Explicação detalhada do processo de galvanoplastia PCB!

Os PCBs são um componente indispensável dos produtos eletrônicos modernos, fornecendo uma plataforma de montagem para componentes eletrônicos e permitindo conexões elétricas entre circuitos. Para garantir excelente condutividade e resistência à corrosão, a galvanoplastia é uma etapa crucial no processo de fabricação de PCB. A galvanoplastia não apenas aumenta a condutividade da superfície do PCB e melhora a soldabilidade, mas também protege eficazmente o PCB das influências ambientais.

Imersão ácida → Revestimento-de cobre em placa completa → Transferência de padrão → Desengorduramento ácido → Enxaguamento secundário em contracorrente → Microgravação → Imersão secundária em ácido → Estanhagem → Enxaguamento secundário em contracorrente → Imersão ácida → Revestimento de cobre padrão → Enxaguamento secundário em contracorrente → Niquelagem → Enxaguamento secundário em água → Imersão em ácido cítrico → Revestimento de ouro → Reciclagem → Enxágue com água pura em 2-3 estágios → Secagem

Fluxo do processo de galvanoplastia de PCB

I. Imersão ácida

1. Função e Propósito

Remove óxidos superficiais e ativa a superfície da placa. A concentração é geralmente de 5%, às vezes mantida em torno de 10%. É importante evitar a entrada de umidade no banho, o que pode levar a níveis instáveis ​​de ácido sulfúrico.

O tempo de imersão em ácido não deve ser muito longo para evitar a oxidação da superfície.

Após um período de uso, se a solução ácida ficar turva ou o teor de cobre for muito alto, ela deve ser substituída imediatamente para evitar contaminação do tanque de cobre e da superfície da placa.

Use ácido sulfúrico grau CP.

II. Chapeamento completo-de cobre

1. Função e Propósito:

Protegendo a fina camada de cobre eletrolítico recém-depositado contra oxidação e ataque ácido, e reduzindo sua concentração a um certo nível por meio de galvanoplastia.

Parâmetros de processo para revestimento-de cobre de placa completa: o banho contém sulfato de cobre e ácido sulfúrico como componentes principais. Uma fórmula de alto-ácido e baixo-cobre é usada para garantir distribuição uniforme de espessura em toda a placa e profundidade de revestimento profundo em furos pequenos e profundos.

O teor de ácido sulfúrico é normalmente de 180 g/L, com alguns chegando a 240 g/L.

O teor de sulfato de cobre é geralmente em torno de 75 g/L. Uma pequena quantidade de íons cloreto é adicionada ao banho como tampão. Agentes auxiliares de brilho e agentes bronzeadores trabalham juntos para criar um efeito brilhante.

A dosagem ou volume inicial do agente bronzeador é geralmente de 3-5 ml/L. A adição do agente bronzeador é geralmente baseada em quiloampères-hora ou nos resultados reais de produção da placa.

2. A corrente para galvanoplastia-de placa completa é geralmente calculada como 2 A/decímetro quadrado multiplicado pela área de galvanização. Para galvanoplastia-de placa completa, este é o comprimento da placa × largura da placa × 2 × 2 A/dm². A temperatura do banho de cobre é mantida à temperatura ambiente, geralmente não excedendo 32 graus, e é normalmente controlada a 22 graus. Portanto, no verão, devido às altas temperaturas, recomenda-se a instalação de sistema de refrigeração no banho de cobre.

3. Manutenção de processos

Reabasteça o polidor de cobre diariamente com base em quiloampere{0}}horas (kAH) a uma taxa de 100-150 ml/kAH.

Verifique a bomba do filtro quanto a operação adequada e vazamentos.

Limpe a haste condutora do cátodo com um pano limpo e úmido a cada 2-3 horas.

Analise regularmente o conteúdo de sulfato de cobre (uma vez por semana), ácido sulfúrico (uma vez por semana) e íon cloreto (duas vezes por semana) no tanque de cobre. Ajuste o conteúdo de polimento usando um teste de célula de efeito Hall e reabasteça as matérias-primas relevantes imediatamente.

Limpe a haste condutora do ânodo semanalmente. Conecte as conexões elétricas em ambas as extremidades do tanque, reabasteça imediatamente as esferas de cobre do ânodo na cesta de titânio e execute a eletrólise em uma corrente baixa de 0,2-0,5 ASD por 6-8 horas.

Inspecione mensalmente a cesta de titânio do ânodo quanto a danos e substitua-os imediatamente.

Verifique também se há acúmulo de limo no fundo da cesta de titânio do ânodo; se houver, limpe-o imediatamente.

Filtre continuamente com um núcleo de carbono por 6-8 horas enquanto realiza simultaneamente eletrólise de baixa corrente para remover impurezas.

A cada seis meses ou mais, determine se é necessário um tratamento maior (pó de carvão ativado), dependendo do nível de contaminação do líquido do tanque.

Substitua o elemento filtrante da bomba do filtro a cada duas semanas.

4. Procedimento de solução específico

Remova o ânodo, esvazie-o e limpe a película anódica na superfície do ânodo. Coloque-o no barril que contém o ânodo de cobre. Enxágue com água e seque, depois coloque em uma cesta de titânio e coloque em um tanque de ácido para uso posterior.

Mergulhe a cesta de titânio do ânodo e o saco do ânodo em solução alcalina a 10% por 6-8 horas. Enxágue e seque, depois mergulhe em ácido sulfúrico diluído a 5%. Enxágue e seque e reserve.

Transfira a solução do banho para um tanque sobressalente, adicione 1-3 ml/L de peróxido de hidrogênio a 30% e comece a aquecer. Quando a temperatura atingir aproximadamente 65 graus, mexa com ar. Mantenha a temperatura por 2 a 4 horas.

Desligue a agitação do ar e dissolva lentamente o pó de carvão ativado na solução do banho a uma taxa de 3-5 g/L. Depois de dissolvido, mexa com ar. Continue aquecendo. 2-4 horas;

Desligue a agitação do ar, aumente a temperatura e deixe o pó de carvão ativado assentar lentamente no fundo do tanque.

Quando a temperatura cair para cerca de 40 graus, filtre o líquido do banho através de um elemento de filtro PP de 10 µm com pó de filtro em um tanque de trabalho limpo. Ligue a agitação do ar, adicione o ânodo e pendure a placa eletrolítica. Execute a eletrólise de baixa-corrente com uma densidade de corrente de 0,2 a 0,5 ASD por 6 a 8 horas.

Após a análise laboratorial, ajuste os níveis de ácido sulfúrico, sulfato de cobre e íons cloreto no tanque para dentro das faixas normais de operação. Adicione abrilhantador com base nos resultados do teste de células Hall.

Uma vez que a superfície da placa eletrolítica tenha uma cor uniforme, pare a eletrólise e continue o tratamento do filme eletrolítico a uma densidade de corrente de 1-1,5 ASD por 1-2 horas até que um filme de fósforo preto uniforme, denso e bem aderente se forme no ânodo.

Teste de chapeamento.

5. A bola de cobre do ânodo contém 0,3-0,6% de fósforo. O objetivo principal é reduzir a eficiência de dissolução do ânodo e reduzir a geração de pó de cobre.

6. Ao adicionar agentes suplementares, como sulfato de cobre ou ácido sulfúrico, realize uma eletrólise de baixa-corrente após a adição. Tenha cuidado ao adicionar ácido sulfúrico. Grandes quantidades (acima de 10 litros) devem ser adicionadas lentamente e em diversas porções. Caso contrário, a temperatura do banho irá superaquecer, acelerando a decomposição do fotocatalisador e contaminando o banho.

7. Cuidado especial deve ser tomado ao adicionar íons cloreto. Devido ao teor extremamente baixo de cloreto (30-90 ppm), é essencial uma medição precisa usando um cilindro graduado ou copo medidor. . 1 mL de ácido clorídrico contém aproximadamente 385 ppm de íons cloreto.

8. Fórmula de cálculo de adição química:

Sulfato de Cobre (kg)=(75 - X) × Volume do Tanque (L) / 1000

Ácido Sulfúrico (L)=(10% - X) g/L × Volume do Tanque (L)

Ou (L)=(180 - X) g/L × Volume do tanque (L) / 1840

Ácido clorídrico (ml)=(60 - X) ppm × Volume do tanque (L) / 385

III. Desengordurante Ácido

1. Finalidade e Função: Remove óxidos e filme de tinta residual e adesivo da superfície de cobre do circuito, garantindo a adesão entre o cobre primário e o cobre ou níquel padronizado.

2. Lembre-se de usar um desengordurante ácido aqui. Como as tintas padrão não são resistentes-aos álcalis e danificarão os circuitos estampados, apenas desengordurantes ácidos devem ser usados ​​antes da galvanoplastia do padrão.

3. Durante a produção, apenas a concentração do desengraxante e o tempo de tratamento precisam ser controlados. A concentração do desengraxante deve ficar em torno de 10% e o tempo de tratamento deve ser de 6 minutos. Um tempo de tratamento mais longo não terá quaisquer efeitos adversos. A solução do banho também deve ser utilizada e substituída a uma taxa de 15 m2/L de solução de trabalho, com 0,5-0,8 L adicionados por 100 m2 de solução.

4. Microgravação

1. Finalidade e Função: Limpa e torna áspera a superfície de cobre do circuito, garantindo a adesão entre o padrão de cobre galvanizado e o cobre primário.

2. O persulfato de sódio é frequentemente usado como microcondicionante, oferecendo uma taxa de rugosidade estável e uniforme e boa lavabilidade com água. A concentração de persulfato de sódio é geralmente controlada em cerca de 60 g/L, o tempo de tratamento em cerca de 20 segundos e a quantidade de produto químico adicionado é de 3-4 kg por 100 m2. O teor de cobre deve ser controlado em 20 g/L. Outras manutenções e trocas de tanque são as mesmas da microgravação de cobre.

5. Imersão ácida

1. Finalidade e Função: Remove óxidos da superfície da placa e ativa a superfície da placa. A concentração é geralmente de 5%, às vezes mantida em torno de 10%. É importante evitar a entrada de umidade no banho, o que pode levar a um teor instável de ácido sulfúrico.

2. Evite imersão prolongada em ácido para evitar a oxidação da superfície da placa. Se a solução ácida ficar turva ou o teor de cobre for muito alto após um período de uso, ela deverá ser substituída imediatamente para evitar contaminação do tanque de cobre e da superfície da placa.

3. Deve ser usado ácido sulfúrico de grau CP.

6. Padrão de revestimento de cobre

1. Objetivo e Função: Para atender à carga de corrente nominal de cada circuito, cada circuito e camada de revestimento de cobre do furo devem atingir uma certa espessura após o revestimento. O objetivo do revestimento de cobre do circuito é engrossar prontamente o cobre do furo e o cobre do circuito até uma certa espessura.

2. Todas as outras etapas são iguais às da galvanoplastia-com placa completa.

VII. Estanho de galvanoplastia

1. Objetivo e função: O objetivo do estanho puro de galvanoplastia padrão é usar o estanho puro simplesmente como uma resistência metálica para proteger o circuito contra corrosão.

2. O banho é composto principalmente de sulfato estanoso, ácido sulfúrico e aditivos. O teor de sulfato estanoso é controlado em aproximadamente 35 g/L, e o teor de ácido sulfúrico é controlado em aproximadamente 10%. Os aditivos para estanhagem geralmente são adicionados com base em quiloampere-horas ou nos resultados reais de produção da placa. A corrente de galvanoplastia é geralmente calculada como 1,5 amperes/decímetro quadrado multiplicado pela área de galvanização da placa. A temperatura do banho de estanho é mantida à temperatura ambiente, geralmente não excedendo 30 graus Celsius e normalmente controlada a 22 graus Celsius. Portanto, no verão, devido às altas temperaturas, recomenda-se que o banho de estanho seja equipado com sistema de refrigeração e controle de temperatura.

3. Manutenção de processos

Reabasteça os aditivos de estanho diariamente com base em quiloampere-horas (kAH). Verifique a bomba do filtro quanto a operação adequada e vazamentos. Limpe a haste condutora do cátodo com um pano limpo e úmido a cada 2-3 horas.

Analise o tanque de estanho para sulfato estanoso (uma vez por semana) e ácido sulfúrico (uma vez por semana) semanalmente. Ajuste o conteúdo do aditivo de estanhagem por meio de um teste de células Hall e reabasteça as matérias-primas relevantes imediatamente.

Limpe semanalmente a haste condutora do ânodo e os conectores elétricos em ambas as extremidades do tanque.

Realize a eletrólise em baixa corrente de 0,2-0,5 ASD por 6-8 horas semanais.

Inspecione mensalmente o saco do ânodo quanto a danos e substitua imediatamente quaisquer itens danificados. Verifique se há lodo anódico no fundo do saco e limpe-o imediatamente.

Use um núcleo de carbono para filtração contínua por 6-8 horas mensais, realizando eletrólise simultânea de baixa corrente para remover impurezas.

A cada seis meses, determine se é necessário um tratamento importante (pó de carvão ativado) com base na contaminação da solução do tanque.

Substitua o elemento filtrante da bomba do filtro a cada duas semanas.

4. Procedimento de solução específico

Remova o ânodo e a bolsa do ânodo. Limpe a superfície do ânodo com uma escova de cobre, enxágue com água e enxágue. Coloque o saco anódico em um tanque de ácido para uso posterior.

Mergulhe o saco anódico em solução alcalina a 10% por 6-8 horas, enxágue com água e depois mergulhe em ácido sulfúrico diluído a 5%. Enxágue com água, enxágue e reserve.

Transfira a solução do banho para um tanque reserva e dissolva lentamente o pó de carvão ativado a uma taxa de 3-5 g/L. Depois de completamente dissolvido, deixe-o adsorver por 4-6 horas. Filtre a solução do banho usando um elemento filtrante PP de 10 µm com pó auxiliar de filtragem em um tanque de trabalho limpo. Coloque o ânodo no tanque de trabalho e fixe a placa eletrolítica. Realize eletrólise de baixa corrente a uma densidade de corrente de 0,2-0,5 ASD por 6-8 horas.

Após a análise, ajuste os níveis de ácido sulfúrico e sulfato estanoso no tanque para dentro das faixas normais de operação. Adicione aditivos de estanhagem com base nos resultados do teste de células Hall.

Assim que a superfície da placa eletrolítica tiver uma cor uniforme, pare a eletrólise.

Teste de chapeamento.

5. Ao adicionar medicamentos adicionais, como sulfato estanoso ou ácido sulfúrico, uma eletrólise-de baixa corrente deve ser realizada após a adição. Precauções de segurança devem ser tomadas ao adicionar ácido sulfúrico. Grandes quantidades (mais de 10 litros) devem ser adicionadas lentamente e em porções múltiplas. Caso contrário, a temperatura do banho superaquecerá, ocorrerá oxidação do sulfato estanoso e o envelhecimento do banho será acelerado.

6. Fórmula de Cálculo para Adição de Medicamentos:

Sulfato estanoso (kg)=(40 - X) × volume do banho (litros) / 1000

Ácido sulfúrico (litros)=(10% - X) g/L × volume do banho (litros)

Ou (litros)=(180 - X) g/L × volume do banho (litros) / 1840

VIII. Galvanoplastia de ouro

A galvanoplastia de ouro é dividida em processos de ouro duro (liga de ouro) e ouro aquoso (ouro puro). A composição do banho de ouro duro e folheado a ouro macio é essencialmente a mesma, exceto que o banho de ouro duro contém oligoelementos como níquel, cobalto ou ferro.

1. Finalidade e Função: O ouro, como metal precioso, possui excelente soldabilidade, resistência à oxidação, resistência à corrosão, baixa resistência de contato e excelente resistência ao desgaste da liga.

2. Atualmente, o principal método para revestimento de ouro em placas de circuito é o banho de ouro com ácido cítrico, que é amplamente utilizado devido à sua manutenção simples e facilidade de operação.

3. O teor de ouro na água deve ser controlado em aproximadamente 1 g/L, o pH em torno de 4,5, a temperatura em 35 graus, a gravidade específica em torno de 14 graus B e a densidade de corrente em torno de 1 ASD.

4. Os principais aditivos incluem sais ácidos e alcalinos para ajuste de pH, sais condutores para ajuste de gravidade específica, aditivos de folheamento de ouro e sais de ouro.

5. Para proteger o banho de ouro, deve-se adicionar um banho de ácido cítrico antes do banho para reduzir efetivamente a contaminação e manter sua estabilidade.

6. Após a galvanoplastia, a placa de ouro deve ser enxaguada com água pura como um enxágue com água de reciclagem. Isso também pode ser usado para repor o nível de evaporação do banho de ouro. Após o enxágue com água de reciclagem, um enxágue secundário com água pura em contracorrente deve ser realizado. Imediatamente após o enxágue, a placa de ouro deve ser colocada em uma solução alcalina de 10 g/L para evitar oxidação.

7. O banho de ouro deve usar uma malha de titânio-revestida de platina como ânodo. O aço inoxidável 316 típico se dissolve facilmente, causando contaminação metálica por níquel, ferro e cromo, levando a defeitos como branqueamento, delaminação do revestimento e escurecimento do ouro banhado.

8. A contaminação orgânica no banho de ouro deve ser continuamente filtrada com um núcleo de carbono e uma quantidade adequada de aditivos de banho de ouro deve ser adicionada.

IX. Niquelagem

1. Finalidade e Função: A camada de níquel serve como uma barreira entre as camadas de cobre e ouro, evitando a difusão-cruzada entre as camadas de ouro e cobre, o que pode afetar a soldabilidade e a vida útil da placa. Além disso, a camada de níquel também aumenta significativamente a resistência mecânica da camada de ouro como primer.

2. Parâmetros de processo para galvanoplastia-com painel completo de cobre

Os aditivos para revestimento de níquel geralmente são adicionados com base em quiloampere-horas (kAH) ou com base nos resultados reais da produção. A taxa de adição é de aproximadamente 200 ml/kAH.

A corrente para niquelagem padrão é geralmente calculada multiplicando 2 A/dm² pela área de niquelagem da placa.

A temperatura do banho de níquel é mantida entre 40 e 55 graus, normalmente em torno de 50 graus. Portanto, um sistema de aquecimento e controle de temperatura deve ser instalado.

3. Manutenção de processos

Aditivos para niquelagem devem ser adicionados diariamente com base no kAH.

Verifique a bomba do filtro quanto a operação adequada e vazamentos.

Limpe a haste condutora do cátodo com um pano limpo e úmido a cada 2-3 horas.

Analise regularmente o conteúdo de sulfato de níquel (sulfamato de níquel) (uma vez por semana), cloreto de níquel (uma vez por semana) e ácido bórico (uma vez por semana) no banho de cobre. Ajuste o conteúdo do aditivo de niquelagem por meio de um teste de célula de efeito Hall e reabasteça as matérias-primas relevantes.

Limpe a haste condutora do ânodo e o banho semanalmente. Conecte os conectores elétricos em ambas as extremidades, reabasteça o níquel anódico na cesta de titânio imediatamente e execute a eletrólise em uma corrente baixa de 0,2-0,5 ASD por 6-8 horas.

Mensalmente, verifique se há danos na bolsa da cesta de titânio do ânodo e substitua-a imediatamente. Verifique também se há acúmulo de limo no fundo da cesta de titânio do ânodo e limpe-o imediatamente.

Filtre continuamente com um núcleo de carbono por 6-8 horas enquanto realiza eletrólise de baixa corrente para remover impurezas.

A cada seis meses ou mais, determine se é necessário um tratamento importante (pó de carvão ativado) com base no nível de contaminação da solução do banho.

Substitua o elemento filtrante da bomba do filtro a cada duas semanas.

4. Procedimento de solução específico

Remova o ânodo, despeje-o, limpe-o e coloque-o no balde que contém os chifres de níquel. Enxágue os chifres de níquel com um micro{1}}decapante para tornar a superfície áspera até que fique uniformemente rosada. Enxágue com água e seque, depois coloque em uma cesta de titânio e coloque em um tanque de ácido para uso posterior.

Mergulhe a cesta de titânio do ânodo e o saco do ânodo em solução alcalina a 10% por 6-8 horas. Enxágüe com água e enxágue. Em seguida, mergulhe em ácido sulfúrico diluído a 5%, enxágue com água e seque. Reserve.

Transfira a solução do banho para um tanque sobressalente, adicione 1-3 ml/L de peróxido de hidrogênio a 30% e comece a aquecer. Quando a temperatura atingir aproximadamente 65 graus, inicie a agitação com ar. Mantenha a temperatura e agite por 2 a 4 horas.

Desligue a agitação. Mexa e dissolva lentamente o pó de carvão ativado no banho a uma taxa de 3-5 g/L. Depois de completamente dissolvido, mexa com ar e mantenha a temperatura por 2 a 4 horas.

Desligue o ar e mexa, depois aqueça o banho para permitir que o pó de carvão ativado assente lentamente no fundo do banho.

Quando a temperatura cair para aproximadamente 40 graus, filtre o líquido do banho através de um elemento de filtro PP de 10 µm com pó auxiliar de filtragem em um tanque de trabalho limpo. Mexa com ar, adicione o ânodo, conecte a placa eletrolítica e conduza eletrólise de baixa-corrente a uma densidade de corrente de 0,2-0,5 ASD por 6-8 horas.

Após a análise, ajuste os níveis de sulfato de níquel ou sulfamato de níquel, cloreto de níquel e ácido bórico no banho para dentro das faixas normais de operação.

Adicione aditivos de níquel com base nos resultados do experimento com células Hall.

Assim que a superfície da placa eletrolítica tiver uma cor uniforme, pare a eletrólise e continue a eletrólise a uma densidade de corrente de 1-1,5 ASD por 10-20 minutos para ativar o ânodo.

Teste de chapeamento.

5. Ao adicionar aditivos, se adicionar grandes quantidades, como sulfato de níquel, sulfamato de níquel ou cloreto de níquel, realize uma eletrólise de baixa-corrente após a adição. Ao adicionar ácido bórico, coloque a quantidade adicionada em um saco anódico limpo e pendure-o no tanque de níquel; não adicione diretamente ao tanque.

6. Após a niquelagem, recomenda-se adicionar água reciclada para enxágue. Ligue o tanque com água pura para reabastecer o nível do líquido no tanque de níquel que evapora devido ao aquecimento. Siga o enxágue com água reciclada com um enxágue secundário em contracorrente.

7. Fórmula de cálculo de adição de drogas

Sulfato de Níquel (kg)=(280 - X) × Volume do Tanque (L) / 1000

Cloreto de níquel (kg)=(45 - X) × Volume do tanque (L) / 1000

Ácido bórico (kg)=(45 - X) × Volume do tanque (L) / 1000