Kot pomemben osnovni material je optimizacija delovanjadebelo bakreno tiskano vezjepostaja vse bolj ključnega pomena. Postopek posrebrenja kot tehnologija, ki lahko bistveno izboljša delovanje debelih bakrenih tiskanih vezij, je deležen vse večje pozornosti.
1, Osnovna načela postopka posrebrenja
Postopek posrebrenja temelji predvsem na principu elektrolize. V elektrolitski celici se kot katoda uporablja debelo bakreno tiskano vezje, kot anoda pa srebrno tiskano vezje, pri čemer se pripravi elektrolit, ki vsebuje srebrove ione. Po vklopu električnega toka se bodo srebrovi ioni v elektrolitu pod delovanjem električnega polja premaknili proti katodi in na površini debelega bakrenega tiskanega vezja pridobili elektrone, ki se bodo reducirali v kovinsko srebro in odložili ter postopoma oblikovali plast posrebrenja. Med tem postopkom se bo srebrno tiskano vezje na anodi nenehno raztapljalo, pri čemer se bodo srebrovi ioni obnavljali v elektrolitu, da se ohrani kontinuiteta postopka posrebrenja.
2, Potek postopka posrebrenja debelega bakrenega tiskanega vezja
(1) Predobdelava površine
Razmaščevanje in čiščenje: Med predelavo in skladiščenjem debelih bakrenih tiskanih vezij je površina neizogibno onesnažena z nečistočami, kot sta maščoba in umazanija. Če teh nečistoč ne odstranite, bodo resno vplivale na trdnost vezi med posrebreno plastjo in debelim bakrenim tiskanim vezjem. Zato je prvi korak čiščenje z razmaščevanjem, ki ga lahko izvedemo z uporabo organskih topil ali alkalnih sredstev za razmaščevanje. Organska topila lahko učinkovito raztopijo olja in maščobe, medtem ko alkalna sredstva za razmaščevanje odstranijo olja in maščobe z reakcijami umiljenja, zaradi česar je površina debelih bakrenih tiskanih vezij čista.
Aktivacija pranja s kislino: Po razmaščevanju in čiščenju je lahko na površini debelega bakrenega tiskanega vezja še vedno plast oksida. Oksidna plast bo preprečila odlaganje srebrovih ionov na površini bakrenega tiskanega vezja in zmanjšala oprijem posrebrene plasti. Z aktivacijsko obdelavo s kislinskim pranjem lahko namakanje debelih bakrenih tiskanih vezij v razredčeno žveplovo ali klorovodikovo kislino odstrani površinsko oksidno plast in aktivira površino bakrenih tiskanih vezij, kar ustvari ugodne pogoje za naknadno posrebrenje.
(2) Postopek posrebrenja
Priprava elektrolita: Običajno uporabljen elektrolit za posrebrenje je raztopina srebrovega cianida, ki je v glavnem sestavljena iz kalijevega cianida, srebrovega cianida in ustreznih dodatkov. Kalijev cianid lahko kot kelatno sredstvo tvori stabilne komplekse s srebrovimi ioni, nadzoruje hitrost praznjenja srebrovih ionov in zagotavlja kakovost posrebrene plasti. Dodatki se uporabljajo za izboljšanje videza, trdote in drugih lastnosti posrebrenih plasti. Zaradi toksičnosti cianida pa so bile v zadnjih letih tudi obsežno raziskane in uporabljene raztopine za posrebrenje brez cianida. Rešitev za posrebrenje brez cianida običajno uporablja srebrov nitrat kot vir srebra v kombinaciji z organskimi kelatnimi sredstvi in drugimi komponentami, da zagotovi učinek posrebrenja, hkrati pa zmanjša škodo za okolje in operaterje.
Nadzor stanja galvanizacije:
Gostota toka: Gostota toka je eden ključnih parametrov, ki vpliva na kakovost posrebrenja. Na splošno je primerno območje gostote toka za posrebrenje debelih bakrenih tiskanih vezij med 0,1–2 A/dm². Če je gostota toka prenizka, bo hitrost posrebrenja počasna in proizvodna učinkovitost bo nizka; Če je gostota toka previsoka, lahko povzroči grobo kristalizacijo posrebrene plasti in celo povzroči pojav gorenja.
Temperatura: Temperatura med postopkom posrebrenja je na splošno nadzorovana pri 20-30 stopinjah C (sistem cianida) ali 50-60 stopinjah C (sistem brez cianida). Temperatura pomembno vpliva na prevodnost raztopine za posrebrenje, hitrost difuzije srebrovih ionov in proces kristalizacije plasti za posrebrenje. Ustrezna temperatura lahko zagotovi, da je plast posrebrenja enotna in gosta.
PH vrednost: pH vrednost raztopine za posrebrenje je prav tako treba strogo nadzorovati, običajno med 8-10 (odvisno od vrste elektrolita). Sprememba pH vrednosti lahko vpliva na obliko srebrovih ionov in ravnotežje različnih kemičnih reakcij v raztopini za galvanizacijo, s čimer vpliva na kakovost posrebrene plasti.
(3) Naknadna obdelava
Pranje: Po končanem posrebrenju bo na površini debelega bakrenega tiskanega vezja ostala raztopina za prevleko. Če teh raztopin za prevleko ne očistite temeljito, ne bodo vplivale le na videz debelega bakrenega tiskanega vezja, ampak imajo lahko tudi škodljive učinke na nadaljnjo uporabo. Zato je treba debelo bakreno tiskano vezje večkrat sprati z deionizirano vodo, da zagotovimo, da na površini ni ostankov raztopine za galvanizacijo.
Sušenje: oprano debelo bakreno tiskano vezje je treba posušiti, da odstranimo površinsko vlago in preprečimo rjavenje. Na splošno se sušenje z vročim zrakom uporablja za postavitev debelih bakrenih tiskanih vezij v okolje z vročim zrakom pri določeni temperaturi, da se vlaga hitro izhlapi.
Obdelava s pasiviranjem (neobvezno): Da bi dodatno povečali odpornost posrebrene plasti proti oksidaciji, so debela bakrena tiskana vezja včasih pasivirana. S potopitvijo debelega bakrenega tiskanega vezja v raztopino, ki vsebuje specifično pasivirno sredstvo, se na njegovi površini oblikuje gosta pasivacijska folija, s čimer se izboljša odpornost proti koroziji in stabilnost posrebrene plasti.
3, Prednosti postopka posrebrenja debelega bakrenega tiskanega vezja
(1) Bistveno izboljšanje prevodnosti
Srebro ima izjemno nizko električno upornost in se po prevodnosti uvršča v sam vrh med vsemi kovinami. Po posrebrenju na površini debelih bakrenih tiskanih vezij lahko močno zmanjša upor in izboljša učinkovitost prenosa toka. V visoko{2}}frekvenčnih tokokrogih je hitrost prenosa signala visoka, frekvenca visoka, prevodnost prevodnikov pa izjemno zahtevna. Po posrebrenju debelih bakrenih tiskanih vezij lahko učinkovito zmanjša izgube in popačenja med prenosom signala, zagotovi stabilen in hiter prenos signala ter zadovolji potrebe visoko-frekvenčnih elektronskih naprav.
(2) Povečajte antioksidativno zmogljivost
Baker je nagnjen k reakciji s kisikom v zraku, pri čemer nastane bakrov oksid, ki lahko povzroči razbarvanje površine zaradi oksidacije in vpliva tudi na njegovo prevodnost. Kemične lastnosti srebra so razmeroma stabilne in posrebrena plast lahko tvori zaščitno folijo na površini debelih bakrenih tiskanih vezij, ki preprečuje stik kisika z bakrom, učinkovito upočasni proces oksidacije bakra, podaljša življenjsko dobo debelih bakrenih tiskanih vezij in ohrani njihovo dobro prevodnost in kakovost videza.
(3) Izboljšajte varljivost
V procesu elektronskega sestavljanja je varjenje pomembno sredstvo povezovanja različnih elektronskih komponent. Po posrebrenju debelega bakrenega tiskanega vezja ima srebrna plast na njegovi površini dobro varljivost in se lahko bolje integrira s spajko, da tvori močan varilni spoj. To ne samo izboljša kakovost in zanesljivost varjenja, ampak tudi zmanjša stopnjo napak med postopkom varjenja in izboljša učinkovitost proizvodnje.
(4) Povečajte dekorativnost
Posrebrena plast ima svetel kovinski lesk, kar omogoča debelim bakrenim tiskanim vezjem odlično delovanje, hkrati pa izpolnjuje določene dekorativne potrebe. Pri nekaterih elektronskih izdelkih ali obrtnih izdelkih, ki imajo visoke zahteve glede videza, lahko posrebrenje debelih bakrenih tiskanih vezij poveča splošno lepoto in teksturo izdelka.
4, Izzivi in rešitve, s katerimi se srečuje postopek posrebrenja tiskanih vezij iz debelega bakra
(1) Vprašanje onesnaženja s cianidom
Čeprav ima tradicionalni postopek posrebrenja s cianidom prednosti dobre stabilnosti raztopine za nanos in visoko kakovost posrebrenega sloja, je cianid zelo strupen in resno ogroža okolje in zdravje operaterjev. Da bi rešili ta problem, je treba nujno razviti in spodbujati tehnologijo posrebrenja brez cianida. Trenutno je postopek srebrovanja brez cianida dosegel določen napredek, kot je postopno dozorevanje sistemov posrebrenja brez cianida z uporabo tiosulfata, sulfita in drugih kelatnih sredstev. Ti postopki posrebrenja brez cianida ne zagotavljajo le učinka posrebrenja, ampak tudi močno zmanjšajo škodo za okolje, kar izpolnjuje zahteve trajnostnega razvoja.
(2) Nadzor enakomernosti debeline posrebrenja
Za debela bakrena tiskana vezja ni enostavno zagotoviti enakomerne debeline posrebrene plasti med postopkom posrebrenja zaradi njihove velike površine. Neenakomerna porazdelitev raztopine za prevleko in razlike v gostoti toka lahko povzročijo neskladno debelino posrebrene plasti. Za rešitev tega problema je mogoče sprejeti ukrepe, kot so racionalna zasnova strukture elektrolitskih celic, optimizacija postavitve elektrod in okrepitev mešanja raztopine za nanos. Z razumno zasnovo elektrolitske celice je mogoče raztopino za prevleko enakomerno porazdeliti po debelem bakrenem tiskanem vezju; Optimizirajte razporeditev elektrod, da zagotovite enakomeren tok na površini debelega bakrenega tiskanega vezja; Okrepljeno mešanje raztopine za prevleko lahko spodbudi difuzijo srebrovih ionov in izboljša enakomernost debeline posrebrene plasti.
(3) Problem adhezije posrebrene plasti
Oprijem med posrebreno plastjo in debelim bakrenim tiskanim vezjem je neposredno povezan z življenjsko dobo in stabilnostjo delovanja posrebrene plasti. Če oprijem ni zadosten, je posrebrena plast med uporabo nagnjena k luščenju, ločevanju in drugim pojavom. Da bi izboljšali oprijem posrebrenega sloja, lahko to poleg površinske predobdelave dosežemo tudi s prilagoditvijo parametrov postopka posrebrenja in dodajanjem posebnih pospeševalcev oprijema. Na primer, če pred posrebrenjem izvedete ustrezno predhodno obdelavo, pri čemer najprej nanesete prehodno plast z dobrim oprijemom na baker in srebro na površino debelega bakrenega tiskanega vezja, kot je plast niklja, lahko učinkovito izboljšate oprijem med posrebreno plastjo in debelim bakrenim tiskanim vezjem.