Tärkeänä perusmateriaalina suorituskyvyn optimointipaksu kuparipainettu piirilevyon tulossa yhä tärkeämmäksi. Hopeapinnoitusprosessi, joka voi merkittävästi parantaa paksujen kuparipainettujen piirilevyjen suorituskykyä, saa yhä enemmän huomiota.
1, hopeapinnoitusprosessin perusperiaatteet
Hopeapinnoitusprosessi perustuu pääasiassa elektrolyysin periaatteeseen. Elektrolyyttikennossa käytetään katodina paksua kuparista painettua piirilevyä ja anodina hopeaa, samalla kun valmistetaan hopeaioneja sisältävä elektrolyytti. Virran kytkemisen jälkeen elektrolyytissä olevat hopea-ionit liikkuvat sähkökentän vaikutuksesta kohti katodia ja saavat paksun kuparisen piirilevyn pinnalle elektroneja, jotka pelkistyvät metalliseksi hopeaksi ja kerrostuvat muodostaen vähitellen hopeapinnoituskerroksen. Tämän prosessin aikana anodin hopeapainettu piirilevy liukenee jatkuvasti ja täydentää hopeaioneja elektrolyyttiin hopeapinnoitusprosessin jatkuvuuden ylläpitämiseksi.
2, Hopeapinnoituksen prosessivirtaus paksulla kuparisella painetulla piirilevyllä
(1) Pinnan esikäsittely
Rasvanpoisto ja puhdistus: Paksujen kuparisten piirilevyjen käsittelyn ja varastoinnin aikana pinta saastuu väistämättä epäpuhtauksilla, kuten rasvalla ja lialla. Jos näitä epäpuhtauksia ei poisteta, ne vaikuttavat vakavasti hopeapinnoituskerroksen ja paksun kuparisen painetun piirilevyn väliseen sidoslujuuteen. Siksi ensimmäinen vaihe on suorittaa rasvanpoistopuhdistus, joka voidaan tehdä käyttämällä orgaanisia liuottimia tai emäksisiä rasvanpoistoaineita. Orgaaniset liuottimet voivat liuottaa tehokkaasti öljyjä ja rasvoja, kun taas emäksiset rasvanpoistoaineet poistavat öljyt ja rasvat saippuoitumisreaktioiden kautta, jolloin paksujen kuparisten piirilevyjen pinta puhtaana.
Happopesun aktivointi: Rasvanpoiston ja puhdistuksen jälkeen paksun kuparisen painetun piirilevyn pinnalla voi vielä olla oksidikerros. Oksidikerros estää hopea-ionien laskeutumista kuparipainetun piirilevyn pinnalle, mikä vähentää hopeapinnoituskerroksen tarttuvuutta. Happopesuaktivointikäsittelyn avulla paksujen kuparisten painettujen piirilevyjen liottaminen laimeaan rikkihappoon tai suolahapoon voi poistaa pinnan oksidikerroksen ja aktivoida kuparisen painetun piirilevyn pinnan luoden suotuisat olosuhteet myöhempää hopeapinnoitusta varten.
(2) Hopeapinnoitusprosessi
Elektrolyytin valmistus: Yleisesti käytetty hopeapinnoituselektrolyytti on hopeasyanidiliuos, joka koostuu pääasiassa kaliumsyanidista, hopeasyanidista ja sopivista lisäaineista. Kaliumsyanidi kelatoivana aineena voi muodostaa stabiileja komplekseja hopeaionien kanssa, sääteleen hopea-ionien purkausnopeutta ja varmistaen hopeapinnoituskerroksen laadun. Lisäaineita käytetään parantamaan hopeapinnoituskerrosten ulkonäköä, kovuutta ja muita ominaisuuksia. Syanidin myrkyllisyyden vuoksi myös syanidittomia hopeapinnoitusliuoksia on tutkittu ja käytetty laajasti viime vuosina. Syanidivapaassa hopeapinnoitusliuoksessa käytetään yleensä hopean lähteenä hopeanitraattia yhdistettynä orgaanisiin kelatointiaineisiin ja muihin komponentteihin hopeapinnoitusvaikutuksen varmistamiseksi ja samalla ympäristölle ja käyttäjille aiheutuvien haittojen vähentäminen.
Galvanoinnin kunnon valvonta:
Virran tiheys: Virtatiheys on yksi tärkeimmistä hopeapinnoituksen laatuun vaikuttavista parametreista. Yleisesti ottaen sopiva virrantiheysalue hopeapinnoitukselle paksuille kuparipainetuille piirilevyille on välillä 0,1-2A/dm². Jos virrantiheys on liian pieni, hopeapinnoitusnopeus on hidas ja tuotannon tehokkuus on alhainen; Jos virrantiheys on liian korkea, se voi aiheuttaa hopeapinnoituskerroksen karkeaa kiteytymistä ja jopa johtaa palamisilmiöön.
Lämpötila: Hopeapinnoitusprosessin lämpötilaa säädetään yleensä 20-30 asteeseen (syanidijärjestelmä) tai 50-60 asteeseen (syaniditon järjestelmä). Lämpötilalla on merkittävä vaikutus hopeapinnoitusliuoksen johtavuuteen, hopeaionien diffuusionopeuteen ja hopeapinnoituskerroksen kiteytymisprosessiin. Sopiva lämpötila voi varmistaa, että hopeapinnoituskerros on tasainen ja tiheä.
PH-arvo: Hopeapinnoitusliuoksen pH-arvoa on myös valvottava tarkasti, yleensä välillä 8-10 (riippuen elektrolyytin tyypistä). pH-arvon muutos voi vaikuttaa hopeaionien muotoon ja erilaisten kemiallisten reaktioiden tasapainoon pinnoitusliuoksessa ja siten vaikuttaa hopeapinnoituskerroksen laatuun.
(3) Jälkikäsittely
Pesu: Kun hopeapinnoitus on valmis, paksun kuparipainetun piirilevyn pinnalle jää pinnoitusliuosta. Jos näitä pinnoitusliuoksia ei puhdisteta perusteellisesti, ne eivät ainoastaan vaikuta paksujen kuparipainettujen piirilevyjen ulkonäköön, vaan niillä voi myös olla haitallisia vaikutuksia myöhempään käyttöön. Siksi paksu kuparipainettu piirilevy on pestävä useita kertoja deionisoidulla vedellä varmistaakseen, ettei pinnalle jää pinnoitusliuosta.
Kuivaus: Pesty paksu kuparipainettu piirilevy on kuivattava pintakosteuden poistamiseksi ja ruostumisen estämiseksi. Yleensä kuumailmakuivausta käytetään sijoittamaan paksut kupariset painetut piirilevyt kuumaan ilmaan tietyssä lämpötilassa kosteuden haihduttamiseksi nopeasti.
Passivointikäsittely (valinnainen): Hopeapinnoituskerroksen hapettumiskestävyyden parantamiseksi entisestään paksut kupariset painetut piirilevyt passivoidaan joskus. Upottamalla paksu kuparipainettu piirilevy tiettyä passivointiainetta sisältävään liuokseen, sen pinnalle muodostuu tiheä passivointikalvo, mikä parantaa hopeapinnoituskerroksen korroosionkestävyyttä ja stabiilisuutta.
3, hopeapinnoitusprosessin edut paksulla kuparisella painetulla piirilevyllä
(1) Parantaa merkittävästi johtavuutta
Hopealla on erittäin alhainen sähkövastus ja se on kaikkien metallien johtavuuden kärjessä. Paksujen kuparipainettujen piirilevyjen pinnan hopeoinnin jälkeen se voi vähentää huomattavasti vastusta ja parantaa virransiirron tehokkuutta. Korkeataajuisissa piireissä signaalin siirtonopeus on nopea, taajuus korkea ja johtimien johtavuus erittäin vaativa. Paksujen kuparisten painettujen piirilevyjen hopeoinnin jälkeen se voi tehokkaasti vähentää häviöitä ja vääristymiä signaalinsiirron aikana, varmistaa vakaan ja nopean signaalinsiirron ja täyttää korkeataajuisten{4}}elektroniikkalaitteiden tarpeet.
(2) Paranna antioksidanttikapasiteettia
Kupari on taipuvainen reagoimaan ilman hapen kanssa, jolloin muodostuu kuparioksidia, joka voi aiheuttaa pinnan hapettumisen värimuutoksia ja vaikuttaa myös sen johtavuuteen. Hopean kemialliset ominaisuudet ovat suhteellisen vakaat, ja hopeoitu kerros voi muodostaa suojakalvon paksujen kuparipainettujen piirilevyjen pinnalle, estäen hapen joutumasta kosketuksiin kuparin kanssa, viivästyttää tehokkaasti kuparin hapetusprosessia, pidentää paksujen kuparisten painettujen piirilevyjen käyttöikää ja säilyttää niiden hyvän johtavuuden ja ulkonäön laadun.
(3) Paranna hitsattavuutta
Elektroniikkakokoonpanossa hitsaus on tärkeä tapa yhdistää erilaisia elektronisia komponentteja. Paksun kuparipainetun piirilevyn hopeapinnoituksen jälkeen sen pinnan hopeakerroksella on hyvä hitsattavuus ja se voi integroitua paremmin juotteeseen muodostaen vahvan hitsausliitoksen. Tämä ei ainoastaan paranna hitsauksen laatua ja luotettavuutta, vaan myös vähentää hitsausprosessin aikana esiintyviä vikoja ja parantaa tuotannon tehokkuutta.
(4) Paranna koristeellista vetovoimaa
Hopeapinnoituskerroksessa on kirkas metallinen kiilto, mikä mahdollistaa paksujen kuparisten piirilevyjen erinomaisen suorituskyvyn täyttäen samalla tietyt koristeelliset tarpeet. Joissakin elektroniikkatuotteissa tai käsitöissä, joilla on korkeat ulkonäkövaatimukset, paksujen kuparisten painettujen piirilevyjen hopeointi voi parantaa tuotteen yleistä kauneutta ja rakennetta.
4, Paksujen kuparisten painettujen piirilevyjen hopeapinnoitusprosessin haasteet ja ratkaisut
(1) Syanidisaaste
Vaikka perinteisen syanidihopeapinnoitusprosessin etuna on pinnoitusliuoksen hyvä stabiilisuus ja hopeapinnoituskerroksen korkea laatu, syanidi on erittäin myrkyllistä ja aiheuttaa vakavan uhan ympäristölle ja käyttäjien terveydelle. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on kiireellisesti kehitettävä ja edistettävä syaniditonta hopeapinnoitustekniikkaa. Tällä hetkellä syanidivapaa hopeapinnoitusprosessi on edistynyt tietyssä määrin, kuten syanidittomien hopeapinnoitusjärjestelmien asteittainen kypsyys, joissa käytetään tiosulfaattia, sulfiittia ja muita kelatointiaineita. Nämä syanidittomat hopeapinnoitusprosessit eivät ainoastaan varmista hopeapinnoitusvaikutusta, vaan myös vähentävät huomattavasti ympäristölle aiheutuvaa haittaa, mikä täyttää kestävän kehityksen vaatimukset.
(2) Hopeapinnoituksen paksuuden tasaisuuden hallinta
Paksuille kuparisille painetuille piirilevyille ei ole helppoa varmistaa hopeapinnoituskerroksen tasaista paksuutta hopeointiprosessin aikana niiden suuren pinta-alan vuoksi. Pinnoiteliuoksen epätasainen jakautuminen ja virrantiheyden erot voivat johtaa hopeapinnoituskerroksen epäyhtenäiseen paksuuteen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi voidaan toteuttaa toimenpiteitä, kuten elektrolyysikennorakenteen järkevä suunnittelu, elektrodien sijoittelun optimointi ja pinnoitusliuoksen sekoittamisen vahvistaminen. Suunnittelemalla elektrolyyttikenno järkevästi, pinnoitusliuos voidaan jakaa tasaisesti paksun kuparisen painetun piirilevyn ympärille; Optimoi elektrodijärjestely varmistaaksesi, että virta johdetaan tasaisesti paksun kuparisen painetun piirilevyn pinnalle; Päällystysliuoksen sekoituksen vahvistaminen voi edistää hopeaionien diffuusiota ja parantaa hopeapinnoituskerroksen paksuuden tasaisuutta.
(3) Hopeapinnoituskerroksen tarttuvuusongelma
Hopeapinnoituskerroksen ja paksun kuparisen painetun piirilevyn välinen tarttuvuus liittyy suoraan hopeapinnoituskerroksen käyttöikään ja suorituskyvyn vakauteen. Jos tarttuvuus on riittämätön, hopeapinnoituskerros on altis kuoriutumiselle, irtoamiselle ja muille ilmiöille käytön aikana. Hopeapinnoituskerroksen tarttuvuuden parantamiseksi se voidaan saavuttaa pinnan esikäsittelyn lisäksi myös säätämällä hopeapinnoitusprosessin parametreja ja lisäämällä erityisiä adheesiota edistäviä aineita. Esimerkiksi asianmukaisen esipinnoituskäsittelyn suorittaminen ennen hopeapinnoitusta ja ensin siirtymäkerroksen pinnoittaminen, jolla on hyvä tarttuvuus sekä kupariin että hopeaan, paksun kuparisen painetun piirilevyn, kuten nikkelikerroksen, pinnalle voi tehokkaasti parantaa tartuntaa hopeapinnoituskerroksen ja paksun kuparisen painetun piirilevyn välillä.