается катодная плотность тока.

Есть несколько советов с точки зрения механики/электричества, влияющих на распределение металлизации и рассеивающую способность. Например, при посещении производства печатных плат несколько лет назад. Обращено внимание на борьбу с распределением металлизации, особенно с конструктивом плат высокой плотности. Хороший эксперт по устранению неполадок должен докопаться до первопричины. Довелость посмотреть химию. Были ли ключевые химические добавки включены в процесс? Да.

Как объяснить проблему с распределением металлизации? Помня о законе Ома, была взвешена заготовка без схемы. Далее контрольная заготовка металлизировалась в течении 60 минут при плотности тока 20 ампер на квадратный фут (ASF). После металлизации и сушки заготовки контрольная плата вновь взвешивалась для определения веса осаждённой меди. Результат показал, что в действительности замеднилось только 78% из предсказанных к осаждению по закону Ома.

Чем может объясняться такая недостаточная эффективность процесса металлизации? Решено посмотреть на механические/электрические аспекты процесса металлизации, когда проверили подводящие кабели от выпрямителя к штангам гальванической ванны, сделали два заключения.

Первое, часть кабелей выглядела изношенной и даже имела растрескивание в оболочке. Второе, при соприкосновении с кабелем чувствовался их нагрев, даже горячесть. Предположением стало то, что действительный ток от выпрямителя не доходил до платы 100% величиной. Ток терялся между выпрямителем и платой. Предложено заменить кабели на коаксиальные с достаточным сечением для пропуска тока с минимальными потерями.

После замены кабелей эффективность заметно улучшилась. Извлеченный урок заключался в том, чтобы не упускать из виду то, что некоторые считают менее очевидным.

Другой ключевой параметр — способность подвески к достаточному пропусканию тока. Здесь есть также похожий принцип: Если металлические подвески не могут пропускать ток из-за неправильного размера или плохого соединения подвески с платой, то ток на плате также будет потерян. Следовательно, ожидаемая толщина меднения будет меньше запланированной.

В завершении, часто задают вопрос: — следует ли использовать постоянное напряжение или постоянный ток при нанесении гальванических покрытий? Предпочтительнее постоянная плотность тока при автоматическом регулировании мощности в соответствии с величиной нагрузки металлизации в гальванической ванне.

*************************

Компания «БалтМедиа Партнёр», работая индивидуально с заказчиком, помогает правильному выбору необходимого оборудования и рекомендует как эффективно выстроить производственный процесс, сопровождая его поставками расходных и базовых материалов.

При заинтересованности в сопутствующей информации производству печатных плат и сборки-монтажа электроники используется следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское шоссе, 206

Тел. +7 (921) 895−1422, +7 (921) 994−9502

Электронная почта: office@bmptek.ru https://bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов