Como material básico importante, la optimización del rendimiento deplaca de circuito impreso de cobre gruesoes cada vez más crucial. El proceso de plateado, como tecnología que puede mejorar significativamente el rendimiento de placas de circuito impreso de cobre grueso, está recibiendo cada vez más atención.
1, principios básicos del proceso de plateado.
El proceso de plateado se basa principalmente en el principio de electrólisis. En la celda electrolítica, se utiliza una placa de circuito impreso de cobre grueso como cátodo y una placa de circuito impreso de plata como ánodo, mientras se prepara un electrolito que contiene iones de plata. Después de encender la energía, bajo la acción del campo eléctrico, los iones de plata en el electrolito se moverán hacia el cátodo y obtendrán electrones en la superficie de la gruesa placa de circuito impreso de cobre, que se reducirán a plata metálica y se depositarán, formando gradualmente una capa plateada. Durante este proceso, la placa de circuito impreso de plata en el ánodo se disolverá continuamente, reponiendo iones de plata en el electrolito para mantener la continuidad del proceso de plateado.
2, flujo del proceso de plateado en una placa de circuito impreso de cobre grueso
(1) Pretratamiento de la superficie
Desengrase y limpieza: Durante el procesamiento y almacenamiento de placas de circuito impreso de cobre grueso, la superficie se contamina inevitablemente con impurezas como grasa y suciedad. Si estas impurezas no se eliminan, afectarán seriamente la fuerza de unión entre la capa plateada y la gruesa placa de circuito impreso de cobre. Por tanto, el primer paso es realizar una limpieza desengrasante, que se puede realizar mediante el uso de disolventes orgánicos o agentes desengrasantes alcalinos. Los disolventes orgánicos pueden disolver eficazmente aceites y grasas, mientras que los desengrasantes alcalinos eliminan aceites y grasas mediante reacciones de saponificación, limpiando la superficie de las placas de circuito impreso de cobre grueso.
Activación por lavado ácido: después de desengrasar y limpiar, es posible que todavía quede una capa de óxido en la superficie de la gruesa placa de circuito impreso de cobre. La capa de óxido dificultará la deposición de iones de plata en la superficie de la placa de circuito impreso de cobre, reduciendo la adhesión de la capa plateada. Mediante un tratamiento de activación por lavado con ácido, remojar placas de circuito impreso de cobre gruesas en ácido sulfúrico diluido o ácido clorhídrico puede eliminar la capa de óxido de la superficie y activar la superficie de la placa de circuito impreso de cobre, creando condiciones favorables para el posterior plateado.
(2) Proceso de plateado
Preparación de electrolitos: El electrolito de plateado comúnmente utilizado es una solución de cianuro de plata, que consiste principalmente en cianuro de potasio, cianuro de plata y aditivos apropiados. El cianuro de potasio, como agente quelante, puede formar complejos estables con iones de plata, controlando la velocidad de descarga de iones de plata y asegurando la calidad de la capa de plateado. Los aditivos se utilizan para mejorar la apariencia, la dureza y otras propiedades de las capas de plateado. Sin embargo, debido a la toxicidad del cianuro, en los últimos años también se han estudiado y aplicado ampliamente soluciones de plateado sin cianuro. La solución de plateado sin cianuro generalmente utiliza nitrato de plata como fuente de plata, combinado con agentes quelantes orgánicos y otros componentes, para garantizar el efecto de plateado y al mismo tiempo reducir el daño al medio ambiente y a los operadores.
Control de condición de galvanoplastia:
Densidad de corriente: la densidad de corriente es uno de los parámetros clave que afectan la calidad del plateado. En términos generales, el rango de densidad de corriente adecuado para el revestimiento de plata en placas de circuito impreso de cobre grueso es entre 0,1 y 2 A/dm². Si la densidad de corriente es demasiado baja, la velocidad del plateado será lenta y la eficiencia de producción será baja; Si la densidad de corriente es demasiado alta, puede provocar una cristalización aproximada de la capa de revestimiento de plata e incluso provocar un fenómeno de quemado.
Temperatura: La temperatura durante el proceso de plateado generalmente se controla entre 20 y 30 grados C (sistema con cianuro) o entre 50 y 60 grados C (sistema sin cianuro). La temperatura tiene un impacto significativo en la conductividad de la solución de plateado, la velocidad de difusión de los iones de plata y el proceso de cristalización de la capa de plateado. La temperatura adecuada puede garantizar que la capa de plateado sea uniforme y densa.
Valor de PH: El valor de pH de la solución de plateado también debe controlarse estrictamente, generalmente entre 8 y 10 (dependiendo del tipo de electrolito). El cambio en el valor del pH puede afectar la forma de los iones de plata y el equilibrio de diversas reacciones químicas en la solución de revestimiento, afectando así la calidad de la capa de revestimiento de plata.
(3) Postprocesamiento
Lavado: Una vez completado el revestimiento de plata, quedará una solución de revestimiento residual en la superficie de la placa de circuito impreso de cobre grueso. Si estas soluciones de enchapado no se limpian a fondo, no solo afectarán la apariencia de las placas de circuito impreso de cobre gruesas, sino que también pueden tener efectos adversos en el uso posterior. Por lo tanto, es necesario lavar la placa de circuito impreso de cobre grueso con agua desionizada varias veces para garantizar que no queden residuos de solución de revestimiento en la superficie.
Secado: la placa de circuito impreso de cobre grueso lavada debe secarse para eliminar la humedad de la superficie y evitar la oxidación. Generalmente, el secado con aire caliente se utiliza para colocar placas de circuito impreso de cobre grueso en un ambiente de aire caliente a una temperatura determinada para evaporar rápidamente la humedad.
Tratamiento de pasivación (opcional): para mejorar aún más la resistencia a la oxidación de la capa plateada, a veces se pasivan placas de circuito impreso de cobre grueso. Al sumergir una placa de circuito impreso de cobre grueso en una solución que contiene un agente pasivante específico, se forma una película de pasivación densa en su superficie, mejorando así la resistencia a la corrosión y la estabilidad de la capa plateada.
3, Ventajas del proceso de plateado en una placa de circuito impreso de cobre grueso
(1) Mejorar significativamente la conductividad
La plata tiene una resistividad eléctrica extremadamente baja y se encuentra entre los mejores metales en términos de conductividad. Después del baño de plata en la superficie de placas de circuito impreso de cobre grueso, puede reducir en gran medida la resistencia y mejorar la eficiencia de transmisión de corriente. En los circuitos de alta-frecuencia, la velocidad de transmisión de la señal es rápida, la frecuencia es alta y la conductividad de los conductores es extremadamente exigente. Después del revestimiento de plata en placas de circuito impreso de cobre grueso, puede reducir eficazmente las pérdidas y distorsiones durante la transmisión de la señal, garantizar una transmisión de señal estable y rápida y satisfacer las necesidades de los dispositivos electrónicos de alta-frecuencia.
(2) Mejorar la capacidad antioxidante
El cobre es propenso a reaccionar con el oxígeno del aire, produciendo óxido de cobre, que puede causar decoloración por oxidación de la superficie y también afectar su conductividad. Las propiedades químicas de la plata son relativamente estables y la capa de revestimiento de plata puede formar una película protectora en la superficie de las placas de circuito impreso de cobre grueso, bloqueando el contacto del oxígeno con el cobre, retrasando efectivamente el proceso de oxidación del cobre, extendiendo la vida útil de las placas de circuito impreso de cobre grueso y manteniendo su buena conductividad y calidad de apariencia.
(3) Mejorar la soldabilidad
En el proceso de ensamblaje electrónico, la soldadura es un medio importante para conectar varios componentes electrónicos. Después del revestimiento de plata en la gruesa placa de circuito impreso de cobre, la capa de plata en su superficie tiene buena soldabilidad y puede integrarse mejor con la soldadura para formar una junta de soldadura fuerte. Esto no sólo mejora la calidad y confiabilidad de la soldadura, sino que también reduce la tasa de defectos durante el proceso de soldadura y mejora la eficiencia de la producción.
(4) Mejorar el atractivo decorativo
La capa plateada tiene un brillo metálico brillante, lo que permite que las placas de circuito impreso de cobre grueso tengan un rendimiento excelente y al mismo tiempo satisfagan ciertas necesidades decorativas. En algunos productos electrónicos o artesanías que tienen altos requisitos de apariencia, el baño de plata sobre placas de circuito impreso de cobre grueso puede realzar la belleza y textura general del producto.
4, Desafíos y soluciones que enfrenta el proceso de plateado en placas de circuito impreso de cobre grueso
(1) Problema de contaminación por cianuro
Aunque el proceso tradicional de plateado con cianuro tiene las ventajas de una buena estabilidad de la solución de plateado y una alta calidad de la capa de plateado, el cianuro es altamente tóxico y representa una grave amenaza para el medio ambiente y la salud de los operadores. Para solucionar este problema, es urgente desarrollar y promover una tecnología de plateado sin cianuro. En la actualidad, el proceso de plateado sin cianuro ha logrado ciertos avances, como la madurez gradual de los sistemas de plateado sin cianuro que utilizan tiosulfato, sulfito y otros agentes quelantes. Estos procesos de plateado sin cianuro no solo garantizan el efecto de plateado, sino que también reducen en gran medida el daño al medio ambiente, lo que cumple con los requisitos del desarrollo sostenible.
(2) Control de uniformidad del espesor del plateado.
Para placas de circuito impreso de cobre gruesas, no es fácil garantizar un espesor uniforme de la capa de plateado durante el proceso de plateado debido a su gran superficie. La distribución desigual de la solución de revestimiento y las diferencias en la densidad de corriente pueden provocar un espesor inconsistente de la capa de revestimiento de plata. Para resolver este problema, se pueden tomar medidas como el diseño racional de la estructura de la celda electrolítica, la optimización de la disposición de los electrodos y el fortalecimiento de la agitación de la solución de revestimiento. Al diseñar razonablemente la celda electrolítica, la solución de revestimiento se puede distribuir uniformemente alrededor de la gruesa placa de circuito impreso de cobre; Optimice la disposición de los electrodos para garantizar que la corriente se aplique uniformemente a la superficie de la placa de circuito impreso de cobre grueso; Fortalecer la agitación de la solución de revestimiento de plata puede promover la difusión de iones de plata y mejorar la uniformidad del espesor de la capa de revestimiento de plata.
(3) Problema de adherencia de la capa plateada.
La adhesión entre la capa plateada y la gruesa placa de circuito impreso de cobre está directamente relacionada con la vida útil y la estabilidad del rendimiento de la capa plateada. Si la adherencia es insuficiente, la capa plateada es propensa a pelarse, desprenderse y otros fenómenos durante el uso. Para mejorar la adhesión de la capa de plateado, además del pretratamiento de la superficie, también se puede lograr ajustando los parámetros del proceso de plateado y agregando promotores de adhesión especiales. Por ejemplo, realizar un tratamiento previo al revestimiento de plata adecuado antes del revestimiento de plata, revestir primero una capa de transición con buena adhesión tanto al cobre como a la plata en la superficie de la placa de circuito impreso de cobre grueso, tal como una capa de níquel, puede mejorar eficazmente la adhesión entre la capa de revestimiento de plata y la placa de circuito impreso de cobre grueso.