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  电镀过程中电流通过时,阳极自身不溶解只发生氧化反应的阳极,统称为不溶性阳极。电镀中不溶性阳极的材料有铅、碳、铂、石墨、镍、不锈钢、钛底镀铂、镀铱钽、镀钌铱、铑等。

  线路板行业应用不溶性阳极的场景主要有电镀铜,电镀金,电镀银还有环保处理氨氮及COD等。线路板目前应用最广泛的HDI板镀铜不溶性铱鉭阳极对光剂耗用量有较高的要求,电镀光剂在电镀过程中的稳定对电镀品质有至关重要的影响。

  不溶性阳极在整个电镀过程中起到阳极导电作用,析出氧气或者氧化金属离子。线路板用不溶性阳极对槽液的影响主要有两个,第一阳极表面析氧同时会造成电镀光剂的额外损耗,在阳极催化涂层表面上发生的是一个直接的氧化反应,其主要反应是槽液中的氢氧根被贵金属催化涂层催化以较低的电位失去一个电子变成氧气,同时槽液中的有机物也有机会在阳极上放电被氧化,阳极制作的步骤中的要点就是控制析氧电位,不要让槽液中的有机物有机会直接在阳极上放电被氧化。第二影响槽液的溶氧量。阳极表面产生的氧气需要尽快的脱离阳极跑出槽液,减少其在槽液中的停留时间。(脉冲含铁离子的反应机理不同,析出非常少的氧气)。

  01阳极电流不受限制,可以突破阳极铜球4.2asd(电流密度过高阳极膜易脱落钝化)电流密度瓶颈,提高产速,提高产能,尤其对于FPC产线,RTR的连续生产,已经有全厂都是不溶性阳极。

  02在电镀过程中,阳极发生氧化反应从氢氧根上获得电子产生氧气,没有阳极泥,只放出氧气能使电镀液中的金属离子浓度分布保持在一个稳定水平;(在解决脉冲对阳极寿命产生影响后,对于脉冲生产线有很大的好处,可以明显提高产品品质,减少保养成本,提升产品稼动率)。

  03阳极的尺寸稳定,在电镀过程中阳极面积不发生明显的变化,一次电流密度分布可以认为是恒定状态对于改善电流密度分布有极大好处,尤其对于HDI细密线路,填孔,脉冲有较大帮助。

  我们在线路板电镀中常用的不溶性阳极与普通的不溶性阳极差别在于有机物的损耗。此取决与贵金属涂层即催化层的成分及结构。

  在生产制作的步骤中需要确保两个方面,一,保证有很牢固的结合力,指涂层与钛基板的结合力。二,保证涂层的贵金属转化成有效催化剂的转化率。

  在第一个方面保证结合力需要:1.清洁干净的表面;2.合适的表面粗糙度;3.催化层的结晶结构与底层结晶结构相似(金红石结构)根据相似相溶的原理,形成铆合的结构可以极大增强结合力。

  第二方面涂层贵金属的转化率,这个需要在配方及生产的基本工艺上做大量的实测数据,找出最佳的配方及生产工艺。

  经过以上几个大的步骤,严格按生产品质管控,生产高性能低成本的阳极,为客户提供高品质保障的阳极。

  从使用者实际的需求出发,当镀铜制程从磷铜球切换成钛阳极以后,首要的需求就能切实稳定地提升电镀均匀性,并由此带来品质的提升;其次要求钛阳极品质稳定,能达到预期的常规使用的寿命以及在此期间稳定的添加剂消耗量水准,以保证运行成本可控。因此,概括来说,主要的要求有以下几点:优良的电镀均匀性、稳定的常规使用的寿命、可控的添加剂消耗量水准。

  对于阳极制造商而言,如何将客户的真实需求转化为内部对于产品设计的要求,这是阳极制造商最需要研究并给予相应支持的地方。钛阳极结构主要由两部分所组成:钛基材和涂层。针对具体实际的要求分解开来,电镀均匀性要求主要是由钛基材的机械设计决定的,而另外两个要求则与涂层的设计密切关联。

  钛阳极主要的机械设计由于需要与设备匹配,主要工作是由设备商完成的。面对如何优化钛阳极放电均匀性的设计问题,阳极制造商应当给予相应的建议和支持,主要可以从以下几个方面来考虑。

  钛阳极放电均匀性设计,第一步是要关注的点就是钛材的电阻率问题。纯钛的电阻率约为0.47μΩ·m,接近于同等条件下纯铜的30倍。使用磷铜球时,阳极电流通过整个钛篮引入,阳极内部是通过铜球进行传导阻值基本能忽略不计。而使用钛阳极的话,由于钛材的导电性相对较差,尤其是当钛阳极工作在较高电流密度下,电流通过阳极上部传导到下部时,本身钛材的电阻会导致电压从上到下存在明显降低。这样会导致在钛阳极最下部,放电电流密度会明显低于钛阳极最上部。

  在进行阳极设计时,首要考虑的是如何减少由于钛材的长距离传导导致电压降问题。主要能够最终靠以下两个方面来来优化:①降低传导电阻率,使用更宽更厚的钛材进行电流传导,或者使用钛铜复合材料来辅助电流传导;②分散电流传导点,在阳极表面设置多个电流传导点,避免传输距离过长。

  目前钛阳极的设计中,阳极基材类型的选用基本有两种:一种是钛板,另一种是钛网。

  钛网是由钛板进行冲切拉伸而成,其主要优点有是钛网只能做双面涂覆,即使是不面对产品的背面,由于网状材料是镂空的结构,背面涂层也可以参与放电,因此整个网状阳极的有效放电面积比钛板要大,这样做才能够降低实际阳极工作条件的电流密度。网状阳极往往机械强度更差,而且对比板状阳极,电阻率也更高。针对以上问题,设计合适的框架并优化焊点位置,能改善钛网阳极的平整性和放电均匀性问题。

  使用板状阳极最大的优点是,板状阳极的基材是可以重复利用的。在阳极涂层失效以后,可以对残余涂层剥离,并对基材表明上进行彻底清洁后,能重新涂覆涂层,这样今后在阳极的应用中,可以某些特定的程度上节省经常使用的成本(虽然一次性投入会稍大些)。另一方面,板状阳极基材厚度通常选择2mm和3mm,而网状阳极一般适合由1mm钛板拉制而成(中间镂空),因此板状阳极的导电性要好于网状阳极。同时,板状阳极相对机械强度要比网状阳极更强,平整度会更好。但这并不代表板状阳极放电均匀性一定优于网状阳极。相比而言,板状阳极的整体机械设计会比网状阳极(带框架)更简单,但如果要适应于更高的电镀均匀性要求,板状阳极电流接入点的分布还是有优化空间的。

  由于钛阳极在使用的过程中,阳极反应会产生氧气,因此氧气的产生会形成阴阳极之间的屏蔽效应,并对放电均匀性造成一定的影响。由于产生的氧气气泡会上浮,导致阳极上部和下部累积的氧气气泡量形成了一定的梯度,从而造成屏蔽效果,也呈现了一定的梯度效应。需要平衡氧气气泡的屏蔽作用对电镀均匀性的影响。

  阳极涂层的设计工作,是阳极制造商的核心价值体现。钛阳极是一种高度定制化的产品,其高度定制化不仅通过基材多变的加工形状体现,更重要的是针对客户端的需求,选取合适的涂层配方设计,以最终实现用户个性化需求为最终目标。阳极涂层设计通常从贵金属含量和涂层结构的设计两个方面来进行考虑。针对适用于PCB镀铜制程的阳极,贵金属含量主要是指铱金属的含量;而涂层结构则包含了涂层具体原材料种类的选用、涂层配比的调整、涂层涂覆先后次序的改变等各种加工制造环节的设计。

  首先,阳极涂层的设计需要与具体的电镀条件相适配。PCB镀铜条件有直流电镀和反向脉冲电镀之分,而两种镀铜条件相适配的涂层设计是完全不同的。如果选用了错误的涂层设计,不仅不足以满足电镀产品最终的要求,阳极的寿命和表现也会出现严重的问题。

  其次,阳极涂层如何达到寿命要求,主要是依靠实际使用条件,以及客户预期寿命要求等详细情况考虑。决定贵金属含量多少,不只是根据阳极过电量多少进行简单转化,还应该要依据使用条件,例如药水中有机物含量的多少,有没有严重影响阳极寿命的物质存在,设备有没有设计缺陷导致的阳极无法正常工作等多种因素确定。如果对涂层结构设计来优化,也能在某些特定的程度上降低贵金属消耗率,选择比较适合的涂层设计的具体方案比简单规定贵金属含量更为符合实际和更为重要。

  对于电镀阳极涂层设计最重要就是针对添加剂消耗量的控制要求,这是阳极涂层设计最为核心的部分。简单而言,控制添加剂消耗量,需要对具有高度催化活性的涂层进行一定的屏蔽,使其减少对添加剂的直接接触机会。通常,我们将这类特殊的涂层称之为隔离涂层(barrier coating)。同时,针对各厂商的添加剂,以及添加剂性质的不同,我们也需要对涂层设计进行一定的优化和适配。通过改变涂层性质(例如表面粗糙度、表面能、电荷性质等),可以针对某些添加剂做出针对性吸附或排斥,从而某些特定的程度上调整某些添加剂的消耗量水准。总而言之,涂层的设计真正体现了阳极高度定制化以及厂商核心专业能力和竞争力。

  随着PCB产品要求的提升,PCB工厂自动化的提升,钛阳极凭借其优秀的性能,将会逐渐取代磷铜球在PCB镀铜制程中的地位。设备自动化程度的提高,尤其在脉冲电镀领域,不溶性阳极取代铜球的趋势较为显著。同时一些新应用的出现,也对钛阳极的产品研究开发提出了新要求。这对于钛阳极的设计开发,既是机遇,也是挑战。

  对于阳极制造商而言,应当砥砺前行,迅速应对市场多变的需求,把完善的产品推出市场,铱创科技响应计算机显示终端以及设备商、药水商的需求,为PCB事业尽一份绵薄之力。

  深圳铱创科技有限公司,以“造一流产品,铸知名品牌”为理念,将自身发展成一家致力于电化学材料及设备的研发、生产、销售和技术服务的高新技术企业。

  公司产品最重要的包含高性能钛基阳极、新型电解设备、功能电化学材料等三大系列二十多个品种,大范围的应用于印制电路板、电解铜箔、铝箔化成、五金电镀、工业清洗、污水处理、船舶防腐等领域。产品通过ISO9001质量管理体系认证。

  目前,公司在江门,深圳,长沙分别有生产基地,厂区拥有万级的洁净车间,配备了先进的生产设备和精密的检验测试仪器,具备钛阳极20000㎡/年、功能电子材料2000吨/年、电解设备2000台(套)/年的产能。

  公司建立了电极材料研究开发中心、电池材料研究开发中心、健康电器研究开发中心、新型电解设备工程技术研究中心,并 先后与清华大学、厦门大学、中南大学等著名高校建立了基础材料研究合作关系; 与小米、美的、海尔、九牧卫浴、艾美特、银宝山新等智能电器生产及设计企业建立了产品应用开发合作关系。

  铱创科技的钛阳极产品已经与宇宙集团、东威科技、亚硕、亚洲电镀、GCE、明毅、博通、保德等设备厂商长期搭配使用,以及安美特、麦德美、JCU、施洛特、博泉、慧科、罗门哈斯、硕成等药水厂商的产品长期搭配使用,并获得崇达技术、欣兴同泰、健鼎、景旺、紫翔、安捷利、深南电路、沪士电子、南亚电子、鼎华芯泰等知名客户的认可。返回搜狐,查看更加多


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