PCB gegnir mikilvægu hlutverki við að tengja og senda rafræn merki, og PCB rafhúðun koparferlisins, sem kjarna tengilinn íPCB framleiðsluferli, gegnir afgerandi hlutverki í frammistöðu og gæðum hringrásarinnar. Allt frá snjallsímum til-afkastamikilla tölva, frá rafeindatækni í bifreiðum til flugvélabúnaðar, næstum öll rafrásartöflur rafeindatækja reiða sig á kopar rafhúðun.
1, meginregla kopar rafhúðun
PCb rafhúðun á kopar er dæmigert rafefnafræðilegt ferli byggt á lögum Faraday. Í rafhúðunabaðinu er PCB notað sem bakskaut og koparskautið er sökkt í raflausn sem inniheldur koparjónir. Þegar jafnstraumsspenna er beitt á milli bakskautsins og rafskautsins, fer straumurinn í gegnum raflausnina og kallar fram röð rafefnafræðilegra viðbragða.
Rafskautahvörf: Koparskautið fer í oxunarviðbrögð, þar sem koparatóm missa tvær rafeindir og verða að koparjónum sem komast inn í raflausnina. Hvarfjafnan er Cu-2e ⁻ → Cu ² ⁺.
Kaþódísk viðbrögð: Á yfirborði PCB fá koparjónir rafeindir og minnka í koparatóm sem setjast á PCB yfirborðið. Viðbragðsjafnan er Cu ² ⁺+2e ⁻ → Cu.
Með því að stjórna breytum eins og straumþéttleika, rafhúðuntíma og raflausnsamsetningu er hægt að stjórna útfellingarhraða og lagþykkt kopar nákvæmlega.
2, Ferlisflæði
(1) Forvinnsla
Þrif: Í fyrsta lagi skaltu hreinsa PCB undirlagið vandlega til að fjarlægja óhreinindi eins og olíubletti, ryk og oxíð á yfirborðinu. Algengar hreinsunaraðferðir eru basísk hreinsun, súr hreinsun og ultrasonic hreinsun. Alkalísk hreinsun getur í raun fjarlægt olíu og lífræn mengunarefni, en súr hreinsun er aðallega notuð til að fjarlægja oxíð. Ultrasonic hreinsun getur rækilega hreinsað fínu eyður og holur á yfirborði undirlagsins í gegnum kavitation áhrif úthljóðsbylgna. Hreinsað undirlagsyfirborð ætti ekki að hafa augljós óhreinindi og sýna einsleitan málmgljáa.
Örtæring: Tilgangurinn með örtæringu er að mynda ör gróft yfirborð á PCB yfirborðinu, sem eykur viðloðun milli rafhúðaða koparlagsins og undirlagsins. Venjulega eru lausnir sem innihalda örætingarefni eins og persúlfat eða brennisteinssýru vetnisperoxíð notaðar til að meðhöndla hvarfefni. Meðan á örætingarferlinu stendur fer örætarefnið í efnahvörf við koparyfirborðið, leysir upp mjög þunnt lag af kopar og myndar örlítið íhvolft kúpt mannvirki. Nauðsynlegt er að stýra stigi örtæringar, með almennu örtæringarmagni stjórnað á milli 0,5-1,5 μm til að tryggja góða viðloðun án of mikillar tæringar á undirlaginu.
Forídýfing: Fordýfing er ferlið við að dýfa hreinsuðu og örætuðu PCB-inu í fordýfingarlausn sem inniheldur tiltekna efnisþætti, sem gerir undirlagsyfirborðinu kleift að gleypa lag af virku efni og undirbúa sig fyrir síðara virkjunarferlið. Samsetning fordýfingarlausnarinnar er venjulega svipuð og virkjunarlausnarinnar, en með lægri styrk. Meginhlutverk þess er að koma í veg fyrir að undirlagið oxist aftur fyrir virkjun og bæta virkjunaráhrifin. Forbleytingartíminn er yfirleitt stuttur, venjulega á bilinu nokkrar sekúndur upp í tugi sekúndna.
Virkjun: Virkjun er afgerandi skref í for-meðhöndlunarferlinu, sem miðar að því að gleypa lag af hvatavirkum málmögnum, venjulega palladíumagnum, á yfirborð PCB. Þessar palladíum agnir munu þjóna sem hvarfamiðstöðvar fyrir síðari efna koparhúðun eða rafhúðun, sem stuðlar að minnkun og útfellingu koparjóna. Algengustu virkjunaraðferðirnar eru ma kolloidal palladíum virkjunaraðferð og jónísk palladíum virkjunaraðferð. Kvoða palladíum virkjunarlausn er samsett úr palladíumsalti, tinsalti og klóbindiefni. Við virkjunarferlið aðsogast kolloidal palladíum agnir á yfirborði pcb; Jónapalladíumvirkjunaraðferðin er að gleypa palladíumjónir á yfirborð undirlagsins með jónaskiptum og minnka þær síðan í málmpalladíum í gegnum afoxunarefni. Stýringar eins og virkjunartími og hitastig þarf að vera nákvæmlega stjórnað í samræmi við gerð virkjunarlausnar og efnis PCB til að tryggja einsleitt og þétt virkjunarlag.
(2) Kemísk koparhúðun
Fyrir sum PCB hvarfefni úr ó-leiðandi efnum, eins og glertrefjastyrktu plasti, þarf efna koparhúðun áður en kopar er rafhúðun til að mynda þunnt leiðandi koparlag á yfirborð undirlagsins, sem gefur leiðandi leið fyrir síðari rafhúðun kopar.
Meginregla efna koparhúðun: Efna koparhúðun er sjálfhvataoxunar-afoxunarhvarf. Á yfirborði með hvatavirkni eru koparjónir minnkaðar í málmkopar með verkun afoxunarefnis og settar á yfirborð undirlagsins. Aðalhvarfsjafnan er: Cu ² ⁺+2HCHO+4OH ⁻ → Cu+2HCOO ⁻+2H ₂ O+H ₂ ↑. Í þessu hvarfi eru koparjónir minnkaðar í koparatóm með því að fá rafeindir undir hvatningu palladíummiðstöðva, á meðan formaldehýð er oxað í myndjónir.
Efnafræðileg koparhúðun: Í fyrsta lagi er virkjaða PCB sökkt í efnafræðilega koparhúðunarlausn sem inniheldur koparsölt, fléttuefni, afoxunarefni og önnur aukefni. Hitastig málmhúðunarlausnarinnar er yfirleitt stjórnað á milli 40-50 gráður og pH-gildi er haldið í kringum 12-13. Í ferlinu við raflausa koparhúðun er nauðsynlegt að hræra málunarlausnina á viðeigandi hátt til að tryggja einsleitni málningarlausnarinnar og nægilega framvindu hvarfsins. Tíminn fyrir raflausa koparhúðun fer eftir nauðsynlegri þykkt koparlagsins og almennt er hægt að fá koparlag með þykkt á milli 0,2-0,5 μm. Eftir efnafræðilega koparhúðun þarf að þrífa PCB til að fjarlægja leifar af málunarlausn og óhreinindi á yfirborðinu.
(3) Rafhúðaður kopar
Rafhúðaður kopar á fullu borði: Rafhúðaður kopar á fullu borði, einnig þekktur sem aðal kopar, er aðallega notaður til að rafhúða lag af kopar á öllu yfirborði PCB sem hefur gengist undir efna koparhúðun, til að auka þykkt koparlagsins, bæta leiðni og vélrænan styrk og vernda efna koparhúðunarlagið frá síðari ætingu og öðrum ferlum. Kopar rafhúðun á fullri plötu notar venjulega súr koparsúlfathúðunlausn, með koparsúlfatinnihaldi yfirleitt á milli 150-250g/L og brennisteinssýruinnihald á milli 50-200g/L í formúlunni, auk viðeigandi magns af klóríðjónum og aukefnum. Í rafhúðununarferlinu er pcb notað sem bakskaut og fosfórkoparkúlur eru almennt notaðar sem rafskaut til að bæta koparjónunum í málunarlausninni. Straumþéttleiki er almennt stjórnað við 1-2A/dm ² og rafhúðun tíminn fer eftir nauðsynlegri koparlagsþykkt, venjulega eykur koparlagsþykktin í 5-20 μm. Meðan á rafhúðun kopar stendur á öllu borðinu er stöðug síun á málunarlausninni nauðsynleg til að fjarlægja óhreinindi og agnir úr málunarlausninni og tryggja gæði húðarinnar.
Grafísk rafhúðun kopar: Grafísk rafhúðun kopar, einnig þekktur sem efri kopar, er sértæk rafhúðun á nauðsynlegum hringrás grafískum hlutum á PCB eftir fullu borð rafhúðun kopar og grafískan flutning, enn frekar þykknar koparlagið til að uppfylla kröfur um núverandi flutningsgetu hringrásarinnar og flutningsgetu merkisins. Samsetning og ferli breytur málmhúðunarlausnarinnar fyrir grafíska rafhúðun kopar eru svipaðar og fullborðs rafhúðun kopar, en vegna þess að aðeins ákveðin grafísk svæði eru rafhúðuð, þarf grímuefni til að hylja þá hluta sem þurfa ekki rafhúðun. Meðan á rafhúðun stendur ætti að huga sérstaklega að einsleitni straumdreifingar til að tryggja að lagþykkt hvers hluta mynstursins sé í samræmi. Eftir grafíska rafhúðun með kopar getur þykkt koparlagsins yfirleitt náð 20-50 μm og sértæk þykkt fer eftir hönnunarkröfum PCB.
(4) Eftirvinnsla
Þrif: Eftir rafhúðun kopar ætti að þrífa PCB vandlega fyrst til að fjarlægja leifar af málunarlausn og óhreinindum á yfirborðinu. Þrif notar almennt fjölþrepa mótstraumsskolunaraðferð, skolaðu fyrst með hreinu vatni og skolaðu síðan með afjónuðu vatni til að tryggja að engin kemísk efni séu eftir á yfirborði PCB. Hreinsað PCB yfirborð ætti að vera hreint, laust við bletti og hafa pH gildi nálægt hlutlausu.
Passivation: Til að bæta tæringarþol rafhúðaðra koparlaga er venjulega þörf á passiveringsmeðferð. Passivation er myndun ákaflega þunnrar passiveringsfilmu á yfirborði koparlags, sem getur komið í veg fyrir efnahvörf milli súrefnis og raka og kopar og lengt þar með endingartíma koparlagsins. Algengar aðgerðaraðferðir eru efnafræðileg passivering og rafefnafræðileg passivation. Efnafræðileg passivering notar almennt lausnir sem innihalda krómat, fosfat eða lífræna passivators til að meðhöndla prentplötur; Rafefnafræðileg passivering er ferlið við að beita ákveðinni spennu í tiltekinn raflausn til að valda oxunarhvörfum á yfirborði koparlaga, sem myndar passiveringsfilmu. Eftir aðgerðarmeðferð mun yfirborð koparlagsins sýna samræmdan passivation kvikmyndalit, svo sem regnboga eða gullgult.
Þurrkun: Hreinsaða og óvirka PCB þarf að þurrka til að fjarlægja yfirborðsraka. Þurrkunaraðferðirnar fela í sér heitloftsþurrkun, lofttæmiþurrkun o.s.frv. Heitaloftsþurrkun er algeng aðferð, sem felur í sér að PCb er sett í heitt loft umhverfi við ákveðið hitastig til að gufa upp raka hratt. Í þurrkunarferlinu ætti að huga að hitastýringu til að forðast aflögun PCB eða koparlagsoxun af völdum of hás hitastigs. Þurrkað PCB ætti að geyma á réttan hátt til að forðast frekari raka eða mengun.