Penjelasan rinci tentang proses pelapisan PCB!

PCB adalah komponen yang sangat diperlukan dalam produk elektronik modern, menyediakan platform pemasangan untuk komponen elektronik dan memungkinkan sambungan listrik antar sirkuit. Untuk memastikan konduktivitas dan ketahanan korosi yang sangat baik, pelapisan listrik merupakan langkah penting dalam proses pembuatan PCB. Elektroplating tidak hanya meningkatkan konduktivitas permukaan PCB dan meningkatkan kemampuan solder, tetapi juga secara efektif melindungi PCB dari pengaruh lingkungan.

Pencelupan asam → Pelapisan tembaga papan-penuh → Pemindahan pola → Penghilang lemak → Pembilasan arus balik sekunder → Pengetsaan mikro → Pencelupan asam sekunder → Pelapisan → Pembilasan arus balik sekunder → Pencelupan asam → Pelapisan tembaga pola → Pembilasan arus balik sekunder → Pelapisan nikel → Bilas air sekunder → Pencelupan asam sitrat → Pelapisan emas → Daur ulang → 2-3 tahap pembilasan air murni → Pengeringan

Alur Proses Elektroplating PCB

I. Pencelupan Asam

1. Fungsi dan Tujuan

Menghilangkan oksida permukaan dan mengaktifkan permukaan papan. Konsentrasinya umumnya 5%, terkadang dipertahankan sekitar 10%. Penting untuk mencegah masuknya uap air ke dalam bak mandi, yang dapat menyebabkan kadar asam sulfat tidak stabil.

Waktu pencelupan asam tidak boleh terlalu lama untuk mencegah oksidasi permukaan.

Setelah beberapa waktu penggunaan, jika larutan asam menjadi keruh atau kandungan tembaga terlalu tinggi, larutan tersebut harus segera diganti untuk menghindari kontaminasi pada tangki pelapis tembaga dan permukaan papan.

Gunakan asam sulfat tingkat CP.

II. Pelapisan-Papan Tembaga Penuh

1. Fungsi dan Tujuan:

Melindungi lapisan tipis tembaga tanpa listrik yang baru diendapkan dari oksidasi dan serangan asam, dan mengurangi konsentrasinya ke tingkat tertentu melalui pelapisan listrik.

Parameter Proses untuk Pelapisan Tembaga-Papan Penuh: Bak mandi mengandung tembaga sulfat dan asam sulfat sebagai komponen utama. Formula tinggi-asam, rendah-tembaga digunakan untuk memastikan distribusi ketebalan yang seragam di seluruh papan dan kedalaman pelapisan yang dalam pada lubang yang dalam dan kecil.

Kandungan asam sulfat biasanya 180 g/L, ada pula yang mencapai 240 g/L.

Kandungan tembaga sulfat umumnya sekitar 75 g/L. Sejumlah kecil ion klorida ditambahkan ke dalam bak sebagai buffer. Bahan kilap tambahan dan bahan bronzing bekerja sama untuk menciptakan efek kilap.

Dosis zat bronzing atau volume awal umumnya 3-5 ml/L. Penambahan bahan bronzing umumnya didasarkan pada kiloampere-jam atau hasil produksi papan sebenarnya.

2. Arus untuk pelapisan listrik-papan penuh umumnya dihitung sebagai 2 desimeter A/sq dikalikan dengan luas pelapisan. Untuk pelapisan listrik-papan penuh, ini adalah panjang papan × lebar papan × 2 × 2 A/dm². Suhu rendaman tembaga dipertahankan pada suhu kamar, umumnya tidak melebihi 32 derajat, dan biasanya dikontrol pada 22 derajat. Oleh karena itu, di musim panas, karena suhu tinggi, disarankan untuk memasang sistem pendingin pada penangas tembaga.

3. Proses Pemeliharaan

Isi ulang semir tembaga setiap hari berdasarkan kiloampere-jam (kAH) dengan takaran 100-150 ml/kAH.

Periksa pompa filter untuk pengoperasian yang benar dan kebocoran.

Bersihkan batang konduktif katoda dengan kain bersih dan lembab setiap 2-3 jam.

Analisis kandungan tembaga sulfat (sekali seminggu), asam sulfat (sekali seminggu), dan ion klorida (dua kali seminggu) dalam tangki tembaga secara teratur. Sesuaikan konten polesan menggunakan uji sel efek Hall dan segera isi kembali bahan mentah yang relevan.

Bersihkan batang konduktif anoda setiap minggu. Hubungkan sambungan listrik di kedua ujung tangki, segera isi kembali bola tembaga anoda di keranjang titanium, dan lakukan elektrolisis pada arus rendah 0,2-0,5 ASD selama 6-8 jam.

Periksa tas keranjang titanium anoda setiap bulan dari kerusakan dan segera ganti yang ada.

Periksa juga bagian bawah keranjang titanium anoda untuk mengetahui adanya akumulasi slime anoda; jika ada, segera bersihkan.

Filter terus menerus dengan inti karbon selama 6-8 jam sambil melakukan elektrolisis arus rendah secara bersamaan untuk menghilangkan kotoran.

Setiap enam bulan atau lebih, tentukan apakah pengolahan besar (bubuk karbon aktif) diperlukan, tergantung pada tingkat kontaminasi cairan tangki.

Ganti elemen filter di pompa filter setiap dua minggu.

4. Prosedur Solusi Spesifik

Lepaskan anoda, kosongkan, dan bersihkan lapisan anodik pada permukaan anoda. Tempatkan di dalam tong yang berisi anoda tembaga. Bilas dengan air dan keringkan, lalu masukkan ke dalam keranjang titanium dan masukkan ke dalam tangki asam untuk digunakan nanti.

Rendam keranjang titanium anoda dan kantong anoda dalam larutan alkali 10% selama 6-8 jam. Bilas dan keringkan, lalu rendam dalam asam sulfat encer 5%. Bilas dan keringkan, lalu sisihkan.

Pindahkan larutan rendaman ke tangki cadangan, tambahkan 1-3 ml/L hidrogen peroksida 30%, dan mulai pemanasan. Saat suhu mencapai kurang lebih 65 derajat, aduk dengan udara. Pertahankan suhu selama 2-4 jam.

Matikan pengadukan udara dan larutkan perlahan bubuk karbon aktif ke dalam larutan penangas dengan kecepatan 3-5 g/L. Setelah larut, aduk dengan udara. Lanjutkan pemanasan. 2-4 jam;

Matikan agitasi udara, naikkan suhu, dan biarkan bubuk karbon aktif mengendap perlahan di dasar tangki.

Ketika suhu turun menjadi sekitar 40 derajat, saring cairan mandi melalui elemen filter PP 10µm dengan bubuk filter ke dalam tangki kerja yang bersih. Nyalakan agitasi udara, tambahkan anoda, dan gantung pelat elektrolit. Lakukan elektrolisis-arus rendah pada rapat arus 0,2-0,5 ASD selama 6-8 jam.

Setelah analisis laboratorium, sesuaikan kadar asam sulfat, tembaga sulfat, dan ion klorida dalam tangki hingga berada dalam kisaran pengoperasian normal. Tambahkan pencerah berdasarkan hasil uji sel Hall.

Setelah permukaan pelat elektrolitik memiliki warna yang seragam, hentikan elektrolisis dan lanjutkan perlakuan film elektrolitik pada rapat arus 1-1,5 ASD selama 1-2 jam hingga lapisan film fosfor hitam yang seragam, padat, dan melekat dengan baik terbentuk di anoda.

Uji pelapisan.

5. Bola tembaga anoda mengandung 0,3-0,6% fosfor. Tujuan utamanya adalah untuk mengurangi efisiensi pembubaran anoda dan mengurangi pembentukan bubuk tembaga.

6. Saat menambahkan bahan tambahan, seperti tembaga sulfat atau asam sulfat, lakukan elektrolisis-arus rendah setelah penambahan. Berhati-hatilah saat menambahkan asam sulfat. Jumlah besar (lebih dari 10 liter) harus ditambahkan perlahan dan dalam beberapa porsi. Jika tidak, suhu bak mandi akan menjadi terlalu panas, mempercepat penguraian fotokatalis dan mencemari bak mandi.

7. Perhatian khusus harus diberikan saat menambahkan ion klorida. Karena kandungan klorida yang sangat rendah (30-90 ppm), pengukuran yang akurat menggunakan gelas ukur atau gelas ukur sangat penting. 1 mL asam klorida mengandung sekitar 385 ppm ion klorida.

8. Rumus Perhitungan Penambahan Bahan Kimia:

Tembaga Sulfat (kg)=(75 - X) × Volume Tangki (L) / 1000

Asam Sulfat (L)=(10% - X) g/L × Volume Tangki (L)

Atau (L)=(180 - X) g/L × Volume Tangki (L) / 1840

Asam Hidroklorat (ml)=(60 - X) ppm × Volume Tangki (L) / 385

AKU AKU AKU. Penghilang Asam

1. Tujuan dan Fungsi: Menghilangkan oksida dan sisa film tinta serta perekat dari permukaan tembaga sirkuit, memastikan adhesi antara tembaga primer dan tembaga atau nikel berpola.

2. Ingatlah untuk menggunakan pembersih gemuk yang bersifat asam di sini. Karena tinta pola tidak tahan alkali-dan akan merusak sirkuit berpola, hanya pembersih asam yang boleh digunakan sebelum pelapisan listrik pola.

3. Selama produksi, hanya konsentrasi degreaser dan waktu perawatan yang perlu dikontrol. Konsentrasi degreaser harus sekitar 10%, dan waktu perawatan harus dalam waktu 6 menit. Waktu pengobatan yang lebih lama tidak akan menimbulkan efek buruk. Larutan rendaman juga harus digunakan dan diganti dengan laju 15 m2/L larutan kerja, dengan penambahan 0,5-0,8 L per 100 m2 larutan.

IV. mikroetsa

1. Tujuan dan Fungsi: Membersihkan dan menghaluskan permukaan tembaga pada sirkuit, memastikan daya rekat antara pola tembaga berlapis dan tembaga primer.

2. Natrium persulfat sering digunakan sebagai mikroetsan, yang menawarkan tingkat kekasaran yang stabil dan seragam serta kemampuan mencuci air yang baik. Konsentrasi natrium persulfat umumnya dikontrol sekitar 60 g/L, waktu perawatan sekitar 20 detik, dan jumlah bahan kimia yang ditambahkan adalah 3-4 kg per 100 m2. Kandungan tembaga harus dikontrol pada 20 g/L. Perawatan dan penggantian tangki lainnya sama seperti pada microetching tembaga.

5. Mencelupkan Asam

1. Tujuan dan Fungsi: Menghilangkan oksida dari permukaan papan dan mengaktifkan permukaan papan. Konsentrasinya umumnya 5%, terkadang dipertahankan sekitar 10%. Penting untuk mencegah masuknya uap air ke dalam bak mandi, yang dapat menyebabkan kandungan asam sulfat tidak stabil.

2. Hindari pencelupan asam dalam waktu lama untuk mencegah oksidasi permukaan papan. Jika larutan asam menjadi keruh atau kandungan tembaga terlalu tinggi setelah beberapa waktu digunakan, larutan tersebut harus segera diganti untuk menghindari kontaminasi pada tangki pelapis tembaga dan permukaan papan.

3. Asam sulfat tingkat CP harus digunakan.

6. Pola Pelapisan Tembaga

1. Tujuan dan Fungsi: Untuk memenuhi beban arus pengenal setiap rangkaian, setiap rangkaian dan lapisan pelapisan tembaga lubang harus mencapai ketebalan tertentu setelah pelapisan. Tujuan dari pelapisan tembaga rangkaian adalah untuk segera mengentalkan lubang tembaga dan tembaga rangkaian hingga ketebalan tertentu.

2. Semua langkah lainnya sama dengan-pelapisan listrik papan penuh.

VII. Timah Elektroplating

1. Tujuan dan Fungsi: Tujuan dari pola pelapisan timah murni adalah dengan menggunakan timah murni sebagai penahan logam untuk melindungi sirkuit dari penggoresan.

2. Bak mandi ini terutama terdiri dari stannous sulfate, asam sulfat, dan bahan tambahan. Kandungan stannous sulfate dikontrol pada sekitar 35 g/L, dan kandungan asam sulfat dikontrol pada sekitar 10%. Aditif pelapis timah umumnya ditambahkan berdasarkan kiloampere-jam atau hasil produksi papan sebenarnya. Arus pelapisan listrik umumnya dihitung sebagai 1,5 amp/desimeter persegi dikalikan dengan luas pelapisan papan. Suhu penangas timah dijaga pada suhu kamar, umumnya tidak melebihi 30 derajat Celcius dan biasanya dikontrol pada 22 derajat Celcius. Oleh karena itu, di musim panas, karena suhu tinggi, disarankan agar penangas timah dilengkapi dengan sistem pendingin dan pengatur suhu.

3. Proses Pemeliharaan

Mengisi kembali bahan tambahan pelapis timah setiap hari berdasarkan kiloampere-jam (kAH). Periksa pompa filter untuk pengoperasian yang benar dan kebocoran. Bersihkan batang konduktif katoda dengan kain bersih dan lembab setiap 2-3 jam.

Analisis tangki timah untuk mengetahui keberadaan stannous sulfate (seminggu sekali) dan asam sulfat (seminggu sekali) setiap minggu. Sesuaikan kandungan aditif pelapis timah melalui uji sel Hall dan segera isi kembali bahan mentah yang relevan.

Bersihkan batang konduktif anoda dan konektor listrik di kedua ujung tangki setiap minggu.

Lakukan elektrolisis dengan arus rendah 0,2-0,5 ASD selama 6-8 jam setiap minggu.

Periksa kantong anoda setiap bulan dari kerusakan dan segera ganti barang yang rusak. Periksa bagian bawah kantong apakah ada slime anoda dan segera bersihkan.

Gunakan inti karbon untuk filtrasi terus menerus selama 6-8 jam setiap bulan, lakukan elektrolisis arus rendah secara bersamaan untuk menghilangkan kotoran.

Setiap enam bulan, tentukan apakah pengolahan besar (bubuk karbon aktif) diperlukan berdasarkan kontaminasi larutan tangki.

Ganti elemen filter pompa filter setiap dua minggu.

4. Prosedur Solusi Spesifik

Lepaskan anoda dan kantong anoda. Bersihkan permukaan anoda dengan sikat tembaga, bilas dengan air, dan bilas kering. Tempatkan kantong anoda dalam tangki asam untuk digunakan nanti.

Rendam kantong anoda dalam larutan alkali 10% selama 6-8 jam, bilas dengan air, lalu rendam dalam asam sulfat encer 5%. Bilas dengan air, bilas hingga kering, sisihkan.

Pindahkan larutan rendaman ke tangki cadangan dan larutkan bubuk karbon aktif secara perlahan dengan laju 3-5 g/L. Setelah benar-benar larut, biarkan teradsorpsi selama 4-6 jam. Saring larutan rendaman menggunakan elemen filter PP 10µm dengan bubuk bantuan filter ke dalam tangki kerja yang bersih. Tempatkan anoda di tangki kerja dan pasang pelat elektrolitik. Lakukan elektrolisis arus rendah pada rapat arus 0,2-0,5 ASD selama 6-8 jam.

Setelah analisis, sesuaikan kadar asam sulfat dan stannous sulfat dalam tangki hingga berada dalam kisaran pengoperasian normal. Tambahkan bahan tambahan tinning berdasarkan hasil uji sel Hall.

Setelah permukaan pelat elektrolitik memiliki warna yang seragam, hentikan elektrolisis.

Uji pelapisan.

5. Saat menambahkan obat tambahan, seperti stannous sulfate atau asam sulfat, elektrolisis-arus rendah harus dilakukan setelah penambahan. Tindakan pencegahan keamanan harus dilakukan saat menambahkan asam sulfat. Jumlah besar (lebih dari 10 liter) harus ditambahkan secara perlahan dan dalam beberapa porsi. Jika tidak, suhu bak mandi akan menjadi terlalu panas, oksidasi stannous sulfat akan terjadi, dan penuaan bak mandi akan semakin cepat.

6. Rumus Perhitungan Penambahan Obat :

Stannous sulfate (kg)=(40 - X) × volume rendaman (liter) / 1000

Asam sulfat (liter)=(10% - X) g/L × volume rendaman (liter)

Atau (liter)=(180 - X) g/L × volume rendaman (liter) / 1840

VIII. Elektroplating Emas

Elektroplating emas dibagi menjadi proses emas keras (paduan emas) dan emas air (emas murni). Komposisi rendaman pelapisan emas keras dan emas lunak pada dasarnya sama, hanya saja rendaman emas keras mengandung unsur jejak seperti nikel, kobalt, atau besi.

1. Tujuan dan Fungsi: Emas, sebagai logam mulia, memiliki kemampuan solder yang sangat baik, ketahanan oksidasi, ketahanan korosi, ketahanan kontak yang rendah, dan ketahanan aus paduan yang sangat baik.

2. Saat ini, metode utama pelapisan emas pada papan sirkuit adalah rendaman emas asam sitrat, yang banyak digunakan karena perawatannya yang sederhana dan kemudahan pengoperasiannya.

3. Kandungan emas dalam air harus dikontrol sekitar 1 g/L, pH sekitar 4,5, suhu 35 derajat, berat jenis sekitar 14 derajat B, dan rapat arus sekitar 1 ASD.

4. Aditif utama meliputi garam asam dan basa untuk penyesuaian pH, garam konduktif untuk penyesuaian berat jenis, aditif pelapisan emas, dan garam emas.

5. Untuk melindungi penangas emas, penangas asam sitrat harus ditambahkan sebelum penangasan untuk secara efektif mengurangi kontaminasi dan menjaga stabilitasnya.

6. Setelah pelapisan listrik, pelat emas harus dibilas dengan air murni sebagai bilasan air daur ulang. Ini juga dapat digunakan untuk mengisi kembali tingkat penguapan rendaman emas. Setelah pembilasan air daur ulang, pembilasan air murni sekunder dengan arus berlawanan harus dilakukan. Segera setelah dibilas, pelat emas harus ditempatkan dalam larutan alkali 10 g/L untuk mencegah oksidasi.

7. Wadah emas harus menggunakan jaring titanium-yang dilapisi platinum sebagai anoda. Baja tahan karat 316 tipikal mudah larut, menyebabkan kontaminasi logam dari nikel, besi, dan kromium, yang menyebabkan cacat seperti pemutihan, delaminasi pelapisan, dan menghitamnya lapisan emas.

8. Kontaminasi organik dalam penangas emas harus terus disaring dengan inti karbon, dan aditif pelapisan emas dalam jumlah yang sesuai harus ditambahkan.

IX. Pelapisan Nikel

1. Tujuan dan Fungsi: Lapisan nikel berfungsi sebagai penghalang antara lapisan tembaga dan emas, mencegah difusi silang antara lapisan emas dan tembaga, yang dapat mempengaruhi kemampuan solder dan masa pakai papan. Selain itu, lapisan nikel juga secara signifikan meningkatkan kekuatan mekanik lapisan emas sebagai primer.

2. Parameter Proses untuk Pelapisan Tembaga-Panel Penuh

Aditif pelapisan nikel umumnya ditambahkan berdasarkan kiloampere-jam (kAH) atau berdasarkan hasil produksi sebenarnya. Laju penambahannya kira-kira 200 ml/kAH.

Arus untuk pelapisan nikel pola umumnya dihitung dengan mengalikan 2 A/dm² dengan luas pelapisan papan.

Suhu penangas nikel dipertahankan antara 40 dan 55 derajat, biasanya sekitar 50 derajat. Oleh karena itu, sistem pemanas dan pengatur suhu harus dipasang.

3. Proses Pemeliharaan

Aditif pelapis nikel harus ditambahkan setiap hari berdasarkan kAH.

Periksa pompa filter untuk pengoperasian yang benar dan kebocoran.

Bersihkan batang konduktif katoda dengan kain bersih dan lembab setiap 2-3 jam.

Analisis kandungan nikel sulfat (nikel sulfamat) (sekali seminggu), nikel klorida (sekali seminggu), dan asam borat (sekali seminggu) dalam penangas tembaga secara teratur. Sesuaikan kandungan aditif pelapis nikel melalui uji sel efek Hall dan isi kembali bahan mentah yang relevan.

Bersihkan batang konduktif anoda dan mandikan setiap minggu. Hubungkan konektor listrik di kedua ujungnya, segera isi ulang nikel anoda dalam keranjang titanium, dan lakukan elektrolisis pada arus rendah 0,2-0,5 ASD selama 6-8 jam.

Setiap bulan, periksa tas keranjang titanium anoda dari kerusakan dan segera ganti. Periksa juga bagian bawah keranjang titanium anoda untuk mengetahui adanya akumulasi slime anoda dan segera bersihkan.

Filter terus menerus dengan inti karbon selama 6-8 jam sambil melakukan elektrolisis arus rendah untuk menghilangkan kotoran.

Setiap enam bulan atau lebih, tentukan apakah pengolahan besar (bubuk karbon aktif) diperlukan berdasarkan tingkat kontaminasi dalam larutan rendaman.

Ganti elemen filter di pompa filter setiap dua minggu.

4. Prosedur Solusi Spesifik

Lepas anoda, tuang anoda, bersihkan, dan masukkan ke dalam ember berisi tanduk nikel. Bilas tanduk nikel dengan etsa mikro-untuk membuat permukaan menjadi kasar hingga warnanya menjadi merah muda merata. Bilas dengan air dan keringkan, lalu masukkan ke dalam keranjang titanium dan masukkan ke dalam tangki asam untuk digunakan nanti.

Rendam keranjang titanium anoda dan kantong anoda dalam larutan alkali 10% selama 6-8 jam. Bilas dengan air dan bilas hingga kering. Kemudian rendam dalam asam sulfat encer 5% lalu bilas dengan air dan keringkan. Menyisihkan.

Pindahkan larutan rendaman ke tangki cadangan, tambahkan 1-3 ml/L hidrogen peroksida 30%, dan mulai pemanasan. Ketika suhu mencapai kira-kira 65 derajat, mulailah mengaduk dengan udara. Pertahankan suhu dan aduk selama 2-4 jam.

Matikan agitasi. Aduk dan larutkan perlahan bubuk karbon aktif ke dalam bak mandi dengan kecepatan 3-5 g/L. Setelah larut sempurna, aduk dengan udara, dan pertahankan suhu selama 2-4 jam.

Matikan udara dan aduk, lalu panaskan penangas agar bubuk karbon aktif mengendap perlahan di dasar penangas.

Ketika suhu turun hingga kira-kira 40 derajat, saring cairan penangas melalui elemen filter PP 10µm dengan bubuk bantuan filter ke dalam tangki kerja yang bersih. Aduk dengan udara, tambahkan anoda, pasang pelat elektrolit, dan lakukan elektrolisis arus rendah pada rapat arus 0,2-0,5 ASD selama 6-8 jam.

Setelah analisis, sesuaikan kadar nikel sulfat atau nikel sulfamat, nikel klorida, dan asam borat dalam wadah hingga berada dalam kisaran pengoperasian normal.

Tambahkan bahan aditif pelapis nikel berdasarkan hasil percobaan sel Hall.

Setelah permukaan pelat elektrolitik memiliki warna yang seragam, hentikan elektrolisis dan lanjutkan elektrolisis pada rapat arus 1-1,5 ASD selama 10-20 menit untuk mengaktifkan anoda.

Uji pelapisan.

5. Saat menambahkan bahan tambahan, jika menambahkan dalam jumlah besar seperti nikel sulfat, nikel sulfamat, atau nikel klorida, lakukan elektrolisis-arus rendah setelah penambahan. Saat menambahkan asam borat, masukkan jumlah tambahan ke dalam kantong anoda bersih dan gantung di tangki nikel; jangan menambahkannya langsung ke tangki.

6. Setelah pelapisan nikel, disarankan untuk menambahkan air daur ulang untuk membilas. Nyalakan tangki dengan air murni untuk mengisi kembali tingkat cairan di tangki nikel yang menguap karena pemanasan. Ikuti pembilasan air daur ulang dengan pembilasan sekunder yang berlawanan arah.

7. Rumus Perhitungan Penambahan Obat

Nikel Sulfat (kg)=(280 - X) × Volume Tangki (L) / 1000

Nikel Klorida (kg)=(45 - X) × Volume Tangki (L) / 1000

Asam Borat (kg)=(45 - X) × Volume Tangki (L) / 1000