Fizyczne parametry oddziaływania wytwarzania obwodów drukowanych
Parametry fizyczne, które należy zbadać, obejmują typ anody, odstęp anoda-katoda, gęstość prądu, mieszanie, temperaturę, prostownik i kształt fali.
Typ anody
Mówiąc o typie anody, jest to nic innego jak anoda rozpuszczalna i anoda nierozpuszczalna. Rozpuszczalne anody są zwykle wykonane z kulek miedzianych zawierających fosfor, które łatwo wytwarzają błoto anodowe, zanieczyszczają roztwór galwaniczny i wpływają na jego działanie. Anody nierozpuszczalne, zwane również anodami obojętnymi, są zwykle wykonane z siatki tytanowej pokrytej mieszaniną tlenków tantalu i cyrkonu. Nierozpuszczalne anody mają dobrą stabilność, nie wymagają konserwacji anod, nie wytwarzają błota anodowego i nadają się zarówno do galwanizacji impulsowej, jak i DC. Jednakże zużycie dodatków jest stosunkowo wysokie.
Odstęp anoda-katoda
Odstęp między katodą a anodą w procesie napełniania galwanicznego w usługach produkcji PCB jest bardzo ważny i różni się konstrukcją dla różnych typów sprzętu. Należy jednak zaznaczyć, że niezależnie od tego, jak jest zaprojektowany, nie powinien naruszać prawa Faradaya.
Mieszanie płytek drukowanych na zamówienie
Istnieje wiele rodzajów mieszania, w tym oscylacje mechaniczne, wibracje elektryczne, wibracje powietrza, mieszanie powietrza i przepływ strumieniowy (Nauczyciel).
W przypadku napełniania galwanicznego preferowana jest konstrukcja z przepływem strumieniowym, oparta na konfiguracji tradycyjnych zbiorników miedzianych. Jednak przy projektowaniu zbiornika miedzianego należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak to, czy zastosować natrysk dolny czy boczny, sposób rozmieszczenia rur natryskowych i rur do mieszania powietrza w zbiorniku, godzinowe natężenie przepływu natrysku, odstęp między rurą natryskową a katodą oraz to, czy natrysk znajduje się przed czy za anodą (w przypadku natrysku bocznego). Ponadto idealnym sposobem jest podłączenie każdej rury natryskowej do przepływomierza w celu monitorowania natężenia przepływu. Ze względu na dużą ilość strumienia roztwór jest podatny na nagrzewanie, dlatego bardzo ważna jest również kontrola temperatury.
Gęstość prądu i temperatura
Niska gęstość prądu i niska temperatura mogą zmniejszyć szybkość osadzania powierzchniowej miedzi, zapewniając jednocześnie wystarczającą ilość Cu2+ i rozjaśniacza do otworu. W tych warunkach można zwiększyć zdolność napełniania, ale wydajność powlekania jest również zmniejszona.
Prostownik w procesie niestandardowej płytki drukowanej
Prostownik jest ważną częścią procesu galwanizacji. Obecnie badania nad wypełnieniem galwanicznym ograniczają się głównie do galwanizacji pełnopanelowej. Jeśli weźmie się pod uwagę graficzne wypełnienie galwaniczne, powierzchnia katody stanie się bardzo mała. W tej chwili bardzo wymagana jest dokładność wyjściowa prostownika.
Wybór dokładności wyjściowej prostownika powinien być określony w zależności od linii produktu i rozmiarów otworów. Im cieńsze linie i mniejsze otwory, tym większa dokładność wymagana dla prostownika. Ogólnie rzecz biorąc, odpowiedni jest prostownik o dokładności wyjściowej w granicach 5%. Wybór prostownika o zbyt dużej dokładności zwiększy inwestycje w sprzęt. Wybór okablowania kabla wyjściowego prostownika powinien być w pierwszej kolejności poprowadzony jak najbliżej zbiornika galwanicznego, aby zmniejszyć długość kabla wyjściowego i czas narastania prądu impulsowego. Dobór przekroju poprzecznego kabla powinien opierać się na obciążalności prądowej 2,5A/mm². Jeżeli przekrój poprzeczny kabla jest zbyt mały, długość kabla jest zbyt duża lub spadek napięcia w obwodzie jest zbyt duży, przesyłany prąd może nie osiągnąć wymaganej wartości prądu produkcyjnego.
Dla zbiorników o szerokości większej niż 1,6m należy rozważyć zasilanie dwustronne, a długości przewodów obustronnych powinny być jednakowe. Może to zapewnić kontrolę bieżącego błędu po obu stronach w pewnym zakresie. Każdy sworzeń zwrotny zbiornika galwanicznego powinien być podłączony do prostownika po obu stronach, aby prąd po obu stronach części mógł być regulowany oddzielnie.
Przebieg
Obecnie istnieją dwa rodzaje wypełnień galwanicznych z punktu widzenia kształtu fali: galwanizacja impulsowa i galwanizacja prądem stałym (DC). Obie metody napełniania galwanicznego zostały zbadane przez naukowców. Do napełniania galwanicznego DC wykorzystuje się tradycyjne prostowniki, które są proste w obsłudze, jednak są bezradne w przypadku grubszych płytek. Do napełniania galwanicznego impulsowego wykorzystuje się prostowniki PPR, które są bardziej skomplikowane w obsłudze, ale mają większe możliwości przetwarzania w przypadku grubszych płyt.
Wpływ podłoża
Nie można pominąć wpływu podłoża na wypełnienie galwaniczne. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją czynniki, takie jak materiał warstwy dielektrycznej, kształt otworu, stosunek grubości do średnicy i warstwa chemicznego miedziowania.
Materiał warstwy dielektrycznej
Materiał warstwy dielektrycznej ma wpływ na wypełnienie. Materiały niewzmocnione włóknem szklanym są łatwiejsze do wypełnienia niż materiały wzmocnione włóknem szklanym. Warto zauważyć, że występy włókna szklanego w otworze mają negatywny wpływ na chemiczne miedziowanie. W tym przypadku trudność napełniania galwanicznego polega na poprawie przyczepności warstwy nasiennej, a nie na samym procesie napełniania.
W praktyce w produkcji zastosowano wypełnienie galwaniczne na podłożach wzmocnionych włóknem szklanym.
Stosunek grubości do średnicy
Obecnie zarówno producenci, jak i projektanci przywiązują dużą wagę do technologii wypełniania otworów o różnych kształtach i rozmiarach. Na zdolność wypełniania duży wpływ ma stosunek grubości do średnicy otworu. Relatywnie rzecz biorąc, system DC jest częściej stosowany w handlu. W produkcji zakres rozmiarów otworów będzie węższy, zazwyczaj o średnicy 80 µm ~ 120 µm i głębokości 40 µm ~ 80 µm, a stosunek grubości do średnicy nie przekracza 1:1.
Warstwa miedziowania chemicznego
Grubość, jednorodność i czas układania warstwy miedzianej płytki chemicznej PCB wpływają na wydajność napełniania. Efekt wypełnienia jest słaby, jeśli warstwa chemicznego miedziowania jest zbyt cienka lub nierówna. Generalnie zaleca się wykonywanie wypełnień przy grubości miedzi chemicznej >0,3µm. Ponadto utlenianie miedzi chemicznej ma również negatywny wpływ na efekt wypełnienia.
