El uso de ánodos insolubles en el revestimiento de cobre ácido

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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 vía ciega). El uso de insolubles (malla de titanio recubierta de óxido metálico mixto o recubierta de 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 revestimiento de cobre ácido vertical sigue siendo una forma muy común de recubrir PCB. Para obtener mejores resultados, el equipo debe optimizarse con la rectificación y conectividad adecuadas. El electrolito y los aditivos utilizados, junto con la densidad de corriente del revestimiento, desempeñan un papel en la distribución del espesor del cobre en el panel chapado. Los ánodos tienen un impacto directo en la distribución del espesor del cobre. La forma, el tamaño y la ubicación del ánodo desempeñan un papel fundamental en la distribución del espesor del cobre recubierto en el revestimiento vertical de paneles en un tanque. El tanque de revestimiento vertical es un desafío a su manera, a diferencia del revestimiento con transportador horizontal, donde todos los paneles están expuestos al conjunto idéntico de ánodos, a medida que 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 nuevo 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 anódica, esta película (óxido de cobre) desprenderá el cobre anódico y, si no se atiende, creará nódulos en la superficie del panel chapado. Para evitar que el óxido de cobre disuelto, denominado lodo, contamine el baño, los ánodos se empaquetan en bolsas. Las bolsas deben reemplazarse durante el mantenimiento del ánodo.

En los tanques de revestimiento vertical, los paneles se recubren en diferentes celdas y en varias ubicaciones 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 con respecto al 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 ubicación adecuada con respecto a la ventana catódica de las cestas o losas de ánodo tiene un impacto directo en la distribución del espesor del cobre. En el caso del revestimiento de paneles, el espesor del cobre siempre será mayor hacia los bordes que hacia el centro del panel. Los bordes exteriores superior, inferior, izquierdo y derecho de 2 a 3 pulgadas exhibirán un grosor mucho mayor en comparación con el área interior. El espesor aumenta a medida que el lugar de medición se aleja del centro. El aumento podría ser >50%; Por ejemplo, el área alejada de los bordes podría tener un promedio de 1,0 mil. Y a medida que avanza hacia las 2 a 3 pulgadas exteriores del borde, el grosor aumentará gradualmente hasta 1,5 a 2,0 mils 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. Unir los bordes verticales (de los paneles) entre sí elimina el espesor adicional a lo largo de los bordes verticales, lo que prácticamente convierte al cátodo en un panel grande en el que solo los bordes exteriores extremos necesitan atención especial. La forma más sencilla de reducir el exceso de revestimiento en los bordes verticales exteriores es meter los ánodos dentro de la ventana del cátodo entre 3 y 4 pulgadas. Esto deja el borde horizontal superior recubierto con cobre más grueso. El remedio aquí es mucho más sencillo. Coloque los paneles a 1 pulgada del nivel de la solución. Esto cortará las líneas de fundente que provocarían un revestimiento excesivo en el borde superior del panel (Figura 2).

Figura 2: Ubicación ideal del ánodo.

Los ánodos que están excesivamente cortos de la parte inferior del panel favorecerán la parte superior del panel y menos placa en la parte inferior (Figura 3). Si el ánodo es demasiado largo, excediendo la longitud del panel; esto favorecerá el revestimiento 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 colocación de los ánodos juega un papel muy importante en la distribución del espesor del cobre en la superficie. Si se mantiene adecuadamente, esta configuración del ánodo en relación con el cátodo (paneles) producirá una distribución del espesor del cobre buena y consistente.