Önemli bir temel malzeme olarak performansının optimizasyonukalın bakır baskılı devre kartıgiderek daha önemli hale geliyor. Kalın bakır baskılı devre kartlarının performansını önemli ölçüde artırabilen bir teknoloji olarak gümüş kaplama işlemi giderek daha fazla ilgi görüyor.
1, Gümüş kaplama işleminin temel prensipleri
Gümüş kaplama işlemi esas olarak elektroliz prensibine dayanmaktadır. Elektrolitik hücrede katot olarak kalın bakır baskılı devre kartı, anot olarak ise gümüş baskılı devre kartı kullanılırken, gümüş iyonları içeren bir elektrolit hazırlanır. Güç açıldıktan sonra, elektrik alanının etkisi altında, elektrolitteki gümüş iyonları katoda doğru hareket edecek ve kalın bakır baskılı devre kartının yüzeyinde elektronlar elde edecek, bu da metalik gümüşe indirgenecek ve biriktirilecek ve yavaş yavaş bir gümüş kaplama tabakası oluşturacaktır. Bu işlem sırasında, anot üzerindeki gümüş baskılı devre kartı sürekli olarak çözülecek ve gümüş kaplama işleminin sürekliliğini korumak için gümüş iyonlarını elektrolite dolduracaktır.
2, Kalın bakır baskılı devre kartı üzerindeki gümüş kaplamanın proses akışı
(1) Yüzey ön işlemi
Yağdan arındırma ve temizleme: Kalın bakır baskılı devre kartlarının işlenmesi ve depolanması sırasında yüzey kaçınılmaz olarak yağ ve kir gibi yabancı maddelerle kirlenir. Bu yabancı maddeler giderilmezse gümüş kaplama tabakası ile kalın bakır baskılı devre kartı arasındaki bağlanma mukavemetini ciddi şekilde etkileyecektir. Bu nedenle ilk adım, organik solventler veya alkali yağ giderme maddeleri kullanılarak yapılabilecek yağ giderme temizliğinin yapılmasıdır. Organik solventler, sıvı ve katı yağları etkili bir şekilde çözebilirken, alkali yağ gidericiler, sabunlaşma reaksiyonları yoluyla sıvı ve katı yağları gidererek kalın bakır baskılı devre kartlarının yüzeyini temiz hale getirir.
Asit yıkama aktivasyonu: Yağdan arındırma ve temizleme sonrasında kalın bakır baskılı devre kartının yüzeyinde hala oksit tabakası kalabilir. Oksit tabakası, bakır baskılı devre kartının yüzeyinde gümüş iyonlarının birikmesini engelleyerek gümüş kaplama tabakasının yapışmasını azaltacaktır. Asit yıkama aktivasyon işlemi yoluyla, kalın bakır baskılı devre kartlarının seyreltik sülfürik asit veya hidroklorik asit içerisine batırılması, yüzeydeki oksit katmanını kaldırabilir ve bakır baskılı devre kartı yüzeyini aktive ederek daha sonraki gümüş kaplama için uygun koşullar yaratabilir.
(2) Gümüş kaplama işlemi
Elektrolit hazırlama: Yaygın olarak kullanılan gümüş kaplama elektroliti, esas olarak potasyum siyanür, gümüş siyanür ve uygun katkı maddelerinden oluşan gümüş siyanür çözeltisidir. Bir şelatlama maddesi olarak potasyum siyanür, gümüş iyonlarıyla stabil kompleksler oluşturabilir, gümüş iyonlarının deşarj hızını kontrol edebilir ve gümüş kaplama katmanının kalitesini garanti edebilir. Gümüş kaplama katmanlarının görünümünü, sertliğini ve diğer özelliklerini iyileştirmek için katkı maddeleri kullanılır. Ancak siyanürün toksisitesi nedeniyle siyanür içermeyen gümüş kaplama çözümleri de son yıllarda geniş çapta araştırılmakta ve uygulanmaktadır. Siyanür içermeyen gümüş kaplama çözümü, çevreye ve operatörlere verilen zararı azaltırken gümüş kaplama etkisini sağlamak için genellikle gümüş kaynağı olarak gümüş nitratı organik şelatlama maddeleri ve diğer bileşenlerle birlikte kullanır.
Elektrokaplama durum kontrolü:
Akım yoğunluğu: Akım yoğunluğu gümüş kaplamanın kalitesini etkileyen temel parametrelerden biridir. Genel olarak kalın bakır baskılı devre kartları üzerine gümüş kaplama için uygun akım yoğunluğu aralığı 0,1-2A/dm² arasındadır. Akım yoğunluğu çok düşükse gümüş kaplama hızı yavaşlayacak ve üretim verimliliği düşük olacaktır; Akım yoğunluğunun çok yüksek olması gümüş kaplama tabakasının kaba kristalleşmesine ve hatta yanma olayına yol açabilir.
Sıcaklık: Gümüş kaplama işlemi sırasında sıcaklık genellikle 20-30 derece C (siyanürlü sistem) veya 50-60 derece C (siyanürsüz sistem) arasında kontrol edilir. Sıcaklığın gümüş kaplama çözeltisinin iletkenliği, gümüş iyonlarının difüzyon hızı ve gümüş kaplama katmanının kristalizasyon süreci üzerinde önemli bir etkisi vardır. Uygun sıcaklık, gümüş kaplama tabakasının düzgün ve yoğun olmasını sağlayabilir.
PH değeri: Gümüş kaplama çözeltisinin pH değerinin de sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir, genellikle 8-10 arasındadır (elektrolitin türüne bağlı olarak). PH değerindeki değişiklik, gümüş iyonlarının formunu ve kaplama çözeltisindeki çeşitli kimyasal reaksiyonların dengesini etkileyerek gümüş kaplama katmanının kalitesini etkileyebilir.
(3) İşlem sonrası
Yıkama: Gümüş kaplama tamamlandıktan sonra kalın bakır baskılı devre kartının yüzeyinde artık kaplama solüsyonu kalacaktır. Bu kaplama solüsyonları iyice temizlenmezse kalın bakır baskılı devre kartlarının görünümünü etkilemekle kalmayıp daha sonraki kullanımlarda da olumsuz etkiler yaratabilir. Bu nedenle, yüzeyde kaplama solüsyonu kalmadığından emin olmak için kalın bakır baskılı devre kartını deiyonize suyla birkaç kez yıkamak gerekir.
Kurutma: Yıkanan kalın bakır baskılı devre kartının yüzeydeki nemin alınması ve paslanmanın önlenmesi için kurutulması gerekir. Genel olarak sıcak havayla kurutma, nemin hızlı bir şekilde buharlaşması için kalın bakır baskılı devre kartlarının belirli bir sıcaklıktaki sıcak hava ortamına yerleştirilmesi için kullanılır.
Pasivasyon işlemi (isteğe bağlı): Gümüş kaplama katmanının oksidasyon direncini daha da arttırmak için, kalın bakır baskılı devre kartları bazen pasifleştirilir. Kalın bir bakır baskılı devre kartının belirli bir pasifleştirici madde içeren bir çözeltiye daldırılmasıyla yüzeyinde yoğun bir pasifleştirme filmi oluşturulur, böylece gümüş kaplama katmanının korozyon direnci ve stabilitesi artar.
3, Kalın bakır baskılı devre kartı üzerine gümüş kaplama işleminin avantajları
(1) İletkenliği önemli ölçüde artırın
Gümüş son derece düşük elektrik direncine sahiptir ve tüm metaller arasında iletkenlik açısından üst sıralarda yer alır. Kalın bakır baskılı devre kartlarının yüzeyindeki gümüş kaplamadan sonra direnci büyük ölçüde azaltabilir ve akım iletim verimliliğini artırabilir. Yüksek-frekans devrelerinde sinyal iletim hızı hızlıdır, frekans yüksektir ve iletkenlerin iletkenliği son derece zorludur. Kalın bakır baskılı devre kartları üzerine gümüş kaplama yapıldıktan sonra sinyal iletimi sırasındaki kayıpları ve bozulmaları etkili bir şekilde azaltabilir, kararlı ve hızlı sinyal iletimini sağlayabilir ve yüksek-frekanslı elektronik cihazların ihtiyaçlarını karşılayabilir.
(2) Antioksidan kapasiteyi arttırın
Bakır, havadaki oksijenle reaksiyona girerek bakır oksit üretmeye eğilimlidir; bu da yüzeyin oksidasyonuyla renk bozulmasına neden olabilir ve aynı zamanda iletkenliğini de etkileyebilir. Gümüşün kimyasal özellikleri nispeten stabildir ve gümüş kaplama tabakası, kalın bakır baskılı devre kartlarının yüzeyinde koruyucu bir film oluşturabilir, oksijenin bakırla temasını engelleyebilir, bakırın oksidasyon sürecini etkili bir şekilde geciktirebilir, kalın bakır baskılı devre kartlarının servis ömrünü uzatabilir ve iyi iletkenlik ve görünüm kalitesini koruyabilir.
(3) Kaynaklanabilirliği iyileştirin
Elektronik montaj sürecinde kaynak, çeşitli elektronik bileşenlerin bağlanmasında önemli bir araçtır. Kalın bakır baskılı devre kartı üzerine gümüş kaplama yapıldıktan sonra yüzeyindeki gümüş tabaka iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir ve güçlü bir kaynak bağlantısı oluşturmak için lehimle daha iyi bütünleşebilir. Bu sadece kaynağın kalitesini ve güvenilirliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda kaynak işlemi sırasındaki hata oranını azaltır ve üretim verimliliğini artırır.
(4) Dekoratif çekiciliği artırın
Gümüş kaplama katmanı, kalın bakır baskılı devre kartlarının mükemmel performansa sahip olmasını ve aynı zamanda belirli dekoratif ihtiyaçları karşılamasını sağlayan parlak metalik parlaklığa sahiptir. Görünüm açısından yüksek gereksinimleri olan bazı elektronik ürünlerde veya el sanatlarında, kalın bakır baskılı devre kartlarına gümüş kaplama, ürünün genel güzelliğini ve dokusunu geliştirebilir.
4, Kalın Bakır baskılı devre kartlarında Gümüş Kaplama İşleminin Karşılaştığı Zorluklar ve Çözümler
(1) Siyanür kirliliği sorunu
Geleneksel siyanürlü gümüş kaplama prosesi, kaplama çözeltisinin iyi stabilitesi ve gümüş kaplama katmanının yüksek kalitesi gibi avantajlara sahip olmasına rağmen, siyanür oldukça zehirlidir ve çevre ve operatörlerin sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturur. Bu sorunu çözmek için siyanürsüz gümüş kaplama teknolojisinin geliştirilmesi ve teşvik edilmesi acil bir ihtiyaçtır. Şu anda, siyanür içermeyen gümüş kaplama işlemi, tiyosülfat, sülfit ve diğer şelatlama maddelerinin kullanıldığı siyanür içermeyen gümüş kaplama sistemlerinin kademeli olarak olgunlaştırılması gibi belirli bir ilerleme kaydetmiştir. Bu siyanür içermeyen gümüş kaplama işlemleri, yalnızca gümüş kaplama etkisini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda sürdürülebilir kalkınmanın gerekliliklerini karşılayan çevreye verilen zararı da büyük ölçüde azaltır.
(2) Gümüş kaplama kalınlığının tekdüzelik kontrolü
Kalın bakır baskılı devre kartlarının geniş yüzey alanlarından dolayı gümüş kaplama işlemi sırasında gümüş kaplama tabakasının eşit kalınlıkta olmasını sağlamak kolay değildir. Kaplama çözeltisinin eşit olmayan dağılımı ve akım yoğunluğundaki farklılıklar, gümüş kaplama katmanının tutarsız kalınlığına yol açabilir. Bu sorunu çözmek için elektrolitik hücre yapısının rasyonel tasarımı, elektrot yerleşiminin optimizasyonu, kaplama çözeltisi karıştırma işleminin güçlendirilmesi gibi önlemler alınabilir. Elektrolitik hücrenin makul bir şekilde tasarlanmasıyla kaplama çözümü, kalın bakır baskılı devre kartının etrafına eşit olarak dağıtılabilir; Akımın kalın bakır baskılı devre kartının yüzeyine eşit şekilde uygulanmasını sağlamak için elektrot düzenlemesini optimize edin; Kaplama çözeltisinin karıştırılmasının güçlendirilmesi, gümüş iyonlarının difüzyonunu destekleyebilir ve gümüş kaplama katmanının kalınlığının tekdüzeliğini geliştirebilir.
(3) Gümüş kaplama tabakasının yapışma problemi
Gümüş kaplama tabakası ile kalın bakır baskılı devre kartı arasındaki yapışma, gümüş kaplama tabakasının servis ömrü ve performans stabilitesi ile doğrudan ilgilidir. Yapışma yetersizse, gümüş kaplama tabakası kullanım sırasında soyulmaya, ayrılmaya ve diğer olaylara eğilimlidir. Gümüş kaplama tabakasının yapışmasını iyileştirmek için, yüzey ön işlemine ek olarak, gümüş kaplama proses parametrelerinin ayarlanması ve özel yapışma arttırıcıların eklenmesiyle de elde edilebilir. Örneğin, gümüş kaplamadan önce uygun ön kaplama işleminin gerçekleştirilmesi, ilk önce kalın bakır baskılı devre kartının yüzeyinde hem bakıra hem de gümüşe iyi yapışan bir geçiş katmanının, örneğin bir nikel katmanının kaplanması, gümüş kaplama katmanı ile kalın bakır baskılı devre kartı arasındaki yapışmayı etkili bir şekilde artırabilir.