Die Verwendung unlöslicher Anoden bei der Säureverkupferung

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Einführung

Elektrolytisches Säurekupfer ist der Prozess, der die Leiterbahnen aufbaut, die den Strom durch eine Leiterplatte leiten. Die Herausforderung besteht darin, Ihre elektrolytische Säureverkupferung für heutige Designs zu optimieren – Seitenverhältnisse >20:1 für Durchgangslöcher und >1:1 für Sacklochfüllungen. Die Verwendung von unlöslichem (mit gemischtem Metalloxid beschichtetem oder MMO-beschichtetem Titannetz) erzeugt ein konsistentes und reproduzierbares plattiertes Produkt, ist umweltfreundlich (eliminiert Abfall) und macht die Wartung der Anode überflüssig, wodurch die Produktivität der Galvanisierungslinie erhöht wird.

Die vertikale Säureverkupferung ist nach wie vor eine weit verbreitete Methode zur Beschichtung von Leiterplatten. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollte die Ausrüstung mit der richtigen Gleichrichtung und Konnektivität optimiert werden. Der Elektrolyt und die verwendeten Additive sowie die Stromdichte der Galvanisierung spielen alle eine Rolle bei der Kupferdickenverteilung auf der beschichteten Platte. Die Anoden haben einen direkten Einfluss auf die Dickenverteilung des Kupfers. Die Form, Größe und Position der Anode spielen eine entscheidende Rolle für die Dickenverteilung des plattierten Kupfers bei der vertikalen Plattierung von Platten in einem Tank. Der vertikale Galvanisierungstank stellt auf seine Art eine Herausforderung dar, im Gegensatz zur horizontalen Bandbeschichtung, bei der alle Platten dem identischen Anodensatz ausgesetzt sind, während das Teil durch das Galvanisierungsmodul transportiert wird. Wenn bei der horizontalen Beschichtung die Anodenanordnung nicht optimal ist, kann die Dickenverteilung innerhalb der Platte variieren; Die Variation von Panel zu Panel wird jedoch eliminiert.

Lösliche Anoden

Lösliche Anoden müssen für eine ordnungsgemäße Auflösung gefilmt werden. Dies wird erreicht, indem eine frische Kupferanode 2–3 Stunden lang bei niedriger Stromdichte betrieben wird. Einmal gefilmt, wird der Film mit fortschreitender Auflösung erneuert. Als Nebenprodukt der Anodenfilmbildung löst sich dieser Film (Kupferoxid) vom anodischen Kupfer und bildet, wenn er unbeaufsichtigt bleibt, Knötchen auf der Oberfläche der beschichteten Platte. Um zu verhindern, dass das verschlammte Kupferoxid – Schlamm genannt – das Bad verunreinigt, werden die Anoden verpackt. Die Beutel sollten während der Anodenwartung ausgetauscht werden.

In vertikalen Galvanisierungstanks werden die Platten in verschiedenen Zellen und an verschiedenen Stellen innerhalb der Zelle plattiert. Um Schwankungen in der Kupferdickenverteilung zwischen der am Außenrand des Tanks befestigten Platte und der Platte in der Mitte der Flugschiene sowie von Zelle zu Zelle im Tank und von Tank zu Tank zu minimieren, ist ein gutes Verständnis der Rolle von erforderlich die Anode.

Anodenplatzierung

Die richtige Platzierung der Anodenkörbe oder -platten relativ zum Kathodenfenster hat einen direkten Einfluss auf die Kupferdickenverteilung. Bei der Plattenbeschichtung ist die Kupferdicke zu den Rändern hin immer größer als zur Plattenmitte. Die äußeren 2–3 Zoll großen oberen, unteren, linken und rechten Kanten weisen im Vergleich zum Innenbereich eine viel höhere Dicke auf. Die Dicke nimmt zu, je weiter sich der Messort von der Mitte entfernt. Der Anstieg könnte >50 betragen %; als Beispiel könnte der Bereich abseits der Kanten durchschnittlich 1,0 Mil betragen. Und wenn Sie sich 2–3 Zoll der Kante nach außen bewegen, erhöht sich die Dicke allmählich bis auf 1,5–2,0 Mil am äußersten Ende der Kante ( Abbildung 1).

Abbildung 1: Kupferdickenverteilung.

Idealerweise sollte die Länge der Anode 3 bis 4 Zoll unter der Unterseite des Panels liegen. Dadurch wird die erhöhte Dicke an der Unterkante der Platte minimiert. Durch das Aneinanderstoßen der vertikalen Kanten (von Platten) wird die zusätzliche Dicke entlang der vertikalen Kanten eliminiert, sodass die Kathode praktisch zu einer großen Platte wird, wobei nur die äußersten Außenkanten besondere Aufmerksamkeit erfordern. Der einfachste Weg, eine Überplattierung an den äußeren vertikalen Kanten zu reduzieren, besteht darin, die Anoden um 3–4 Zoll innerhalb des Kathodenfensters zu verstauen. Dadurch bleibt die obere horizontale Kante mit dickerem Kupfer plattiert. Die Abhilfe ist hier viel einfacher. Stellen Sie die Platten innerhalb von 2,5 cm über die Lösungsebene auf. Dadurch werden die Flusslinien abgeschnitten, die zu einer übermäßigen Beschichtung an der Oberkante der Platte führen würden (Abbildung 2).

Abbildung 2: Ideale Anodenplatzierung.

Anoden, die zu weit von der Unterseite des Panels entfernt sind, begünstigen die Oberseite des Panels und plattieren den unteren Teil weniger (Abbildung 3). Wenn die Anode zu lang ist, überschreitet sie die Länge des Panels; Dadurch wird die Beschichtung auf der unteren Hälfte der Platte im Vergleich zur oberen Hälfte begünstigt (Abbildung 4).

Abbildung 3: Auswirkung einer kurzen Anode auf die Verteilung.

Abbildung 4: Auswirkung einer langen Anode auf die Verteilung.

Kurz gesagt, die Länge und Platzierung der Anoden spielt eine sehr wichtige Rolle für die Kupferdickenverteilung auf der Oberfläche. Bei ordnungsgemäßer Wartung dieser Anodenkonfiguration im Verhältnis zur Kathode (den Platten) ergibt sich eine gute, gleichmäßige Kupferdickenverteilung.