水平電気めっきの原理は1つの記事で完全に説明されています！

マイクロエレクトロニクス技術の進歩に伴い、プリント回路基板の製造は、多層、層状、機能的、統合の方向に急速に発展しています。 従来の垂直電気めっきプロセスでは、高品質および高信頼性の相互接続穴の要件を満たすことができなくなりました。 技術的要件。 そのため、水平電気めっき技術が生まれました。 これは、垂直電気めっき技術の開発の継続であり、垂直電気めっき技術に基づいて開発された新しい電気めっき技術です。 本日は、水平電気めっきの原理をご紹介します！

水平めっきの原理

水平電気めっきと垂直電気めっきの方法と原理は同じです。 彼らは陰と陽の極を持っている必要があります。 電極反応は、電解質の主成分をイオン化する帯電後に発生し、帯電した正イオンを電極反応ゾーンの負相に移動させます。 帯電した負イオンは電極反応ゾーンの正相に移動し、金属堆積コーティングとガス放出をもたらします。 陰極への金属堆積プロセスは3つのステップに分かれているため、金属水和イオンは陰極に拡散します。 2番目のステップは、金属の水和イオンが電気二重層を通過するときに、徐々に脱水され、カソードの表面に吸着されます。 3番目のステップは陰極の表面に吸着することです。 陰極表面の金属イオンは電子を受け取り、金属格子に入ります。 静電気により、この層はヘルムホルツ外層よりも小さく、熱移動の影響を受けます。 陽イオンの配置は、ヘルムホルツ外層ほどきつくなく、きちんと配置されていません。 この層は拡散層と呼ばれます。 拡散層の厚さは、めっき液の流量に反比例します。 すなわち、めっき液の流量が速いほど、拡散層は薄く、厚くなります。 一般に、拡散層の厚さは約5〜50ミクロンです。 陰極から遠く離れた場所では、対流によって到達するめっき液を主めっき液と呼びます。 なぜなら、溶液の対流がめっき液の濃度の均一性に影響を与えるからです。 拡散層の銅イオンは、拡散とイオン移動によってヘルムホルツ外層に輸送されます。 主めっき液中の銅イオンは、対流とイオン移動により陰極表面に輸送されます。 水平電気めっきプロセスでは、めっき液中の銅イオンが3つの方法で陰極の近くに輸送されて電気二重層を形成します。

電界の作用下で、電気めっき液中のイオンは静電力を受けてイオン輸送を引き起こします。これはイオン移動と呼ばれます。 その移行率は、次の式で表されます。u =zeoE/6πrηが必要です。 ここで、uはイオン移動速度、zはイオンの電荷数、eoは1つの電子の電荷（つまり1.61019C）、Eは電位、rは水和イオンの半径、ηは粘度です。電気めっき液の。 式の計算によれば、電位降下が大きいほど、電気めっき液の粘度が低くなり、イオン移動速度が速くなることがわかります。

めっき液の対流は、外部および内部の機械的攪拌とポンプ攪拌、電極自体の振動または回転、および温度差によるめっき液の流れによって引き起こされます。 固体電極の表面に近い位置では、その摩擦抵抗のために、電気めっき液の流れはますます遅くなり、固体電極の表面の対流速度はゼロになります。 電極表面から対流溝まで形成される速度勾配層は、フロー界面層と呼ばれます。 流動界面層の厚さは拡散層の約10倍であるため、拡散層内のイオン輸送は対流の影響をほとんど受けません。

電着の理論によれば、電気めっきプロセス中、カソード上のプリント回路基板は非理想的な分極電極です。 陰極の表面に吸着された銅イオンは電子を獲得し、銅原子に還元されます。これにより、陰極付近の銅イオンの濃度が低下します。 したがって、銅イオン濃度勾配が陰極の近くに形成されます。 銅イオン濃度が主めっき液よりも低いめっき液がめっき液の拡散層である。 主めっき液中の高い銅イオン濃度は、カソード近くの低い銅イオン濃度に拡散し、カソード領域を絶えず補充します。 プリント回路基板はフラットカソードに似ており、電流の大きさと拡散層の厚さの関係はCOTTRELLの式です。

ここで、Iは電流、zは銅イオンの電荷、Fはファラデー定数、Aはカソード表面積、Dは銅イオン拡散係数（D=KT /6πrη）、Cbは銅です。主めっき液中のイオン濃度、Coはカソード表面の銅イオンの濃度、Dは拡散層の厚さ、Kはボーマン定数（K=R / N）、Tは温度、rは銅水和物イオンの半径、ηは電気めっき液の粘度です。 陰極表面の銅イオン濃度がゼロの場合、その電流は限界拡散電流と呼ばれますii：

水平めっきの原理

PCB電気めっきの鍵は、基板の両側とスルーホールの内壁の銅層の厚さをどのように均一にするかです。 コーティングの厚さの均一性を得るために、プリント基板の両面および貫通穴内のめっき液の流量が速くて一貫していることを確認して、薄く均一な拡散層を得る必要があります。 現在の水平電気めっきシステムの構造によれば、薄く均一な拡散層を得るために、システムには多くのノズルが取り付けられていますが、めっき液をプリント基板にすばやく垂直に噴霧することで、めっき液を高速化できます。そのため、めっき液の流量が非常に速く、基板の上下部と貫通孔に渦が発生するため、拡散層が減少し、均一になります。 しかし、通常の状況では、めっき液が急に狭い貫通穴に流れ込むと、貫通穴の入口にあるめっき液も逆流します。 また、一次電流分布とチップ効果の影響により、入口穴の銅層の厚さが厚くなり、貫通穴の内壁がドッグ-骨銅コーティングを形成します。 。 スルーホール内のめっき液の流動状態、すなわち渦電流とリフローの大きさ、および導電性めっきスルーホールの品質の状態分析によると、制御パラメータはプロセステストによってのみ決定できます。プリント基板のめっき厚を均一にする方法。 渦電流と逆流の大きさは理論的に計算できないため、測定プロセスの方法しか使用できません。 測定結果から、スルー-穴の銅めっき厚の均一性を制御するためには、スルー{{2のアスペクト比に応じて制御可能なプロセスパラメータを調整する必要があることがわかります。 }}プリント回路基板の穴。 電源方式は、逆パルス電流電気めっきであり、強力な分配能力を備えた銅めっきが得られます。

上記の式から、限界拡散電流は、主めっき液の銅イオン濃度、銅イオンの拡散係数、拡散層の厚さによって決まることがわかります。 主めっき液中の銅イオン濃度が高く、銅イオンの拡散係数が大きく、拡散層の厚みが薄い場合、限界拡散電流が大きくなります。 上記の式によれば、上限電流値を達成するためには、適切なプロセス措置を講じる必要がある、すなわち、加熱プロセスを採用する必要があることが知られている。 温度を上げると拡散係数が上がるため、対流速度を上げると渦が発生し、薄く均一な拡散層が得られます。 上記の理論的分析から、主めっき液中の銅イオンの濃度を上げる、めっき液の温度を上げる、対流速度を上げることはすべて、限界拡散電流を増やし、めっき速度を加速する目的を達成することができます。 水平電気めっきは、めっき液の対流速度を加速して渦電流を形成することに基づいており、拡散層の厚さを約10ミクロンまで効果的に減らすことができます。 したがって、水平電気めっきシステムを電気めっきに使用する場合、電流密度は8A/dm2に達する可能性があります。

特にラミネートの止まり穴の数が増えるにつれ、電気めっきには水平電気めっきシステムを使用するだけでなく、超音波振動を使用して止まり穴のめっき液の交換と循環を促進する必要があります。電源方式を改善し、逆パルス電流を使用する必要があります。 実際のテストデータで制御可能なパラメータを調整します。

水平電気めっきは、垂直電気めっきに基づいて開発された電気めっき方法です。 ある観点から、それは垂直電気めっきの完全性と拡張です。 したがって、水平電気めっきの原理を理解することは非常に重要です。 この記事がお役に立てば幸いです。