Furatgalvanizálás

Részletek

Készült: 2009. június 15. hétfő, 17:38

Találatok: 4255

1. Átmenő furatok, melyek csak a rétegek közötti galvanikus kapcsolatot biztosítják.
2. Átmenő furatok, melyek alkatrész-kivezetések befogadására is szolgálnak;
3. Betemetett, galvanizált furatok.

A felsorolt galvanizált furatok közül az első kettőnek van a legnagyobb jelentősége, a betemetett furatokat ugyanis szinte kizárólag többrétegű, felületszerelt áramkörök esetén használják. Sok helyen azért kerülik ezeknek a típusú furatoknak az alkalmazását, mert jelentősen megnehezíti mind a vizuális, mind pedig a műszeres hibakeresést.

A furatfémezett NyÁK lemezek technológiája:

A furatfémezett NyÁK lemezek főbb gyártási műveletei a következők  

1. Furatok készítése
2. Panelgalvanizálás
3.  Maratásálló maszk készítése
4. Rajzolatfotózás
5. Maratás
6. A maszk eltávolítása
7. Forrasztást elősegítő réteg galvanizálása (ónozás)
8. Védőlakk felvitele
9. Forrasztásgátló lakk felvitele
10.Alkatrész-pozíciók fotózása

A felsorolt műveleti sorrend csak egy általános sorrend, ettől kisebb-nagyobb mértékben a gyártók általában eltérnek. Csupán az érintkező galvanizálás hiányzik a műveleti sorrendből, ez általában a maratás után következik. A rendszerint keményarannyal galvanizált felületet meg kell védeni valamilyen, könnyen felvihető és könnyen eltávolítható anyaggal (általában szilikon-származékkal) a káros hatásoktól gyártás folyamán.

Furatok készítése:

Jelenleg a legtöbb furatfémezett NyÁK lemezt FR-4 típusú, űvegszál hordozójú, epoxi-gyantával erősített, sajtolt alaplemezből állítják elő. A lemezek nyers vastagsága 0,9 ..1,8 mm között változhat, a mechanikai és szilárdsági igényeknek megfelelően. Az ilyen típusú lemezeket keményfém vagy ipari gyémánt fúróval fúrják (a távolkeleti gyárak esetleg lyukasztják). A fordulatszám a furat átmérőjétől függően 30000…120000 1/min között változik; az előtolás 0,01 .. 0,5 mm/ford, a furatmélység pedig maximálisan a furat átmérőjének hétszerese lehet. Az átlagosan használt 1,6 mm vastag lemezekből egyszerre 3 db fúrható, ha a furat átmérője nem kisebb 0,6…0,7 mm-nél. A lemezeket kötegelni szokták, így biztosítják a furatok pontosságát. Fontos a be- és kifutó lemezek használata, mert a sorjaképződést a minimálisra kell csökkenteni a későbbi galvanizálhatóság miatt. Ezek a lemezek általában keményfa, papír-forgács (prespán) vagy puha alumínium lemezek lehetnek. A fúrógépek lehetnek kézi, vagy gépi (NC. CNC) vezérlésűek. Több lemez fúrása esetén kizárólag a gépí vezérlésű fúróberendezések használhatók, mert biztosítani kell a furat merőlegességét a lemez síkjára. A kézi kiszolgálású berendezésekkel 30…120, a CNC vezérlésű fúrógépekkel pedig 260…560 furat készíthető percenként, feltételezve, hogy egy kötegben 3 db lemez van. A legkorszerűbb berendezésekkel 0,2..0,3 mm átmérőjű furatok is készíthetők, ezek azonban a hagyományos technológiákkal nehezen galvanizálhatók; az általunk tárgyalt eljárással megbízhatóan galvanizálható furatok átmérője minimum 0,5 mm kell, hogy legyen. A kifúrt lemezeket szétkötegelés után sorjamentesíteni kell. Fontos, hogy a sorjamentesítést nem végezhetjük egy nagyobb átmérőjű fúróval, ugyanis ekkor a furat ún. furatél törést szenved, melynek következtében jelentősen csökken a furatgalvanizálás megbízhatósága. A furatél letörést mutatja az ábra:

A rajzon a nyíllal jelölt helyeken nagy a veszélye annak, hogy a galvánrétegben szakadás következik be. A szakadás lehet, hogy nem közvetlenül a gyártásnál jelentkezik, hanem utána, amikor valamilyen hőforrás hatására a hőtágulás következtében a lényegesen vékonyabb rézréteg felszakad. Ezeket a problémákat kiküszöböli a furatok csiszológépekkel történő sorjázása. További előnye a csiszológépeknek, hogy egy műveletben elvégezhető a rézréteg mechanikai tisztítása is.

Panelgalvanizálás:

Ezen művelet célja olyan vastag rézréteg felvitele a furat falára, mely elégséges a galvanikus kapcsolat biztos létrehozásához, valamint nem oldódik ki, ha a lemez esetleges további galvanizálási vagy maratási műveleteken megy keresztül. A panelgalvanizálás műveleti sorrendje a különböző gyártóknál kisebb-nagyobb mértékben eltér, de egy általános műveleti sorrend a következő:

A zsírtalanítás célja a felület tisztításán túlmenően az, hogy alkalmassá tegyék a furat falát a kolloid méretű Pd (palládium) részecskék megtapadására. A rézfelületet maratni szokták, így biztosítják a furat és a rézréteg találkozásánál a „réz él” homogenitását, mely döntően javítja a galvanizált réz és a rézfólia „tapadását” egymáshoz. Az aktiválást megelőzően azért kell sósavban öblíteni a lemezt, mert a kolloid oldat rendkívül érzékeny a vízre. Amennyiben az oldatba víz kerül, az ún. megbomlás jelensége tapasztalható, mely abból áll, hogy a kolloid méretű szemcsék oldódnak a vízben, és ezáltal nem fognak kiválni az oldatból, és megtapadni a furatok falán. Ezek a kivált részecskék indítják meg később a rézkiválást a felületen, ezért fontos a kolloid réteg homogenitása. Ugyancsak a kiválás miatt fontos a kolloid oldat előállítási sorrendje. Először a sósavba kell a Palládium-koncentrátumot adagolni, majd az egészet 22-30 °C-os desztillált vagy ioncserélt, vízbe keverni.

A kolloid Pd-oldat összetétele a következő:

Pd         0,24…0,30 g/l
SnCl2    45…55 g/l
HCl       115…145 g/l

Az aktiválást követő öblítéskor a lemez felületére ón(II)-hidroxid válik ki, ami sok szempontból káros, ezt el kell távolítani. Ezt a műveletet nevezik utóaktiválásnak vagy védőkolloid-eltávolításnak. Erre a műveletre általában HBF4-et (fluor-bórsav) használnak, mely nagyon óvatos bánásmódot igényel. A korszerűbb, nagyobb gyárakban cianidos fürdőket alkalmaznak, ezek gyorsabbak, termelékenyebbek és olcsóbbak, viszont rendkívül mérgezőek, ezért csak gépi berendezésekkel, légmentesen lezárt kamrákban, mosótálcákban végezhetők. A kémiai rézréteg felvitele többféleképpen történhet; a gyors működésű elektrolitok nagy sorozatnál kifizetődőek, viszont rossz a makroszórásuk, emiatt a kémiai rézréteg tapadása romlik.