Tilpasset titaniumanode til printkort
Titananoder har en vigtig anvendelsesværdi og brede udviklingsmuligheder inden for fremstilling af printkort. Titananoder belagt med blandet metaloxid (MMO) og platinbelagte titanoder opfylder behovene hos forskellige printkortfremstillingsteknologier og -produkter med deres respektive egenskaber.
- Zinkanode
- Sølv anode
- Nikkel anode
- Kobber anode
Anvendelse af titaniumanode i printkort
Inden for moderne elektronisk fremstilling er printkort (PCB) nøglekomponenter i forskellige elektroniske enheder, og deres fremstillingsteknologi påvirker direkte ydeevnen og pålideligheden af elektroniske enheder. Fra smartphones og computere til medicinsk udstyr, elektroniske luftfartssystemer osv., er PCB'er overalt. I PCB-fremstilling spiller galvanisering en afgørende rolle, især kobberbelægning, som er et nøgleled i dannelsen af printkortets ledende linjer og realiseringen af den elektriske forbindelse mellem flerlagsplader. Som en vigtig komponent i galvanisering, titanium anoder har en dybtgående indflydelse på galvaniseringskvaliteten, effektiviteten og produktionsomkostningerne.
Titaniumanodetype
Ved fremstilling af printkort (PCB) kræver forskellige elektroplettering og krav brugen af specifikke typer titananoder, hvoraf de mest almindelige er titananoder belagt med blandet metaloxid (MMO) og platinbelagte titananoder.
Titaniumanode belagt med blandet metaloxid (MMO)
MMO belagte titanium anoder er baseret på titanium, og en katalytisk belægning bestående af en række forskellige ædelmetaloxider er belagt på overfladen. Disse ædelmetaloxider omfatter normalt iridium (Ir), ruthenium (Ru), tantal (Ta) osv. De sintres på overfladen af titansubstratet gennem specifikke processer (såsom termisk nedbrydning, sol-gel-metoden osv.) for at danne en tynd film med god ledningsevne og elektrokatalytisk aktivitet. Belægningens tykkelse er generelt mellem et par mikron og ti mikron, og dens mikrostruktur er porøs, tæt og ensartet. Denne struktur er med til at forbedre anodens elektrokatalytiske ydeevne og stabilitet.
Ved elektroplettering, når strømmen passerer gennem den MMO-belagte titananode, spiller ædelmetaloxiderne i belægningen en elektrokatalytisk rolle, hvilket reducerer overpotentialet i anodereaktionen og fremmer oxidationsreaktionen på anoden. Hvis vi tager syreforkobberplettering som et eksempel, er hovedreaktionen ved anoden i elektrolytten af kobbersulfat og svovlsyre oxidationen og iltudviklingsreaktionen af vand (2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺). Komponenter som iridiumoxid i MMO-belægningen kan effektivt katalysere denne reaktion, hvilket gør det muligt for reaktionen at forløbe gnidningsløst ved et lavere potentiale, hvorved elektropletteringseffektiviteten forbedres og energiforbruget reduceres.
Karakteristika og anvendelsesscenarier for forskellige typer MMO-belagte titananoder. I henhold til sammensætningen og andelen af ædelmetaloxider i belægningen kan MMO-belagte titananoder opdeles i mange typer, hvoraf de mest almindelige er iridiumtantal (Ir-Ta)-belagte titananoder og ruthenium-iridium (Ru-Ir)-belagte titananoder.
Den har et højt iltudviklingsoverpotentiale og god kemisk stabilitet. Den fungerer godt i elektroplettering, der kræver stabil iltudvikling, såsom syreforkobberplettering. Den er velegnet til printkort-elektropletteringsproduktionslinjer, der kræver høj anodestabilitet og levetid, især når der arbejdes med højt efterspurgte flerlagsplader og højdensitetsforbindelsesplader (HDI). Den kan sikre stabiliteten af kobberpletteringskvaliteten.
Det har et lavt iltudviklingsoverpotentiale og høj elektrokatalytisk aktivitet. Det har fordele i nogle tilfælde, hvor høj elektropletteringseffektivitet er påkrævet. For eksempel kan det i storskalaproduktion af konventionelle dobbeltsidede plader og nogle flerlagsplader øge produktionshastigheden og reducere produktionsomkostningerne, samtidig med at en vis kobberpletteringskvalitet sikres.
Den platinbelagte titananode er et lag af metalplatin, der er afsat på overfladen af titansubstratet ved hjælp af elektroplettering og andre metoder. Platinlagets tykkelse er normalt omkring et par mikrometer, hvilket danner en kompositstruktur med god ledningsevne og kemisk stabilitet. Platin er et ædelmetal med fremragende korrosionsbestandighed, ledningsevne og katalytisk aktivitet.
Platin-titaniumanode VS MMO-titaniumanode
Den platinbelagte titananode udnytter platins høje katalytiske aktivitet og stabilitet til at fremme anodereaktionen. I lighed med den MMO-belagte titananode deltager den platinbelagte titananode i det sure kobberbelægningssystem primært i oxidationen og iltudviklingsreaktionen af vand. På grund af platins katalytiske effekt kan iltudviklingsreaktionen udføres effektivt ved et relativt lavt potentiale. Samtidig kan platinlaget effektivt modstå korrosion fra belægningsopløsningen, hvilket sikrer anodens stabilitet under langvarig brug.
Sammenlignet med MMO-belagte titananoder er prisen på platinbelagte titananoder højere, primært på grund af platins høje pris. Den har dog fordele i form af korrosionsbestandighed og visse særlige egenskaber. Derfor er platinbelagte titananoder generelt velegnede til avancerede anvendelsesområder med ekstremt høje krav til printkortkvalitet og -ydeevne og relativt omkostningsuafhængige, såsom printkortfremstilling inden for luftfart, militærelektronik og andre områder. Inden for disse områder kan platinbelagte titananoder opfylde deres strenge produktionsproceskrav og sikre, at produktet stadig kan fungere normalt under ekstreme miljøer. MMO-belagte titananoder anvendes i vid udstrækning i de fleste konventionelle printkortfremstillingsområder på grund af deres gode omfattende ydeevne og relativt lave omkostninger.
Working Princip
galvanisering er en proces, hvor man aflejrer et lag metal på overfladen af metal eller andre materialer ved hjælp af elektrokemiske metoder. Dens grundlæggende princip er baseret på den elektrolytiske celles funktionsprincip. I et typisk galvaniseringssystem omfatter det en jævnstrømsforsyning, en anode, en katode og en elektrolyt. Når jævnstrømsforsyningen tændes, flyder strømmen fra anoden ind i elektrolytten og ledes derefter til katoden gennem elektrolytten.
Ved anoden sker der en oxidationsreaktion, hvor metalatomerne mister elektroner og bliver til metalioner, der kommer ind i elektrolytten. Ved katoden sker der en reduktionsreaktion, hvor metalionerne i elektrolytten optager elektroner og aflejres på katodens overflade, hvorved der dannes en metalbelægning. Hvis vi tager kobberbelægning som eksempel, er anoden normalt kobber eller en uopløselig anode (såsom en titaniumanode), katoden er det emne, der skal kobberbelægges (såsom et printkort), og elektrolytten er generelt en opløsning, der indeholder kobberioner (såsom en kobbersulfatopløsning). Ved anoden, hvis det er en opløselig kobberanode, er reaktionen Cu – 2e⁻ = Cu²⁺, og kobberatomerne mister elektroner og opløses i opløsningen. Hvis det er en uopløselig titaniumanode, sker oxidations- og iltudviklingsreaktionen i vand hovedsageligt 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺. Ved katoden er reaktionen Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu, og kobberionerne i opløsningen får elektroner og aflejres på overfladen af printkortet for at danne et kobberbelægningslag.
Titananoder har betydelige fordele inden for PCB-elektroplettering. Med hensyn til forbedring af elektropletteringskvaliteten kan de effektivt forbedre ensartetheden af kobberplettering, forbedre belægningskvaliteten og opfylde de strenge krav til PCB-højpræcisionskredsløb og high-end-produkter til kobberplettering. Med hensyn til forbedring af produktionseffektiviteten understøtter de elektroplettering med høj strømtæthed, reducerer produktionsafbrydelsestid og øger produktionslinjens produktionskapacitet betydeligt. Med hensyn til reduktion af produktionsomkostninger reducerer den lange levetid hyppigheden af anodeudskiftning og arbejdskraftomkostninger, samtidig med at vedligeholdelsesomkostningerne for pletteringsløsningen reduceres. Med hensyn til miljøbeskyttelsesydelse reducerer de tungmetalforurening og energiforbrug, hvilket er i tråd med udviklingstendensen inden for grøn produktion.