Bakarno prevlačenje u proizvodnji PCB-a i završnoj obradi metala
Pokrivanje bakrenim sulfatom, koje se obično naziva kiseli bakar, gradi provodljivi sloj koji nosi struju u obloženim rupama i štiti osnovni metal na dekorativnim i funkcionalnim završnim linijama. Zvučna naslaga mora biti fino zrnasta, duktilna, ravnomjerno raspoređena i bez čvorova, rupica i čestica. Kada se kupatilo zavuče van svog operativnog prozora, sva četiri zahtjeva mogu odjednom propasti, a nedostaci su vidljivi tek nakon graviranja, snimanja ili finalne montaže, što je najskuplje mjesto za njihovo pronalaženje.
Ovaj članak postavlja radne opsege konvencionalne kisele bakrene kupke, a zatim prolazi kroz familije kvarova koji se najčešće prijavljuju na proizvodnim linijama: grubo polaganje, čestice bakra na površini ploče, ploča sa udubljenjem ili curenje i bjelkasta ili neujednačena boja. Svaki odjeljak odvaja uzroke prethodnog tretmana od -uzroka za kupanje, jer se to dvoje lako pomiješaju u radnji.
Tipična kompozicija kupatila i operativni prozor
Kiseli bakreni elektroliti su bazirani na bakar sulfat pentahidratu, sumpornoj kiselini i malom dodatku hlorida, zajedno sa sistemima za izbeljivanje i izravnavanje. Vrijednosti ispod su konvencionalni rasponi za bakrenu kupku sa sumpornom kiselinom koja radi uz miješanje zraka.
| Parametar | Tipičan raspon | Uloga |
|---|---|---|
| Bakar sulfat | 60–100 g/L | Izvor jona bakra |
| Sumporna kiselina | 180–250 g/L | Provodljivost, potiskuje hidrolizu |
| Hlorid | 50–80 ppm | Aktivacija posvjetljivača, rastvaranje anode |
| Temperatura | 20–30 stepeni | Dugtilnost naslaga, odziv na izbeljivač |
| Gustina katodne struje | 2–4 A/dm² | Zavisi od miješanja i tipa ploče |
| Anode | Fosfor bakar, 0,03–0,06% P | Ujednačeno otapanje, stabilan anodni film |
| Filtracija | 5–10 µm, kontinuirano | Uklanja anodni mulj i čestice |
Grubi depoziti i njihovi izvori
Hrapavost je obično električni ili termički problem, a ne problem kemije. Prekomjerna gustina struje se taloži na rubovima panela i područjima jake-struje, stvarajući grubi, mat i ponekad izgorjeli izgled, tako da je prvi korektivni korak ponovna-provjera izlaza ispravljača pomoću kalibriranog strujomjera i potvrda katodne površine unesene u zadatu tačku.
Niska temperatura kupke zimi usporava reakciju posvjetljivača i stvara fine čvoriće čak i pri ispravnoj struji, dok sistem s nedovoljno doziranim-osvjetljivačem daje dosadnu i blago hrapavu površinu što test Hull ćelija potvrđuje u roku od nekoliko minuta. Ploče koje su skinute i ponovo-presvučene su treći uobičajeni izvor: rezidualni otpor, otisci prstiju i oksid sa linije za skidanje, djeluju kao nukleacijske tačke, tako da je prerađenim panelima potrebno duže alkalno čišćenje i potpuno mikro-jedkanje prije nego što se vrate na liniju.
Čestice bakra, pitting i neujednačena boja
Površinske čestice stižu iz dva smjera, a odlučivanje o tome koji će se primijeniti štedi mnogo pokušaja i pogrešaka.
Od bakra bez elektronike i pred{0}}tretmana:Naslage tvrde-vode, prašina od bušenja, nepotpuno odmašćivanje, nisko{1}}mikro-hemikalije za mikro-nagrizanje, višak bakra ili niska temperatura u mikro-kupati za nagrizanje, istrošeni aktivator i otopine za zamućenje akceleratora ostavljaju sjemenke koje izrastu u vidljive čestice.
Iz kupke za oplatu:prekomjerna sumporna kiselina sa niskom koncentracijom bakra, temperatura izvan radnog prozora, što je uobičajen put do bakarnog praha, struja koja je prevelika za kontaktnu situaciju, neravnoteža fosfora u anodama i neadekvatno očišćene anodne vrećice.
Korektivna akcija kombinuje striktnu kontrolu svake faze prethodnog tretmana, kontinuiranu filtraciju kroz polipropilenske anodne vreće od 5-10 µm, održavanje anode mikro- nagrizanjem vodonik-peroksida pri svakom većem tretmanu i planirani tretman ugljikom za uklanjanje nakupljenih organskih tvari.
Pitting, koji se često opisuje kao oblaganje curenja, ima drugačiji potpis: male nepokrivene ili tanko obložene mrlje uzrokovane događajima kontaminacije. Tipični izvori su bakrene korpe bez elektronike koje kapaju paladijum-otopinu bakra na panele, prljava oprema za četkanje i zračni{2}}noževi, taloženje prašine prije laminiranja ili štampe, loše održavan razvijač, tvrda-zamućenost vode u kiselinskim pre-obrvama koja pada u rezervoar za prašinu. Namensko održavanje stalka, često čišćenje rezervoara, filtrirana procesna voda, kontrola prašine i nedeljne provere u kupatilu smanjuju stopu kvarova.
Bijela ili neujednačena boja prati treći obrazac: defekt kopira protok zraka ili poziciju ploče. Cijev za{1}}duhanje zraka je možda pomaknuta, filter pumpa možda uvlači zrak i adsorbira fine mjehuriće na površini, jezgra filtera mogu biti kontaminirana anti-statičkim agensima, sistem izbjeljivača možda nije u ravnoteži ili kupka jednostavno radi previše vruće. Premještanje zračnih cijevi, pročišćavanje filterskih vodova, korištenje kvalifikovanog filterskog medija, kontrola dodavanja posvjetljivača pomoću Hull ćelije i poboljšanje kvaliteta vode za ispiranje rješavaju većinu slučajeva.
Program preventivnog održavanja
Prevencija kvarova je jeftinija od ispravljanja grešaka, tako da se plan kontrole gradi oko fiksnih intervala sa dokumentovanim parametrima za sljedivost.
| Interval | Provjere i radnje |
|---|---|
| Dnevno | Gustoća struje, temperatura, miješanje, stanje anode, tlak filtera |
| Weekly | Test ćelije trupa, analiza klorida i izbjeljivača, provjera filtracije |
| Mjesečno | Tretman ugljikom, čišćenje anodne vrećice, raspored zamjene rezervoara za pred{0}}obradu |
Snimanje svakog dodatka i svakog rezultata analize pretvara istoriju kupatila u dijagnostički alat: kada se pojavi kvar, linija trenda obično identifikuje parametar pomeranja pre panela. Hemija u kupatilu, kvalitet anode i pred{1}}disciplina pred-tretmana predstavljaju otprilike trećinu defekata koji se vide na tipičnoj liniji, tako da plan održavanja koji pokriva samo sam rezervoar vjerovatno neće držati proces pod kontrolom.
Često postavljana pitanja
P: U kojoj koncentraciji bakra treba raditi kisela bakarna kupka?
Uobičajene bakrene kupke sa sumpornom kiselinom rade sa 60–100 g/L bakar sulfata i 180–250 g/L sumporne kiseline; tačna zadana tačka zavisi od sistema osvetljivača i gustine struje koja se koristi na liniji.
P: Zašto se hrapavost pojavljuje samo na ivicama panela?
Hrapavost ivice je efekat-gustine struje, jer rub vidi veću lokalnu struju od centra i talog postaje grub. Smanjenje izlazne snage ispravljača ili postavljanje ivičnog štita obično ga uklanja.
P: Šta uzrokuje čestice bakra nakon bakra bez elektronike?
Prašina od bušenja,{0}}soli tvrde vode, istrošeni aktivator, akcelerator zamućenja i hemija niskog stepena{1}}mikro-jetkanja ostavljaju sjemenke na površini, a to sjeme nastavlja rasti u kadi za oplatu kada se ne održavaju filtracija i anodne vrećice.
P: Kako se udubljenje razlikuje od hrapavosti?
Pitting uklanja materijal lokalno i pojavljuje se kao nepokrivene mrlje, dok hrapavost dodaje materijal kao nodule. Jame upućuju na kontaminaciju ili zarobljavanje zraka, dok nodule ukazuju na gustinu struje, temperaturu i ravnotežu posvjetljivača.
P: Koliko često treba analizirati kupku?
Praktični ciklus je svakodnevna provjera gustine struje, temperature, miješanja i stanja anode, sedmični testovi Hull ćelija s analizom klorida i izbjeljivača i mjesečni tretman ugljika s čišćenjem anodne vrećice.
P: Može li se tretman ugljika zakazati samo kalendarski?
Tretman ugljikom najbolje je pokrenuti rezultatima Hull ćelija i propusnošću površine ploča, a ne kalendarom, a fiksni mjesečni interval je samo konzervativna početna tačka za prometnu liniju.
