Explication détaillée du processus de galvanoplastie des PCB !

Les PCB sont un composant indispensable des produits électroniques modernes, fournissant une plate-forme de montage pour les composants électroniques et permettant les connexions électriques entre les circuits. Pour garantir une excellente conductivité et résistance à la corrosion, la galvanoplastie est une étape cruciale dans le processus de fabrication des PCB. La galvanoplastie améliore non seulement la conductivité de la surface du PCB et améliore la soudabilité, mais protège également efficacement le PCB des influences environnementales.

Trempage acide → Placage de cuivre complet - → Transfert de motif → Dégraissage acide → Rinçage secondaire à contre-courant → Micro-gravure → Trempage acide secondaire → Étamage → Rinçage secondaire à contre-courant → Trempage acide → Cuivrage de motif → Rinçage secondaire à contre-courant → Nickelage → Rinçage secondaire à l'eau → Trempage à l'acide citrique → Placage d'or → Recyclage → Rinçage à l'eau pure en 2-3 étapes → Séchage

Flux de processus de galvanoplastie de PCB

I. Trempage acide

1. Fonction et objectif

Élimine les oxydes de surface et active la surface du panneau. La concentration est généralement de 5 %, parfois maintenue aux alentours de 10 %. Il est important d’empêcher l’humidité de pénétrer dans le bain, ce qui pourrait entraîner des niveaux d’acide sulfurique instables.

Le temps de trempage dans l'acide ne doit pas être trop long pour éviter l'oxydation de la surface.

Après une période d'utilisation, si la solution acide devient trouble ou si la teneur en cuivre est trop élevée, elle doit être remplacée rapidement pour éviter la contamination du réservoir de cuivrage et de la surface de la carte.

Utilisez de l'acide sulfurique de qualité CP.

II. Placage de cuivre en-carte complète

1. Fonction et objectif :

Protéger la fine couche de cuivre autocatalytique nouvellement déposée de l’oxydation et des attaques acides, et réduire sa concentration à un certain niveau par galvanoplastie.

Paramètres de processus pour le placage de cuivre sur-carte complète : le bain contient du sulfate de cuivre et de l'acide sulfurique comme composants clés. Une formule à haute teneur en acide-et faible-en cuivre est utilisée pour garantir une répartition uniforme de l'épaisseur sur toute la planche et une profondeur de placage profonde dans les trous profonds et petits.

La teneur en acide sulfurique est généralement de 180 g/L, certains atteignant 240 g/L.

La teneur en sulfate de cuivre est généralement d'environ 75 g/L. Une trace d’ions chlorure est ajoutée au bain comme tampon. Les agents de brillance auxiliaires et les agents bronzants travaillent ensemble pour créer un effet brillant.

Le dosage de l'agent bronzant ou volume initial est généralement de 3-5 ml/L. L'ajout d'agent bronzant est généralement basé sur les kiloampères-heures ou sur les résultats réels de production de panneaux.

2. Le courant pour la galvanoplastie à carte complète-est généralement calculé comme étant de 2 A/décimètre carré multiplié par la zone de placage. Pour la galvanoplastie sur carte complète-, il s'agit de la longueur de la carte × la largeur de la carte × 2 × 2 A/dm². La température du bain de cuivre est maintenue à température ambiante, ne dépassant généralement pas 32 degrés, et est généralement contrôlée à 22 degrés. Par conséquent, en été, en raison des températures élevées, il est recommandé d'installer un système de refroidissement sur le bain de cuivre.

3. Maintenance des processus

Réapprovisionnez quotidiennement le produit de polissage pour cuivre en fonction de kiloampères-heures (kAH) à raison de 100 à 150 ml/kAH.

Vérifiez la pompe du filtre pour son bon fonctionnement et ses fuites.

Nettoyez la tige conductrice de la cathode avec un chiffon propre et humide toutes les 2-3 heures.

Analysez régulièrement la teneur en sulfate de cuivre (une fois par semaine), en acide sulfurique (une fois par semaine) et en ions chlorure (deux fois par semaine) dans le réservoir en cuivre. Ajustez la teneur en vernis à l'aide d'un test de cellule à effet Hall et réapprovisionnez rapidement en matières premières concernées.

Nettoyez la tige conductrice de l'anode chaque semaine. Connectez les connexions électriques aux deux extrémités du réservoir, remplissez rapidement les billes de cuivre de l'anode dans le panier en titane et effectuez l'électrolyse à un faible courant de 0,2 à 0,5 ASD pendant 6 à 8 heures.

Inspectez mensuellement le sac du panier d'anode en titane pour déceler tout dommage et remplacez-le immédiatement.

Vérifiez également le fond du panier en titane de l'anode pour déceler toute accumulation de boue d'anode ; le cas échéant, nettoyez-le immédiatement.

Filtrez en continu avec un noyau de charbon pendant 6-8 heures tout en effectuant simultanément une électrolyse à faible courant pour éliminer les impuretés.

Tous les six mois environ, déterminez si un traitement majeur (charbon actif en poudre) est nécessaire, en fonction du niveau de contamination du liquide du réservoir.

Remplacez l'élément filtrant de la pompe de filtration toutes les deux semaines.

4. Procédure de solution spécifique

Retirez l'anode, videz-la et nettoyez le film anodique sur la surface de l'anode. Placez-le dans le fût contenant l'anode en cuivre. Rincez à l'eau et séchez-le, puis placez-le dans un panier en titane et placez-le dans un réservoir d'acide pour une utilisation ultérieure.

Trempez le panier d'anode en titane et le sac d'anode dans une solution alcaline à 10 % pendant 6 à 8 heures. Rincer et sécher, puis tremper dans de l'acide sulfurique dilué à 5 %. Rincer et sécher, puis réserver.

Transférez la solution du bain dans un réservoir de rechange, ajoutez 1 à 3 ml/L de peroxyde d’hydrogène à 30 % et commencez à chauffer. Lorsque la température atteint environ 65 degrés, remuez avec de l'air. Maintenez la température pendant 2 à 4 heures.

Coupez l'air en remuant et dissolvez lentement la poudre de charbon actif dans la solution du bain à raison de 3 à 5 g/L. Une fois dissous, remuez avec de l'air. Continuez à chauffer . 2-4 heures ;

Éteignez l'agitation de l'air, augmentez la température et laissez la poudre de charbon actif se déposer lentement au fond du réservoir.

Lorsque la température descend à environ 40 degrés, filtrez le liquide du bain à travers un élément filtrant PP de 10 µm avec de la poudre filtrante dans un réservoir de travail propre. Allumez l'agitation de l'air, ajoutez l'anode et suspendez la plaque électrolytique. Effectuez une électrolyse à faible courant-à une densité de courant de 0,2 à 0,5 ASD pendant 6 à 8 heures.

Après analyse en laboratoire, ajustez les niveaux d’acide sulfurique, de sulfate de cuivre et d’ions chlorure dans le réservoir dans les plages de fonctionnement normales. Ajoutez un azurant en fonction des résultats du test de cellule Hall.

Une fois que la surface de la plaque électrolytique a une couleur uniforme, arrêtez l'électrolyse et continuez le traitement du film électrolytique à une densité de courant de 1-1,5 ASD pendant 1 à 2 heures jusqu'à ce qu'un film de phosphore noir uniforme, dense et bien adhérent se forme sur l'anode.

Testez le placage.

5. La boule de cuivre anodique contient 0,3 à 0,6 % de phosphore. L'objectif principal est de réduire l'efficacité de dissolution de l'anode et de réduire la génération de poudre de cuivre.

6. Lors de l'ajout d'agents supplémentaires, tels que le sulfate de cuivre ou l'acide sulfurique, effectuez une électrolyse à faible courant-après l'ajout. Soyez prudent lorsque vous ajoutez de l'acide sulfurique. De grandes quantités (plus de 10 litres) doivent être ajoutées lentement et en plusieurs portions. Sinon, la température du bain surchauffera, accélérant la décomposition du photocatalyseur et contaminant le bain.

7. Des précautions particulières doivent être prises lors de l'ajout d'ions chlorure. En raison de la teneur extrêmement faible en chlorure (30 à 90 ppm), une mesure précise à l'aide d'une éprouvette graduée ou d'une tasse à mesurer est essentielle.. 1 mL d'acide chlorhydrique contient environ 385 ppm d'ions chlorure.

8. Formule de calcul des ajouts chimiques :

Sulfate de cuivre (kg)=(75 - X) × Volume du réservoir (L) / 1 000

Acide sulfurique (L)=(10 % - X) g/L × Volume du réservoir (L)

Ou (L)=(180 - X) g/L × Volume du réservoir (L) / 1 840

Acide chlorhydrique (ml)=(60 - X) ppm × Volume du réservoir (L) / 385

III. Dégraissage acide

1. Objectif et fonction : élimine les oxydes, le film d'encre résiduel et l'adhésif de la surface en cuivre du circuit, assurant l'adhérence entre le cuivre primaire et le cuivre ou le nickel à motifs.

2. N'oubliez pas d'utiliser ici un dégraissant acide. Étant donné que les encres à motifs ne sont pas résistantes aux alcalis- et endommageront les circuits à motifs, seuls des dégraissants acides doivent être utilisés avant la galvanoplastie des motifs.

3. Pendant la production, seuls la concentration du dégraissant et le temps de traitement doivent être contrôlés. La concentration du dégraissant doit être d'environ 10 % et la durée du traitement doit être inférieure à 6 minutes. Une durée de traitement plus longue n’aura aucun effet indésirable. La solution du bain doit également être utilisée et remplacée à raison de 15 m2/L de solution de travail, avec 0,5 à 0,8 L ajoutés pour 100 m2 de solution.

IV. Microgravure

1. Objectif et fonction : nettoie et rend rugueuse la surface en cuivre des circuits, assurant l'adhérence entre le motif en cuivre galvanisé et le cuivre primaire.

2. Le persulfate de sodium est souvent utilisé comme micro-agent d'attaque, offrant un taux de rugosité stable et uniforme et une bonne lavabilité à l'eau. La concentration en persulfate de sodium est généralement contrôlée à environ 60 g/L, la durée du traitement à environ 20 secondes et la quantité de produit chimique ajoutée est de 3 à 4 kg pour 100 m2. La teneur en cuivre doit être contrôlée à 20 g/L. Les autres entretiens et changements de réservoir sont les mêmes que pour la microgravure du cuivre.

5. Trempage acide

1. Objectif et fonction : élimine les oxydes de la surface du panneau et active la surface du panneau. La concentration est généralement de 5 %, parfois maintenue aux alentours de 10 %. Il est important d’empêcher l’humidité de pénétrer dans le bain, ce qui pourrait entraîner une teneur en acide sulfurique instable.

2. Évitez un trempage prolongé dans l'acide pour éviter l'oxydation de la surface du panneau. Si la solution acide devient trouble ou si la teneur en cuivre est trop élevée après une période d'utilisation, elle doit être remplacée rapidement pour éviter la contamination du réservoir de cuivrage et de la surface du panneau.

3. De l'acide sulfurique de qualité CP doit être utilisé.

6. Placage de cuivre à motif

1. Objectif et fonction : pour répondre à la charge de courant nominal de chaque circuit, chaque couche de cuivre de circuit et de trou doit atteindre une certaine épaisseur après le placage. Le but du cuivrage du circuit est d’épaissir rapidement le cuivre du trou et le cuivre du circuit jusqu’à une certaine épaisseur.

2. Toutes les autres étapes sont les mêmes que pour la galvanoplastie sur carte complète.

VII. Étain de galvanoplastie

1. Objectif et fonction : Le but de la galvanoplastie de motifs sur l'étain pur est d'utiliser l'étain pur simplement comme résistance métallique pour protéger le circuit de la gravure.

2. Le bain est principalement composé de sulfate stanneux, d'acide sulfurique et d'additifs. La teneur en sulfate stanneux est contrôlée à environ 35 g/L, et la teneur en acide sulfurique est contrôlée à environ 10 %. Les additifs d'étamage sont généralement ajoutés en fonction des kiloampères-heures ou des résultats réels de production de panneaux. Le courant de galvanoplastie est généralement calculé comme étant de 1,5 ampères/décimètre carré multiplié par la zone de placage de la carte. La température du bain d'étain est maintenue à température ambiante, ne dépassant généralement pas 30 degrés Celsius et généralement contrôlée à 22 degrés Celsius. Par conséquent, en été, en raison des températures élevées, il est recommandé d'équiper le bain d'étain d'un système de refroidissement et de contrôle de la température.

3. Maintenance des processus

Réapprovisionner quotidiennement en additifs d'étamage en fonction du kiloampère-heures (kAH). Vérifiez la pompe du filtre pour son bon fonctionnement et ses fuites. Nettoyez la tige conductrice de la cathode avec un chiffon propre et humide toutes les 2-3 heures.

Analysez le réservoir en étain pour le sulfate stanneux (une fois par semaine) et l'acide sulfurique (une fois par semaine) chaque semaine. Ajustez la teneur en additif d'étamage grâce à un test de cellule Hall et réapprovisionnez rapidement les matières premières concernées.

Nettoyez chaque semaine la tige conductrice de l'anode et les connecteurs électriques aux deux extrémités du réservoir.

Effectuez l’électrolyse à un faible courant de 0,2 à 0,5 ASD pendant 6 à 8 heures par semaine.

Inspectez le sac d'anode une fois par mois pour déceler tout dommage et remplacez rapidement tout élément endommagé. Vérifiez le fond du sac pour la boue d'anode et nettoyez-le immédiatement.

Utilisez un noyau de carbone pour une filtration continue pendant 6-8 heures par mois, en effectuant simultanément une électrolyse à faible courant pour éliminer les impuretés.

Tous les six mois, déterminez si un traitement majeur (poudre de charbon actif) est nécessaire en fonction de la contamination de la solution du réservoir.

Remplacez l'élément filtrant de la pompe de filtration toutes les deux semaines.

4. Procédure de solution spécifique

Retirez l'anode et le sac d'anode. Nettoyez la surface de l'anode avec une brosse en cuivre, rincez à l'eau et rincez à sec. Placez le sac d'anode dans un réservoir d'acide pour une utilisation ultérieure.

Trempez le sac d'anode dans une solution alcaline à 10 % pendant 6 à 8 heures, rincez à l'eau, puis trempez-le dans de l'acide sulfurique dilué à 5 %. Rincer à l'eau, rincer à sec et réserver.

Transférez la solution du bain dans un réservoir de rechange et dissolvez lentement la poudre de charbon actif à raison de 3-5 g/L. Une fois complètement dissous, laissez-le adsorber pendant 4 à 6 heures. Filtrer la solution du bain à l'aide d'un élément filtrant en PP de 10 µm avec de la poudre d'aide à la filtration dans un réservoir de travail propre. Placez l'anode dans le réservoir de travail et fixez la plaque électrolytique. Effectuez une électrolyse à faible courant à une densité de courant de 0,2 à 0,5 ASD pendant 6 à 8 heures.

Après analyse, ajustez les niveaux d’acide sulfurique et de sulfate stanneux dans le réservoir dans les plages de fonctionnement normales. Ajoutez des additifs d'étamage en fonction des résultats du test de cellule Hall.

Une fois que la surface de la plaque électrolytique a une couleur uniforme, arrêtez l'électrolyse.

Testez le placage.

5. Lors de l'ajout de médicaments supplémentaires, tels que le sulfate stanneux ou l'acide sulfurique, une électrolyse à faible courant- doit être effectuée après l'ajout. Des précautions de sécurité doivent être prises lors de l'ajout d'acide sulfurique. De grandes quantités (plus de 10 litres) doivent être ajoutées lentement et en plusieurs portions. Sinon, la température du bain surchauffera, une oxydation du sulfate stanneux se produira et le vieillissement du bain s'accélérera.

6. Formule de calcul pour l’ajout de médicaments :

Sulfate stanneux (kg)=(40 - X) × volume du bain (litres) / 1000

Acide sulfurique (litres)=(10 % - X) g/L × volume du bain (litres)

Ou (litres)=(180 - X) g/L × volume du bain (litres) / 1840

VIII. Galvanoplastie Or

La galvanoplastie de l’or est divisée en procédés d’or dur (alliage d’or) et d’or hydrique (or pur). La composition du bain d'or dur et d'or doux est essentiellement la même, sauf que le bain d'or dur contient des oligo-éléments tels que le nickel, le cobalt ou le fer.

1. Objectif et fonction : l'or, en tant que métal précieux, possède une excellente soudabilité, une résistance à l'oxydation, une résistance à la corrosion, une faible résistance de contact et une excellente résistance à l'usure en alliage.

2. Actuellement, la principale méthode de placage à l’or sur les circuits imprimés est un bain d’or à l’acide citrique, largement utilisé en raison de sa simplicité d’entretien et de sa facilité d’utilisation.

3. La teneur en or de l'eau doit être contrôlée à environ 1 g/L, le pH à environ 4,5, la température à 35 degrés, la densité à environ 14 degrés B et la densité de courant à environ 1 ASD.

4. Les principaux additifs comprennent des sels acides et alcalins pour l'ajustement du pH, des sels conducteurs pour l'ajustement de la densité spécifique, des additifs de placage à l'or et des sels d'or.

5. Pour protéger le bain d'or, un bain d'acide citrique doit être ajouté avant le bain afin de réduire efficacement la contamination et de maintenir sa stabilité.

6. Après la galvanoplastie, la plaque d'or doit être rincée à l'eau pure comme rinçage à l'eau de recyclage. Cela peut également être utilisé pour reconstituer le niveau d’évaporation du bain d’or. Après le rinçage à l'eau de recyclage, un rinçage secondaire à l'eau pure à contre-courant doit être effectué. Immédiatement après le rinçage, la plaque d'or doit être placée dans une solution alcaline à 10 g/L pour éviter l'oxydation.

7. Le bain d'or doit utiliser un treillis en titane recouvert de platine-comme anode. L'acier inoxydable 316 typique se dissout facilement, provoquant une contamination métallique par le nickel, le fer et le chrome, entraînant des défauts tels que le blanchiment, le délaminage du placage et le noircissement de l'or plaqué.

8. La contamination organique dans le bain d'or doit être filtrée en continu avec un noyau de carbone et une quantité appropriée d'additifs de placage à l'or doit être ajoutée.

IX. Nickelage

1. Objectif et fonction : la couche de nickel sert de barrière entre les couches de cuivre et d'or, empêchant la diffusion croisée-entre les couches d'or et de cuivre, ce qui peut affecter la soudabilité et la durée de vie de la carte. De plus, la couche de nickel augmente également considérablement la résistance mécanique de la couche d'or en tant que primaire.

2. Paramètres de processus pour la galvanoplastie de cuivre sur panneau complet

Les additifs de nickelage sont généralement ajoutés en fonction des kiloampères-heures (kAH) ou en fonction des résultats de production réels. Le débit d'addition est d'environ 200 ml/kAH.

Le courant pour le nickelage à motif est généralement calculé en multipliant 2 A/dm² par la surface de placage de la carte.

La température du bain de nickel est maintenue entre 40 et 55 degrés, généralement autour de 50 degrés. Par conséquent, un système de chauffage et de contrôle de la température doit être installé.

3. Maintenance des processus

Des additifs de nickelage doivent être ajoutés quotidiennement en fonction du kAH.

Vérifiez la pompe du filtre pour son bon fonctionnement et ses fuites.

Nettoyez la tige conductrice de la cathode avec un chiffon propre et humide toutes les 2-3 heures.

Analysez régulièrement la teneur en sulfate de nickel (sulfamate de nickel) (une fois par semaine), en chlorure de nickel (une fois par semaine) et en acide borique (une fois par semaine) dans le bain de cuivre. Ajustez la teneur en additif de nickelage via un test de cellule à effet Hall et reconstituez les matières premières pertinentes.

Nettoyez la tige conductrice de l'anode et le bain chaque semaine. Connectez les connecteurs électriques aux deux extrémités, reconstituez rapidement le nickel de l'anode dans le panier en titane et effectuez une électrolyse à un faible courant de 0,2 à 0,5 ASD pendant 6 à 8 heures.

Chaque mois, vérifiez que le sac du panier d'anode en titane n'est pas endommagé et remplacez-le rapidement. Vérifiez également le fond du panier d'anode en titane pour déceler toute accumulation de boue d'anode et nettoyez-le immédiatement.

Filtrez en continu avec un noyau de charbon pendant 6-8 heures tout en effectuant une électrolyse à faible courant pour éliminer les impuretés.

Tous les six mois environ, déterminez si un traitement majeur (poudre de charbon actif) est nécessaire en fonction du niveau de contamination de la solution du bain.

Remplacez l'élément filtrant de la pompe de filtration toutes les deux semaines.

4. Procédure de solution spécifique

Retirez l'anode, versez l'anode, nettoyez-la et placez-la dans le seau contenant les cornes de nickel. Rincez les cornes de nickel avec un micro-décapant pour rendre la surface rugueuse jusqu'à ce qu'elle soit uniformément rose. Rincez à l'eau et séchez-le, puis placez-le dans un panier en titane et placez-le dans un réservoir d'acide pour une utilisation ultérieure.

Trempez le panier d'anode en titane et le sac d'anode dans une solution alcaline à 10 % pendant 6 à 8 heures. Rincer à l'eau et rincer à sec. Tremper ensuite dans de l'acide sulfurique dilué à 5 %, rincer à l'eau et sécher. Annuler.

Transférez la solution du bain dans un réservoir de rechange, ajoutez 1 à 3 ml/L de peroxyde d’hydrogène à 30 % et commencez à chauffer. Lorsque la température atteint environ 65 degrés, commencez l'agitation avec de l'air. Maintenir la température et agiter pendant 2 à 4 heures.

Éteignez l'agitation. Remuer et dissoudre lentement la poudre de charbon actif dans le bain à raison de 3 à 5 g/L. Une fois complètement dissous, remuez avec de l'air et maintenez la température pendant 2 à 4 heures.

Coupez l'air et remuez, puis chauffez le bain pour permettre à la poudre de charbon actif de se déposer lentement au fond du bain.

Lorsque la température descend à environ 40 degrés, filtrez le liquide du bain à travers un élément filtrant en PP de 10 µm avec de la poudre d'aide au filtrage dans un réservoir de travail propre. Remuer avec de l'air, ajouter l'anode, fixer la plaque électrolytique et effectuer une électrolyse à faible courant - à une densité de courant de 0,2 à 0,5 ASD pendant 6 à 8 heures.

Après analyse, ajustez les niveaux de sulfate de nickel ou de sulfamate de nickel, de chlorure de nickel et d'acide borique dans le bain dans les plages de fonctionnement normales.

Ajoutez des additifs de nickelage en fonction des résultats de l’expérience de la cellule Hall.

Une fois que la surface de la plaque électrolytique a une couleur uniforme, arrêtez l'électrolyse et poursuivez l'électrolyse à une densité de courant de 1 à 1,5 ASD pendant 10 à 20 minutes pour activer l'anode.

Testez le placage.

5. Lors de l'ajout d'additifs, si vous ajoutez de grandes quantités telles que du sulfate de nickel, du sulfamate de nickel ou du chlorure de nickel, effectuez une électrolyse à faible courant-après l'ajout. Lors de l'ajout d'acide borique, placez la quantité ajoutée dans un sac d'anode propre et suspendez-la dans le réservoir de nickel ; ne l'ajoutez pas directement au réservoir.

6. Après le nickelage, il est recommandé d'ajouter de l'eau recyclée pour le rinçage. Démarrez le réservoir avec de l'eau pure pour reconstituer le niveau de liquide dans le réservoir de nickel qui s'évapore à cause du chauffage. Faites suivre le rinçage à l’eau recyclée d’un rinçage secondaire à contre-courant.

7. Formule de calcul de l'ajout de médicaments

Sulfate de nickel (kg)=(280 - X) × Volume du réservoir (L) / 1 000

Chlorure de nickel (kg)=(45 - X) × Volume du réservoir (L) / 1 000

Acide borique (kg)=(45 - X) × Volume du réservoir (L) / 1 000