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一、不溶性阳极定义
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1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,阳极制作过程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)。
不溶性阳极在使用上比铜球有以下几个优点:
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影响后,对于脉冲生产线有很大的好处,可以显著提高产品品质,减少保养成本,提高产品稼动率)。
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。
三、不溶性阳极工艺要求
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。
在生产制作过程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1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工艺上做大量的实测数据,找出好的配方及生产工艺。
四、不溶性阳极生产流程简介
钛锭热轧/冷轧 海绵钛变成不同厚度钛板:
冲网(裁切) 钛板制作成不同网眼钛网:
前处理 清洗钛网表面,得到洁净的钛网表面: 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。
钛阳极的设计原理
一、钛阳极的使用需求
从使用者实际需求出发,当镀铜制程从磷铜球切换成钛阳极以后,首要的需求就是能够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,能够达到预期的使用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、稳定的使用寿命、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组成:钛基材和涂层。针对具体要求分解开来,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。