¡Explicación detallada del proceso de galvanoplastia de PCB!

Los PCB son un componente indispensable de los productos electrónicos modernos, ya que proporcionan una plataforma de montaje para componentes electrónicos y permiten conexiones eléctricas entre circuitos. Para garantizar una excelente conductividad y resistencia a la corrosión, la galvanoplastia es un paso crucial en el proceso de fabricación de PCB. La galvanoplastia no sólo mejora la conductividad de la superficie de la PCB y mejora la soldabilidad, sino que también protege eficazmente la PCB de las influencias ambientales.

Inmersión en ácido → Cobre-placa completa → Transferencia de patrón → Desengrasado con ácido → Enjuague secundario a contracorriente → Micrograbado → Inmersión secundaria en ácido → Estañado → Enjuague secundario a contracorriente → Inmersión en ácido → Cobrizado de patrón → Enjuague secundario en contracorriente → Niquelado → Enjuague secundario con agua → Inmersión en ácido cítrico → Chapado en oro → Reciclado → Enjuague con agua pura de 2 a 3 etapas → Secado

Flujo del proceso de galvanoplastia de PCB

I. Inmersión en ácido

1. Función y Propósito

Elimina óxidos superficiales y activa la superficie del tablero. La concentración es generalmente del 5%, a veces mantenida en torno al 10%. Es importante evitar que entre humedad en el baño, lo que podría provocar niveles inestables de ácido sulfúrico.

El tiempo de inmersión en ácido no debe ser demasiado largo para evitar la oxidación de la superficie.

Después de un período de uso, si la solución ácida se vuelve turbia o el contenido de cobre es demasiado alto, se debe reemplazar rápidamente para evitar la contaminación del tanque de revestimiento de cobre y la superficie de la placa.

Utilice ácido sulfúrico de grado CP.

II. Revestimiento de cobre de placa completa-

1. Función y Objeto:

Proteger la fina capa de cobre químico recién depositado de la oxidación y el ataque de los ácidos, y reducir su concentración a un cierto nivel mediante galvanoplastia.

Parámetros del proceso para el revestimiento de cobre de placa completa-: el baño contiene sulfato de cobre y ácido sulfúrico como componentes clave. Se utiliza una fórmula de alto-ácido y bajo-cobre para garantizar una distribución uniforme del espesor en todo el tablero y una profundidad de revestimiento profunda en agujeros profundos y pequeños.

El contenido de ácido sulfúrico suele ser de 180 g/l, y algunos alcanzan los 240 g/l.

El contenido de sulfato de cobre suele rondar los 75 g/l. Se añade al baño una pequeña cantidad de iones cloruro como tampón. Los agentes auxiliares de brillo y los agentes bronceadores trabajan juntos para crear un efecto brillante.

La dosis o volumen inicial del agente bronceador es generalmente de 3-5 ml/L. La adición de agente bronceador generalmente se basa en kiloamperios-hora o resultados reales de producción de placas.

2. La corriente para el galvanoplastia de placa completa-generalmente se calcula como 2 A/decímetro cuadrado multiplicado por el área de revestimiento. Para galvanoplastia de tablero completo-, esto es largo de tablero × ancho de tablero × 2 × 2 A/dm². La temperatura del baño de cobre se mantiene a temperatura ambiente, que generalmente no excede los 32 grados, y normalmente se controla a 22 grados. Por ello, en verano, debido a las altas temperaturas, se recomienda instalar un sistema de refrigeración en el baño de cobre.

3. Mantenimiento del proceso

Reponga el pulidor de cobre diariamente en kiloamperios-hora (kAH) a una velocidad de 100 a 150 ml/kAH.

Verifique que la bomba de filtrado funcione correctamente y tenga fugas.

Limpie la varilla conductora del cátodo con un paño limpio y húmedo cada 2-3 horas.

Analice periódicamente el contenido de sulfato de cobre (una vez por semana), ácido sulfúrico (una vez por semana) e iones cloruro (dos veces por semana) en el tanque de cobre. Ajuste el contenido de esmalte mediante una prueba de celda de efecto Hall y reponga las materias primas relevantes rápidamente.

Limpiar semanalmente la varilla conductora del ánodo. Conecte las conexiones eléctricas en ambos extremos del tanque, reponga rápidamente las bolas de cobre del ánodo en la canasta de titanio y realice la electrólisis a una corriente baja de 0,2 a 0,5 ASD durante 6 a 8 horas.

Inspeccione mensualmente la bolsa de la cesta de titanio del ánodo para detectar daños y reemplace los que estén inmediatamente.

También revise el fondo de la canasta de titanio del ánodo para ver si hay acumulación de limo en el ánodo; si lo hay, límpielo inmediatamente.

Filtrar continuamente con un núcleo de carbón durante 6-8 horas mientras se realiza simultáneamente una electrólisis de baja corriente para eliminar las impurezas.

Aproximadamente cada seis meses, determine si es necesario un tratamiento importante (polvo de carbón activado), dependiendo del nivel de contaminación líquida del tanque.

Reemplace el elemento filtrante en la bomba de filtrado cada dos semanas.

4. Procedimiento de solución específico

Retire el ánodo, vacíelo y limpie la película anódica en la superficie del ánodo. Colóquelo en el barril que contiene el ánodo de cobre. Enjuague con agua y seque, luego colóquelo en una canasta de titanio y colóquelo en un tanque de ácido para su uso posterior.

Remoje la cesta de titanio del ánodo y la bolsa del ánodo en una solución alcalina al 10 % durante 6 a 8 horas. Enjuague y seque, luego sumérjalo en ácido sulfúrico diluido al 5%. Enjuague y seque, luego reserve.

Transfiera la solución del baño a un tanque de repuesto, agregue 1-3 ml/L de peróxido de hidrógeno al 30% y comience a calentar. Cuando la temperatura alcance aproximadamente 65 grados, revuelva con aire. Mantener la temperatura durante 2-4 horas.

Apague el aire agitando y disuelva lentamente el polvo de carbón activado en la solución del baño a una velocidad de 3-5 g/L. Una vez disuelto, remover con aire. Continuar calentando . 2-4 horas;

Apague la agitación de aire, aumente la temperatura y permita que el polvo de carbón activado se asiente lentamente en el fondo del tanque.

Cuando la temperatura baje a alrededor de 40 grados, filtre el líquido del baño a través de un elemento filtrante de PP de 10 µm con polvo filtrante en un tanque de trabajo limpio. Encienda la agitación de aire, agregue el ánodo y cuelgue la placa electrolítica. Realice una electrólisis de baja-corriente a una densidad de corriente de 0,2 a 0,5 ASD durante 6 a 8 horas.

Después del análisis de laboratorio, ajuste los niveles de ácido sulfúrico, sulfato de cobre e iones cloruro en el tanque dentro de los rangos operativos normales. Agregue abrillantador según los resultados de la prueba de celda Hall.

Una vez que la superficie de la placa electrolítica tenga un color uniforme, detenga la electrólisis y continúe el tratamiento de la película electrolítica a una densidad de corriente de 1-1,5 ASD durante 1 a 2 horas hasta que se forme una película de fósforo negro uniforme, densa y bien adherente en el ánodo.

Enchapado de prueba.

5. La bola de cobre del ánodo contiene entre 0,3 y 0,6% de fósforo. El objetivo principal es reducir la eficiencia de disolución del ánodo y reducir la generación de polvo de cobre.

6. Al agregar agentes suplementarios, como sulfato de cobre o ácido sulfúrico, realice una electrólisis de baja-corriente después de la adición. Tenga cuidado al agregar ácido sulfúrico. Grandes cantidades (más de 10 litros) se deben añadir lentamente y en varias porciones. De lo contrario, la temperatura del baño se sobrecalentará, acelerando la descomposición del fotocatalizador y contaminando el baño.

7. Se debe tener especial cuidado al agregar iones de cloruro. Debido al contenido extremadamente bajo de cloruro (30-90 ppm), es esencial realizar una medición precisa utilizando una probeta graduada o una taza medidora.. 1 ml de ácido clorhídrico contiene aproximadamente 385 ppm de iones de cloruro.

8. Fórmula de cálculo de la suma química:

Sulfato de cobre (kg)=(75 - X) × Volumen del tanque (L) / 1000

Ácido sulfúrico (L)=(10% - X) g/L × Volumen del tanque (L)

O (L)=(180 - X) g/L × Volumen del tanque (L) / 1840

Ácido clorhídrico (ml)=(60 - X) ppm × Volumen del tanque (L) / 385

III. Desengrase ácido

1. Propósito y función: Elimina óxidos y película de tinta residual y adhesivo de la superficie de cobre del circuito, asegurando la adhesión entre el cobre primario y el cobre o níquel estampado.

2. Recuerda utilizar aquí un desengrasante ácido. Debido a que las tintas de patrones no son resistentes a los álcalis-y dañarán los circuitos de patrones, solo se deben usar desengrasantes ácidos antes de la galvanoplastia de patrones.

3. Durante la producción, sólo es necesario controlar la concentración del desengrasante y el tiempo de tratamiento. La concentración de desengrasante debe ser de alrededor del 10% y el tiempo de tratamiento debe ser de 6 minutos. Un tiempo de tratamiento más prolongado no tendrá ningún efecto adverso. La solución del baño también debe utilizarse y sustituirse a razón de 15 m2/L de solución de trabajo, añadiendo 0,5-0,8 L por cada 100 m2 de solución.

IV. micrograbado

1. Propósito y función: Limpia y raspa la superficie de cobre del circuito, asegurando la adhesión entre el patrón de cobre galvanizado y el cobre primario.

2. El persulfato de sodio se utiliza a menudo como micrograbador y ofrece una tasa de rugosidad estable y uniforme y una buena lavabilidad con agua. La concentración de persulfato de sodio generalmente se controla en alrededor de 60 g/L, el tiempo de tratamiento en alrededor de 20 segundos y la cantidad de producto químico agregado es de 3 a 4 kg por 100 m2. El contenido de cobre debe controlarse en 20 g/L. Otros cambios de mantenimiento y tanque son los mismos que para el micrograbado de cobre.

5. Inmersión en ácido

1. Propósito y función: Elimina los óxidos de la superficie del tablero y activa la superficie del tablero. La concentración es generalmente del 5%, a veces mantenida en torno al 10%. Es importante evitar que entre humedad en el baño, lo que puede provocar un contenido inestable de ácido sulfúrico.

2. Evite la inmersión prolongada en ácido para evitar la oxidación de la superficie del tablero. Si la solución ácida se vuelve turbia o el contenido de cobre es demasiado alto después de un período de uso, se debe reemplazar rápidamente para evitar la contaminación del tanque de revestimiento de cobre y la superficie del tablero.

3. Se debe utilizar ácido sulfúrico de grado CP.

6. Patrón de revestimiento de cobre

1. Propósito y función: Para cumplir con la carga de corriente nominal de cada circuito, cada circuito y capa de revestimiento de cobre de orificio deben alcanzar un cierto espesor después del revestimiento. El propósito del revestimiento de cobre del circuito es espesar rápidamente el cobre del orificio y el cobre del circuito hasta un cierto espesor.

2. Todos los demás pasos son los mismos que para la galvanoplastia de placa completa-.

VII. Estaño para galvanoplastia

1. Propósito y función: El propósito del patrón de galvanoplastia de estaño puro es utilizar estaño puro simplemente como una resistencia metálica para proteger el circuito contra el grabado.

2. El baño se compone principalmente de sulfato estannoso, ácido sulfúrico y aditivos. El contenido de sulfato estannoso se controla en aproximadamente 35 g/l, y el contenido de ácido sulfúrico se controla en aproximadamente 10%. Los aditivos de estañado generalmente se agregan en función de los kiloamperios-hora o los resultados reales de producción de placas. La corriente de galvanoplastia generalmente se calcula como 1,5 amperios/decímetro cuadrado multiplicado por el área de revestimiento de la placa. La temperatura del baño de estaño se mantiene a temperatura ambiente, que generalmente no excede los 30 grados Celsius y normalmente se controla a 22 grados Celsius. Por ello, en verano, debido a las altas temperaturas, se recomienda equipar el baño de estaño con un sistema de refrigeración y control de temperatura.

3. Mantenimiento del proceso

Reponga los aditivos de estañado diariamente según kiloamperios-horas (kAH). Verifique que la bomba de filtrado funcione correctamente y tenga fugas. Limpie la varilla conductora del cátodo con un paño limpio y húmedo cada 2-3 horas.

Analice el tanque de estaño en busca de sulfato estannoso (una vez por semana) y ácido sulfúrico (una vez por semana) semanalmente. Ajuste el contenido de aditivo de estañado mediante una prueba de celda Hall y reponga las materias primas relevantes rápidamente.

Limpiar semanalmente la varilla conductora del ánodo y los conectores eléctricos en ambos extremos del tanque.

Realice electrólisis a una corriente baja de 0,2 a 0,5 ASD durante 6 a 8 horas por semana.

Inspeccione la bolsa del ánodo mensualmente para detectar daños y reemplace cualquier elemento dañado de inmediato. Revise el fondo de la bolsa en busca de baba anódica y límpiela inmediatamente.

Utilice un núcleo de carbón para una filtración continua durante 6-8 horas al mes, realizando electrólisis simultánea de baja corriente para eliminar impurezas.

Cada seis meses, determine si es necesario un tratamiento importante (polvo de carbón activado) en función de la contaminación de la solución del tanque.

Reemplace el elemento filtrante de la bomba de filtrado cada dos semanas.

4. Procedimiento de solución específico

Retire el ánodo y la bolsa de ánodo. Limpie la superficie del ánodo con un cepillo de cobre, enjuague con agua y enjuague para secar. Coloque la bolsa de ánodo en un tanque de ácido para su uso posterior.

Remoje la bolsa de ánodo en una solución alcalina al 10 % durante 6 a 8 horas, enjuáguela con agua y luego sumérjala en ácido sulfúrico diluido al 5 %. Enjuague con agua, enjuague, seque y reserve.

Transfiera la solución del baño a un tanque de repuesto y disuelva lentamente el polvo de carbón activado a razón de 3-5 g/L. Una vez completamente disuelto, déjelo absorber durante 4-6 horas. Filtre la solución del baño utilizando un elemento filtrante de PP de 10 µm con polvo auxiliar de filtración en un tanque de trabajo limpio. Coloque el ánodo en el tanque de trabajo y coloque la placa electrolítica. Realice electrólisis de baja corriente a una densidad de corriente de 0,2-0,5 ASD durante 6-8 horas.

Después del análisis, ajuste los niveles de ácido sulfúrico y sulfato estannoso en el tanque dentro de los rangos operativos normales. Agregue aditivos de estañado según los resultados de la prueba de celda Hall.

Una vez que la superficie de la placa electrolítica tenga un color uniforme, detenga la electrólisis.

Enchapado de prueba.

5. Al agregar medicamentos adicionales, como sulfato estannoso o ácido sulfúrico, se debe realizar una electrólisis de baja-corriente después de la adición. Se deben tomar precauciones de seguridad al agregar ácido sulfúrico. Grandes cantidades (más de 10 litros) se deben añadir lentamente y en varias porciones. De lo contrario, la temperatura del baño se sobrecalentará, se producirá la oxidación del sulfato estannoso y se acelerará el envejecimiento del baño.

6. Fórmula de cálculo para agregar medicamentos:

Sulfato estannoso (kg)=(40 - X) × volumen del baño (litros) / 1000

Ácido sulfúrico (litros)=(10% - X) g/L × volumen del baño (litros)

O (litros)=(180 - X) g/L × volumen del baño (litros) / 1840

VIII. Galvanoplastia de oro

La galvanoplastia de oro se divide en procesos de oro duro (aleación de oro) y oro al agua (oro puro). La composición del baño de oro duro y del baño de oro blando es esencialmente la misma, excepto que el baño de oro duro contiene oligoelementos como níquel, cobalto o hierro.

1. Propósito y función: El oro, como metal precioso, posee excelente soldabilidad, resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión, baja resistencia al contacto y excelente resistencia al desgaste de la aleación.

2. Actualmente, el método principal para el baño de oro en placas de circuitos es un baño de oro con ácido cítrico, que se utiliza ampliamente debido a su sencillo mantenimiento y facilidad de operación.

3. El contenido de oro en el agua debe controlarse en aproximadamente 1 g/L, el pH alrededor de 4,5, la temperatura en 35 grados, la gravedad específica alrededor de 14 grados B y la densidad de corriente alrededor de 1 ASD.

4. Los aditivos clave incluyen sales ácidas y alcalinas para ajustar el pH, sales conductoras para ajustar la gravedad específica, aditivos para enchapado en oro y sales de oro.

5. Para proteger el baño de oro, se debe agregar un baño de ácido cítrico antes del baño para reducir efectivamente la contaminación y mantener su estabilidad.

6. Después de la galvanoplastia, la placa de oro debe enjuagarse con agua pura como enjuague con agua reciclada. Esto también se puede utilizar para reponer el nivel de evaporación del baño de oro. Después del enjuague con agua de reciclaje, se debe realizar un enjuague secundario con agua pura en contracorriente. Inmediatamente después del enjuague, la placa de oro debe colocarse en una solución alcalina de 10 g/L para evitar la oxidación.

7. El baño de oro debe utilizar una malla de titanio recubierta de platino-como ánodo. El acero inoxidable 316 típico se disuelve fácilmente, lo que provoca contaminación metálica por níquel, hierro y cromo, lo que provoca defectos como blanqueamiento, delaminación del revestimiento y ennegrecimiento del oro chapado.

8. La contaminación orgánica en el baño de oro se debe filtrar continuamente con un núcleo de carbón y se debe agregar una cantidad adecuada de aditivos de baño de oro.

IX. Niquelado

1. Propósito y función: la capa de níquel sirve como barrera entre las capas de cobre y oro, evitando la difusión cruzada-entre las capas de oro y cobre, lo que puede afectar la soldabilidad y la vida útil de la placa. Además, la capa de níquel también aumenta significativamente la resistencia mecánica de la capa de oro como imprimación.

2. Parámetros del proceso para la galvanoplastia de cobre de-panel completo

Los aditivos de niquelado generalmente se agregan en kiloamperios-hora (kAH) o en resultados de producción reales. La tasa de adición es de aproximadamente 200 ml/kAH.

La corriente para el niquelado patrón generalmente se calcula multiplicando 2 A/dm² por el área de niquelado de la placa.

La temperatura del baño de níquel se mantiene entre 40 y 55 grados, normalmente alrededor de 50 grados. Por lo tanto, se debe instalar un sistema de control de temperatura y calefacción.

3. Mantenimiento del proceso

Los aditivos de niquelado se deben agregar diariamente según kAH.

Verifique que la bomba de filtrado funcione correctamente y tenga fugas.

Limpie la varilla conductora del cátodo con un paño limpio y húmedo cada 2-3 horas.

Analice regularmente el contenido de sulfato de níquel (sulfamato de níquel) (una vez por semana), cloruro de níquel (una vez por semana) y ácido bórico (una vez por semana) en el baño de cobre. Ajuste el contenido de aditivo de niquelado mediante una prueba de celda de efecto Hall y reponga las materias primas relevantes.

Limpiar semanalmente la varilla conductora del ánodo y el baño. Conecte los conectores eléctricos en ambos extremos, reponga rápidamente el níquel del ánodo en la canasta de titanio y realice la electrólisis a una corriente baja de 0,2 a 0,5 ASD durante 6 a 8 horas.

Mensualmente, revise la bolsa de la cesta de titanio del ánodo para detectar daños y reemplácela lo antes posible. También revise el fondo de la canasta de titanio del ánodo para ver si hay acumulación de limo en el ánodo y límpielo inmediatamente.

Filtrar continuamente con un núcleo de carbón durante 6-8 horas mientras se realiza una electrólisis de baja corriente para eliminar las impurezas.

Aproximadamente cada seis meses, determine si es necesario un tratamiento importante (polvo de carbón activado) según el nivel de contaminación en la solución del baño.

Reemplace el elemento filtrante en la bomba de filtrado cada dos semanas.

4. Procedimiento de solución específico

Retire el ánodo, viértalo, límpielo y colóquelo en el cubo que contiene los cuernos de níquel. Enjuague los cuernos de níquel con un micro-grabante para darle rugosidad a la superficie hasta que tenga un color rosado uniforme. Enjuague con agua y seque, luego colóquelo en una canasta de titanio y colóquelo en un tanque de ácido para su uso posterior.

Remoje la cesta de titanio del ánodo y la bolsa del ánodo en una solución alcalina al 10 % durante 6 a 8 horas. Enjuague con agua y enjuague para secar. Luego remojar en ácido sulfúrico diluido al 5%, enjuagar con agua y secar. Dejar de lado.

Transfiera la solución del baño a un tanque de repuesto, agregue 1-3 ml/L de peróxido de hidrógeno al 30% y comience a calentar. Cuando la temperatura alcance aproximadamente 65 grados, comience a agitar con aire. Mantener la temperatura y agitar durante 2-4 horas.

Apague la agitación. Revuelva y disuelva lentamente el polvo de carbón activado en el baño a razón de 3-5 g/L. Una vez completamente disuelto, remover con aire y mantener la temperatura durante 2-4 horas.

Apague el aire y revuelva, luego caliente el baño para permitir que el polvo de carbón activado se asiente lentamente en el fondo del baño.

Cuando la temperatura baje a aproximadamente 40 grados, filtre el líquido del baño a través de un elemento filtrante de PP de 10 µm con polvo auxiliar de filtración en un tanque de trabajo limpio. Agite con aire, agregue el ánodo, coloque la placa electrolítica y realice una electrólisis de baja-corriente a una densidad de corriente de 0,2 a 0,5 ASD durante 6 a 8 horas.

Después del análisis, ajuste los niveles de sulfato de níquel o sulfamato de níquel, cloruro de níquel y ácido bórico en el baño dentro de los rangos operativos normales.

Agregue aditivos de niquelado según los resultados del experimento de la celda Hall.

Una vez que la superficie de la placa electrolítica tenga un color uniforme, detenga la electrólisis y continúe con una densidad de corriente de 1-1,5 ASD durante 10-20 minutos para activar el ánodo.

Enchapado de prueba.

5. Al agregar aditivos, si agrega grandes cantidades como sulfato de níquel, sulfamato de níquel o cloruro de níquel, realice una electrólisis de baja-corriente después de la adición. Cuando agregue ácido bórico, coloque la cantidad agregada en una bolsa de ánodo limpia y cuélguela en el tanque de níquel; no lo agregue directamente al tanque.

6. Después del niquelado, se recomienda agregar agua reciclada para enjuagar. Inicie el tanque con agua pura para reponer el nivel de líquido en el tanque de níquel que se evapora debido al calentamiento. Siga el enjuague con agua reciclada con un enjuague secundario a contracorriente.

7. Fórmula de cálculo de la drogadicción

Sulfato de níquel (kg)=(280 - X) × Volumen del tanque (L) / 1000

Cloruro de níquel (kg)=(45 - X) × Volumen del tanque (L) / 1000

Ácido bórico (kg)=(45 - X) × Volumen del tanque (L) / 1000