Jako ważny materiał podstawowy, optymalizacja wydajnościgruba miedziana płytka drukowanastaje się coraz bardziej istotne. Coraz większą uwagę zwraca się na proces srebrzenia, jako technologię, która może znacznie poprawić wydajność grubych miedzianych płytek drukowanych.
1, Podstawowe zasady procesu srebrzenia
Proces srebrzenia opiera się głównie na zasadzie elektrolizy. W ogniwie elektrolitycznym jako katodę stosuje się grubą miedzianą płytkę drukowaną, a jako anodę srebrną płytkę drukowaną, podczas gdy przygotowywany jest elektrolit zawierający jony srebra. Po włączeniu zasilania, pod wpływem pola elektrycznego, jony srebra w elektrolicie będą przemieszczać się w kierunku katody i pozyskiwać elektrony na powierzchni grubej miedzianej płytki drukowanej, które zostaną zredukowane do metalicznego srebra i osadzone, tworząc stopniowo warstwę srebrzenia. Podczas tego procesu srebrna płytka drukowana na anodzie będzie się w sposób ciągły rozpuszczać, uzupełniając jony srebra w elektrolicie, aby utrzymać ciągłość procesu posrebrzania.
2, Przebieg procesu srebrzenia na grubej miedzianej płytce drukowanej
(1) Wstępna obróbka powierzchni
Odtłuszczanie i czyszczenie: Podczas obróbki i przechowywania grubych miedzianych płytek drukowanych powierzchnia jest nieuchronnie zanieczyszczona zanieczyszczeniami, takimi jak tłuszcz i brud. Jeśli te zanieczyszczenia nie zostaną usunięte, poważnie wpłyną one na siłę wiązania pomiędzy warstwą srebrzenia a grubą miedzianą płytką drukowaną. Dlatego pierwszym krokiem jest wykonanie czyszczenia odtłuszczającego, które można przeprowadzić przy użyciu rozpuszczalników organicznych lub alkalicznych środków odtłuszczających. Rozpuszczalniki organiczne mogą skutecznie rozpuszczać oleje i tłuszcze, natomiast alkaliczne odtłuszczacze usuwają oleje i tłuszcze w wyniku reakcji zmydlania, dzięki czemu powierzchnia grubych miedzianych płytek drukowanych jest czysta.
Aktywacja mycia kwasem: Po odtłuszczeniu i oczyszczeniu na powierzchni grubej miedzianej płytki drukowanej może nadal znajdować się warstwa tlenku. Warstwa tlenku będzie utrudniać osadzanie się jonów srebra na powierzchni miedzianej płytki drukowanej, zmniejszając przyczepność warstwy srebrzenia. Poprzez aktywację płukania kwasem, namoczenie grubych miedzianych płytek drukowanych w rozcieńczonym kwasie siarkowym lub kwasie solnym może usunąć wierzchnią warstwę tlenku i aktywować miedzianą powierzchnię płytki drukowanej, tworząc korzystne warunki do późniejszego srebrzenia.
(2) Proces posrebrzania
Przygotowanie elektrolitu: Powszechnie stosowanym elektrolitem do srebrzenia jest roztwór cyjanku srebra, który składa się głównie z cyjanku potasu, cyjanku srebra i odpowiednich dodatków. Cyjanek potasu, jako czynnik chelatujący, może tworzyć stabilne kompleksy z jonami srebra, kontrolując szybkość uwalniania jonów srebra i zapewniając jakość warstwy srebrzenia. Dodatki służą poprawie wyglądu, twardości i innych właściwości warstw srebrzenia. Jednakże, ze względu na toksyczność cyjanku, w ostatnich latach szeroko badano i stosowano również bezcyjankowe roztwory do posrebrzania. Roztwór do posrebrzania niezawierający cyjanku zwykle jako źródło srebra wykorzystuje azotan srebra w połączeniu z organicznymi środkami chelatującymi i innymi składnikami, aby zapewnić efekt posrebrzania, jednocześnie zmniejszając szkody dla środowiska i operatorów.
Kontrola stanu galwanizacji:
Gęstość prądu: Gęstość prądu jest jednym z kluczowych parametrów wpływających na jakość srebrzenia. Ogólnie rzecz biorąc, odpowiedni zakres gęstości prądu dla srebrzenia grubych miedzianych płytek drukowanych mieści się w przedziale 0,1-2A/dm². Jeśli gęstość prądu jest zbyt niska, prędkość posrebrzania będzie niska, a wydajność produkcji będzie niska; Jeśli gęstość prądu jest zbyt duża, może to spowodować szorstką krystalizację warstwy srebrzenia, a nawet doprowadzić do zjawiska spalania.
Temperatura: Temperatura podczas procesu posrebrzania jest zazwyczaj kontrolowana na poziomie 20-30 stopni C (układ cyjankowy) lub 50-60 stopni C (układ bezcyjankowy). Temperatura ma istotny wpływ na przewodność roztworu do srebrzenia, szybkość dyfuzji jonów srebra i proces krystalizacji warstwy srebrzenia. Odpowiednia temperatura może zapewnić, że warstwa srebrzenia będzie jednolita i gęsta.
Wartość PH: Wartość pH roztworu do srebrzenia również musi być ściśle kontrolowana, zwykle w zakresie 8-10 (w zależności od rodzaju elektrolitu). Zmiana wartości pH może wpływać na postać jonów srebra i równowagę różnych reakcji chemicznych w roztworze galwanicznym, wpływając w ten sposób na jakość warstwy posrebrzanej.
(3) Przetwarzanie końcowe
Mycie: Po zakończeniu srebrzenia na powierzchni grubej miedzianej płytki drukowanej pozostanie resztkowy roztwór galwaniczny. Jeśli te roztwory galwaniczne nie zostaną dokładnie wyczyszczone, nie tylko będą miały wpływ na wygląd grubych miedzianych płytek drukowanych, ale mogą również mieć niekorzystny wpływ na późniejsze użytkowanie. Dlatego konieczne jest wielokrotne przemycie grubej miedzianej płytki drukowanej wodą dejonizowaną, aby upewnić się, że na powierzchni nie pozostały żadne resztki roztworu powlekającego.
Suszenie: Umytą, grubą miedzianą płytkę drukowaną należy wysuszyć, aby usunąć wilgoć z powierzchni i zapobiec rdzewieniu. Ogólnie rzecz biorąc, suszenie gorącym powietrzem stosuje się do umieszczania grubych miedzianych płytek drukowanych w środowisku gorącego powietrza o określonej temperaturze w celu szybkiego odparowania wilgoci.
Obróbka pasywacyjna (opcjonalnie): W celu dalszego zwiększenia odporności warstwy srebrzenia na utlenianie, czasami pasywuje się grube miedziane płytki drukowane. Zanurzając grubą miedzianą płytkę drukowaną w roztworze zawierającym specjalny środek pasywujący, na jej powierzchni tworzy się gęsty film pasywacyjny, poprawiając w ten sposób odporność na korozję i stabilność warstwy srebrzenia.
3, Zalety procesu posrebrzania na grubej miedzianej płytce drukowanej
(1) Znacząco poprawia przewodność
Srebro ma wyjątkowo niską oporność elektryczną i plasuje się w czołówce pod względem przewodności wśród wszystkich metali. Po posrebrzeniu powierzchni grubych miedzianych płytek drukowanych może znacznie zmniejszyć opór i poprawić wydajność transmisji prądu. W obwodach-wysokiej częstotliwości prędkość transmisji sygnału jest duża, częstotliwość wysoka, a przewodność przewodów jest niezwykle wymagająca. Po posrebrzeniu grubych miedzianych płytek drukowanych może skutecznie zmniejszyć straty i zniekształcenia podczas transmisji sygnału, zapewnić stabilną i szybką transmisję sygnału oraz zaspokoić potrzeby urządzeń elektronicznych wysokiej-częstotliwości.
(2) Zwiększa zdolność przeciwutleniającą
Miedź ma skłonność do reagowania z tlenem z powietrza, tworząc tlenek miedzi, który może powodować odbarwienia powierzchni w wyniku utleniania, a także wpływać na jej przewodność. Właściwości chemiczne srebra są stosunkowo stabilne, a warstwa posrebrzania może tworzyć warstwę ochronną na powierzchni grubych miedzianych płytek drukowanych, blokując kontakt tlenu z miedzią, skutecznie opóźniając proces utleniania miedzi, wydłużając żywotność grubych miedzianych płytek drukowanych oraz utrzymując ich dobrą przewodność i jakość wyglądu.
(3) Popraw spawalność
W procesie montażu elektroniki spawanie jest ważnym sposobem łączenia różnych elementów elektronicznych. Po posrebrzeniu grubej miedzianej płytki drukowanej warstwa srebra na jej powierzchni ma dobrą spawalność i może lepiej integrować się z lutem, tworząc mocne złącze spawalnicze. To nie tylko poprawia jakość i niezawodność spawania, ale także zmniejsza liczbę defektów podczas procesu spawania i poprawia wydajność produkcji.
(4) Zwiększ atrakcyjność dekoracyjną
Warstwa srebrzenia ma jasny, metaliczny połysk, dzięki czemu grube miedziane płytki drukowane mają doskonałą wydajność, a jednocześnie spełniają określone potrzeby dekoracyjne. W przypadku niektórych produktów elektronicznych lub rzemiosła, które mają wysokie wymagania dotyczące wyglądu, srebrzenie grubych miedzianych płytek drukowanych może poprawić ogólne piękno i fakturę produktu.
4, Wyzwania i rozwiązania stojące przed procesem posrebrzania grubych miedzianych płytek drukowanych
(1) Problem zanieczyszczenia cyjankiem
Chociaż tradycyjny proces posrebrzania cyjankiem ma zalety dobrej stabilności roztworu powlekającego i wysokiej jakości warstwy posrebrzanej, cyjanek jest wysoce toksyczny i stwarza poważne zagrożenie dla środowiska i zdrowia operatorów. Aby rozwiązać ten problem, należy pilnie opracować i promować technologię posrebrzania bezcyjankowego. Obecnie w procesie posrebrzania bezcyjankowego poczyniono pewne postępy, takie jak stopniowa dojrzałość systemów posrebrzania bezcyjankowego przy użyciu tiosiarczanów, siarczynów i innych środków chelatujących. Te wolne od cyjanku procesy srebrzenia nie tylko zapewniają efekt srebrzenia, ale także znacznie zmniejszają szkody dla środowiska, co spełnia wymogi zrównoważonego rozwoju.
(2) Kontrola jednolitości grubości srebrzenia
W przypadku grubych miedzianych płytek drukowanych nie jest łatwo zapewnić jednolitą grubość warstwy srebrzenia podczas procesu srebrzenia ze względu na ich dużą powierzchnię. Nierównomierny rozkład roztworu galwanicznego i różnice w gęstości prądu mogą prowadzić do nierównej grubości warstwy srebrzenia. Aby rozwiązać ten problem, można podjąć takie środki, jak racjonalne projektowanie struktury ogniwa elektrolitycznego, optymalizacja układu elektrod i wzmocnienie mieszania roztworu galwanicznego. Dzięki rozsądnemu projektowaniu ogniwa elektrolitycznego roztwór galwaniczny można równomiernie rozprowadzić na grubej miedzianej płytce drukowanej; Zoptymalizuj rozmieszczenie elektrod, aby zapewnić równomierne przyłożenie prądu do powierzchni grubej miedzianej płytki drukowanej; Wzmocnienie mieszania roztworu powlekającego może sprzyjać dyfuzji jonów srebra i poprawiać jednolitość grubości warstwy posrebrzanej.
(3) Problem przyczepności warstwy srebrzenia
Przyczepność pomiędzy warstwą srebrzenia a grubą miedzianą płytką drukowaną jest bezpośrednio związana z żywotnością i stabilnością działania warstwy srebrzenia. Jeśli przyczepność jest niewystarczająca, warstwa srebrzenia jest podatna na łuszczenie się, odwarstwianie i inne zjawiska podczas użytkowania. W celu poprawy przyczepności warstwy srebrzenia, oprócz wstępnej obróbki powierzchni, można to osiągnąć również poprzez dostosowanie parametrów procesu srebrzenia i dodanie specjalnych promotorów przyczepności. Na przykład przeprowadzenie odpowiedniej obróbki wstępnej przed posrebrzaniem, najpierw nałożenie na powierzchnię grubej miedzianej płytki drukowanej warstwy przejściowej o dobrej przyczepności zarówno do miedzi, jak i srebra, takiej jak warstwa niklu, może skutecznie zwiększyć przyczepność pomiędzy warstwą posrebrzania a grubą miedzianą płytką drukowaną.