El uso de ánodos insolubles en el revestimiento de cobre ácido

Tiempo de lectura (palabras)

Introducción

El cobre ácido electrolítico es el proceso que construye las trazas que transportan la corriente a través de una PCB. El desafío es cómo optimizar su revestimiento de cobre con ácido electrolítico para los diseños actuales (relaciones de aspecto >20:1 para orificios pasantes y relaciones de aspecto >1:1 para relleno de vía ciego). El uso de malla de titanio insoluble (revestida con óxido de metal mixto o MMO) produce un producto chapado uniforme y reproducible, es respetuoso con el medio ambiente (elimina los residuos) y elimina el mantenimiento del ánodo, lo que aumenta la productividad de la línea de chapado.

El enchapado de cobre ácido vertical sigue siendo una forma muy común de enchapar PCB. Para obtener los mejores resultados, el equipo debe optimizarse con la rectificación y la conectividad adecuadas. El electrolito y los aditivos utilizados, junto con la densidad de corriente del revestimiento, juegan un papel en la distribución del espesor del cobre en el panel enchapado. Los ánodos tienen un impacto directo en la distribución del espesor del cobre. La forma, el tamaño y la ubicación del ánodo juegan un papel fundamental en la distribución del espesor del cobre enchapado en el enchapado vertical de paneles en un tanque. El tanque de revestimiento vertical es desafiante a su manera, a diferencia del revestimiento con cinta transportadora horizontal donde todos los paneles están expuestos al conjunto idéntico de ánodos, mientras la pieza se transporta a través del módulo de revestimiento. En el revestimiento horizontal, si la configuración del ánodo no es óptima, la distribución del espesor dentro del panel puede variar; sin embargo, se elimina la variación de un panel a otro.

Ánodos solubles

Los ánodos solubles deben filmarse para una disolución adecuada. Esto se logra simulando un ánodo de cobre fresco a baja densidad de corriente durante 2 a 3 horas. Una vez filmada, la película se renueva a medida que avanza la disolución. Como subproducto de la formación de la película del ánodo, esta película (óxido de cobre) desprenderá el cobre anódico y, si se deja sin atención, creará nódulos en la superficie del panel enchapado. Para evitar que el óxido de cobre desprendido, denominado lodo, contamine el baño, los ánodos se embolsan. Las bolsas deben reemplazarse durante el mantenimiento del ánodo.

En los tanques de recubrimiento vertical, los paneles se colocan en diferentes celdas y en varios lugares dentro de la celda. Para minimizar la variación en la distribución del espesor del cobre desde el panel colocado en el borde exterior del tanque en relación con el panel en el centro de la barra de vuelo y de celda a celda en el tanque y de tanque a tanque, se requiere una buena comprensión del papel de el ánodo

Colocación del ánodo

La colocación adecuada en relación con la ventana del cátodo de las canastas o losas de ánodo tiene un impacto directo en la distribución del espesor del cobre. En el caso del revestimiento del panel, el espesor del cobre siempre será mayor hacia los bordes que hacia el centro del panel. Los bordes exteriores de 2 a 3", superior, inferior, izquierdo y derecho exhibirán un grosor mucho mayor en comparación con el área interior. El grosor aumenta a medida que la ubicación de medición se aleja del centro. El aumento podría ser >50 %; como ejemplo, el área alejada de los bordes podría tener un promedio de 1,0 mil. Y a medida que avanza hacia el exterior de 2 a 3 pulgadas del borde, el espesor aumentará gradualmente hasta 1,5 a 2,0 mil en el extremo del borde ( Figura 1).

Figura 1: Distribución del espesor del cobre.

Idealmente, la longitud del ánodo debe ser de 3 a 4 pulgadas menos que la parte inferior del panel. Esto minimizará el aumento de espesor en el borde inferior del panel. Empalmar los bordes verticales (de los paneles) juntos elimina el grosor adicional a lo largo de los bordes verticales, lo que prácticamente convierte al cátodo en un panel grande con solo los bordes exteriores extremos que necesitan atención especial. La manera más fácil de reducir el exceso de placas en los bordes verticales exteriores es meter los ánodos dentro de la ventana del cátodo de 3 a 4 pulgadas. Esto deja el borde horizontal superior chapado con cobre más grueso. El remedio aquí es mucho más simple. Acomode los paneles a 1 pulgada del nivel de la solución. Esto cortará las líneas de fundente que causarían un recubrimiento excesivo en el borde superior del panel (Figura 2).

Figura 2: Ubicación ideal del ánodo.

Los ánodos que son excesivamente cortos en la parte inferior del panel favorecerán la parte superior del panel y la placa menos en la parte inferior (Figura 3). Si el ánodo es demasiado largo, excediendo la longitud del panel; esto favorecerá el enchapado en la mitad inferior del panel en comparación con la mitad superior (Figura 4).

Figura 3: Efecto de un ánodo corto en la distribución.

Figura 4: Efecto de un ánodo largo en la distribución.

En resumen, la longitud y ubicación de los ánodos juega un papel muy importante en la distribución del espesor del cobre en la superficie. Si se mantiene adecuadamente, esta configuración de ánodo en relación con el cátodo (paneles) producirá una distribución de espesor de cobre buena y consistente.