PCB水平電(dian)鍍的發展

爲了(le)适應PCB制造向多(duō)層化、積層化、功(gōng)能化和集成化(hua)方向㊙️迅速發展(zhan)，帶來的高縱橫(héng)比通孔電鍍的(de)需要，發展出水(shui)平電鍍技✔️術。設(shè)計與研制水平(ping)電鍍系統仍然(rán)存在着若幹技(ji)術性的問題，但(dàn)水平電鍍系統(tong)的使用，對印制(zhi)電路行業來說(shuo)♻️是很大的發展(zhan)和進🌈步。特别是(shi)多層闆通孔的(de)縱橫比超過💯5:1及(ji)積層闆中⭕大量(liàng)采用的較深的(de)盲孔，使常規的(de)垂直電鍍工藝(yì)不能滿足高質(zhi)量、高可靠🈚性互(hù)連孔的技術要(yao)求。

水平電鍍則(zé)在制造高密度(dù)多層闆方面的(de)運用，顯示出很(hen)📧大的潛力，不但(dàn)能節省人力及(jí)作業時間而🔴且(qiě)生産的速度🔅和(he)效率比傳統的(de)垂直電鍍線要(yao)高。而且降🥰低能(neng)量消耗、減少所(suǒ)需處理的廢液(ye)廢水廢氣，而且(qiě)大大改善工藝(yì)環境和條件，提(tí)高電鍍層的質(zhì)量水準。

水平電鍍技術(shù)，是垂直電鍍法(fǎ)技術發展的繼(jì)續，是在♈垂✂️直電(diàn)🔞鍍工藝的基礎(chǔ)上發展起來的(de)新穎電鍍技術(shu)。這種技術的關(guan)🏃🏻鍵就🌏是應制造(zào)出相适應的、相(xiang)‼️互配套的水平(píng)♌電鍍系統，能使(shi)高分散能力的(de)鍍液，在改進供(gòng)電方式和其它(tā)輔助裝置的配(pèi)合下，顯示💋出比(bǐ)垂直電鍍法更(geng)爲優異的功能(néng)作用。

水平電鍍(dù)與垂直電鍍方(fāng)法和原理是相(xiang)同的，都必🌍須🔅具(jù)有陰㊙️陽兩極，通(tōng)電後産生電極(ji)反應使電解液(ye)‼️主成份産生電(diàn)離，使帶電的正(zheng)離子向電極反(fan)應區‼️的負相移(yí)動;帶電的負離(lí)子向電極反應(yīng)區的正相移動(dòng)，于是産生金屬(shǔ)沉積鍍層♉和放(fàng)出氣體。

因爲金(jin)屬在陰極的沉(chen)積過程分爲三(sān)個步驟：金屬🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的(de)⛹🏻‍♀️水合💞離子💋擴散(san)到陰極；第二步(bu)是當金屬水合(hé)離子通過雙電(dian)層🏃🏻‍♂️時，它們逐漸(jian)脫水并吸附在(zài)陰極表面；第三(sān)步是吸附在陰(yīn)極表面🌈的金屬(shu)離子接受電子(zi)并進入金屬晶(jing)格❤️。由于靜電作(zuo)用，該層比亥姆(mǔ)霍茲外層小，并(bìng)且受到熱運📱動(dòng)的影響。陽離子(zi)排列不像亥姆(mu)霍茲外層那樣(yàng)緊密和整齊。該(gai)層稱爲擴散層(ceng)。擴散層的厚度(du)與鍍液的流速(su)成反比。即鍍液(ye)流速越快，擴散(sàn)層越薄❗，越厚。通(tōng)常，擴散層的厚(hou)度約爲5-50微米。在(zai)遠離陰極的地(dì)方，通過對流到(dao)達的鍍❌液層稱(cheng)爲主鍍液。因爲(wèi)溶液的⭐對流會(hui)影響鍍液濃度(du)的✏️均勻性。擴散(san)層中的銅離子(zǐ)通過擴散和離(li)子遷移傳輸到(dao)亥姆霍茲外層(céng)。主鍍液中的銅(tóng)離子通過對流(liú)和離子💋遷移被(bèi)輸送到陰極表(biao)🐪面。

二、水平電鍍(du)的難點及對策(ce)

PCB電鍍的關鍵是(shì)如何保證基闆(pǎn)兩側和通孔内(nei)壁銅層厚🔞度的(de)均勻性。爲了獲(huò)得塗層厚度的(de)均勻性，必✍️須确(que)保印制闆兩側(ce)和通孔中的鍍(du)液流速應快速(su)一緻，以獲得薄(báo)而均勻的擴散(san)層。爲了獲得薄(bao)而均勻的擴散(san)層，根據目前水(shui)平電鍍系統的(de)結構，雖然系統(tǒng)中安裝了許多(duo)噴咀，但它可以(yi)将🌐鍍液快速垂(chui)直地噴射到印(yin)制闆上，從而加(jia)快鍍液在通孔(kong)中的流速，因此(cǐ)鍍液流速非常(chang)快，并且在🌈基闆(pan)和通孔的上下(xia)部分形成渦流(liu)，從而使擴散層(céng)減少且更均勻(yún)。但是，一般情況(kuàng)下，當鍍液突然(rán)流入狹窄的通(tōng)孔時，通孔入口(kou)處的鍍液也會(huì)✂️出現反向回流(liu)現象。

此外，由于(yú)一次電流分布(bu)的影響，由于尖(jiān)端效應，入口孔(kǒng)💜處的銅層厚度(dù)過厚，通孔内壁(bì)形成狗骨狀銅(tong)塗層。根據鍍液(ye)在通孔内的流(liu)動狀态，即渦流(liu)和回流的大小(xiǎo)，以及導電鍍通(tōng)孔質量的狀♌态(tai)分析，控制參數(shù)隻能通過工藝(yi)測試方法🌍确定(dìng)，以實現印刷電(dian)路闆電鍍厚度(du)的均勻性。由于(yu)渦流和回流的(de)大小無法通過(guo)理論計算得到(dao)，因此隻能采用(yòng)測量過程💰的方(fang)法。

從測量結果(guo)可知，爲了控制(zhì)通孔鍍銅層厚(hou)度的均勻性📐，需(xu)要根🥵據印刷電(diàn)路闆通孔的縱(zong)橫比調整可控(kong)的💋工藝☁️參數，甚(shèn)至選擇分散能(neng)力強的鍍銅溶(rong)液，添加合适的(de)添加劑，改進供(gong)電方式，即反向(xiang)脈沖電🎯流電鍍(dù)，獲得分布能🌐力(lì)強的銅鍍層。特(tè)别是積層闆微(wei)盲孔數量增加(jia)，不但要🚩采用水(shui)平電鍍系統進(jìn)行電鍍，還要采(cǎi)用超聲波震動(dong)來促進微盲孔(kong)内♈鍍液的更換(huàn)及流通，再改進(jin)供電方式利用(yong)反脈沖電流及(jí)實際測試的數(shù)據來調正可控(kòng)參數，就能獲得(de)滿意的效果。

水平電(dian)鍍技術的發展(zhan)不是偶然的，而(er)是高密度、高⚽精(jīng)度、多功📱能、高縱(zòng)橫比多層印制(zhì)電路闆産品特(te)殊🏃🏻功能💘的需要(yào)是🌈個必然的結(jié)果。它的優勢就(jiù)是要比🔞現在所(suǒ)采用的🆚垂直挂(gua)鍍工藝方法更(gèng)爲先進，産品質(zhì)量更爲可靠，能(néng)實現規模化的(de)大生産。它與垂(chuí)直㊙️電鍍工藝方(fang)法相比具有以(yi)下長處：

（１）适應尺(chǐ)寸範圍較寬，無(wú)需進行手工裝(zhuāng)挂，實現全部自(zi)動化作業，對提(ti)高和确保作業(ye)過程對基闆表(biao)面無損害，對實(shi)現規模化的大(dà)生産極爲有利(li)。

（２）在工藝審查中(zhōng)，無需留有裝夾(jiá)位置，增加實用(yong)面積，大大🤟節約(yue)原材料的損耗(hào)。

（３）水平電鍍采用(yong)全程計算機控(kong)制，使基闆在相(xiàng)同的✊條件🈲下，确(que)保每塊印制電(diàn)路闆的表面與(yǔ)孔的鍍層✌️的均(jun)一性。

（５）從實(shi)際生産中可測(cè)所知，由于水平(píng)電鍍采用多段(duan)水平💜清洗，節約(yuē)清洗水用量及(jí)減少污水處理(lǐ)的壓✨力。

（６）由于該(gāi)系統采用封閉(bì)式作業，減少對(duì)作業空間污染(rǎn)和🧡熱量蒸發對(dui)工藝環境的直(zhí)接影響，大大改(gai)善作業環境。特(tè)别是烘闆時由(you)于減少熱量損(sǔn)耗，節約了能量(liàng)⭕的無謂消耗及(jí)提高生産效率(lü)。

四、總結
水平電(diàn)鍍技術的出現(xiàn)，完全爲了适應(ying)高縱橫比通孔(kǒng)✂️電鍍的需要。但(dan)由于電鍍過程(cheng)的複雜性和特(tè)殊性，在設計與(yu)研制水平電鍍(du)系統仍存在着(zhe)若幹技🏃🏻術性的(de)問題。這有待在(zài)實踐過程中改(gai)♉進。盡管如此，水(shui)平電鍍系統的(de)使用對印制電(diàn)路行業來說是(shi)很大的發展和(he)進步。因爲此類(lèi)型的設備在制(zhi)造高密度多層(céng)闆方面的運用(yong)，顯示出✔️很大的(de)潛力。水平電鍍(du)線适用于大規(gui)🌈模産量❤️24小時不(bú)間🌈斷作業，水平(píng)電鍍線在調試(shì)的時候較垂直(zhi)電鍍線稍困難(nan)一些，一旦調試(shi)完畢是十分穩(wen)定的，同時在使(shǐ)用過程📱中要随(sui)時監控鍍液的(de)情況對鍍液進(jin)行調整💜，确保長(zhang)時⁉️間穩定工作(zuò)。