Ánodo de titanio personalizado para placa de circuito impreso
Los ánodos de titanio tienen un importante valor de aplicación y amplias perspectivas de desarrollo en la fabricación de placas de circuito impreso (PCB). Los ánodos de titanio recubiertos con óxido metálico mixto (MMO) y los ánodos de titanio platinados satisfacen las necesidades de diferentes tecnologías y productos de fabricación de PCB con sus respectivas características.
- Ánodo de zinc
- Ánodo de plata
- Ánodo de níquel
- Ánodo de cobre
Aplicación del ánodo de titanio en placas de circuito impreso
En el campo de la fabricación electrónica moderna, las placas de circuito impreso (PCB) son componentes clave de diversos dispositivos electrónicos, y su tecnología de fabricación afecta directamente su rendimiento y fiabilidad. Desde teléfonos inteligentes y ordenadores hasta dispositivos médicos y sistemas electrónicos aeroespaciales, las PCB están presentes en todas partes. En la fabricación de PCB, la galvanoplastia desempeña un papel fundamental, especialmente el cobreado, que es un componente clave para la formación de las líneas conductoras de la placa de circuito y la conexión eléctrica entre placas multicapa. Como componente importante de la galvanoplastia, ánodos de titanio tienen un profundo impacto en la calidad, la eficiencia y los costos de producción de la galvanoplastia.
Tipo de ánodo de titanio
En la fabricación de placas de circuitos impresos (PCB), diferentes requisitos y procesos de galvanoplastia requieren el uso de tipos específicos de ánodos de titanio, siendo los más comunes los ánodos de titanio recubiertos con óxido metálico mixto (MMO) y los ánodos de titanio recubiertos con platino.
Ánodo de titanio recubierto de óxido metálico mixto (MMO)
Ánodos de titanio recubiertos de MMO Se basan en titanio y su superficie está recubierta con un recubrimiento catalítico compuesto por diversos óxidos de metales preciosos. Estos óxidos suelen incluir iridio (Ir), rutenio (Ru), tántalo (Ta), etc. Se sinterizan sobre la superficie del sustrato de titanio mediante procesos específicos (como descomposición térmica, método sol-gel, etc.) para formar una película delgada con buena conductividad y actividad electrocatalítica. El espesor del recubrimiento suele oscilar entre unas pocas micras y decenas de micras, y su microestructura es porosa, densa y uniforme. Esta estructura contribuye a mejorar el rendimiento electrocatalítico y la estabilidad del ánodo.
En la galvanoplastia, cuando la corriente pasa a través del ánodo de titanio recubierto de MMO, los óxidos de metales preciosos del recubrimiento desempeñan una función electrocatalítica, reduciendo el sobrepotencial de la reacción anódica y promoviendo la reacción de oxidación en él. En el caso del cobreado ácido, por ejemplo, en el electrolito de sulfato de cobre y ácido sulfúrico, la principal reacción en el ánodo es la oxidación y el desprendimiento de oxígeno del agua (2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺). Componentes como el óxido de iridio en el recubrimiento de MMO pueden catalizar eficazmente esta reacción, permitiendo que se desarrolle sin problemas a un potencial más bajo, mejorando así la eficiencia de la galvanoplastia y reduciendo el consumo de energía.
Características y aplicaciones de los diferentes tipos de ánodos de titanio recubiertos con MMO. Según la composición y la proporción de óxidos de metales preciosos en el recubrimiento, los ánodos de titanio recubiertos con MMO se pueden clasificar en varios tipos, siendo los más comunes los recubiertos con iridio-tántalo (Ir-Ta) y los recubiertos con rutenio-iridio (Ru-Ir).
Presenta un alto sobrepotencial de evolución de oxígeno y buena estabilidad química. Es eficaz en galvanoplastia que requiere una evolución de oxígeno estable, como el cobreado ácido. Es adecuado para líneas de producción de galvanoplastia de PCB que requieren alta estabilidad y vida útil del ánodo, especialmente al trabajar con placas multicapa de alta demanda y placas de interconexión de alta densidad (HDI). Garantiza la estabilidad de la calidad del cobreado.
Presenta una baja sobretensión de desprendimiento de oxígeno y una alta actividad electrocatalítica. Presenta ventajas en casos donde se requiere una alta eficiencia de galvanoplastia. Por ejemplo, en la producción a gran escala de placas convencionales de doble cara y algunas placas multicapa, puede aumentar la velocidad de producción y reducir los costos, a la vez que garantiza una calidad de recubrimiento de cobre.
El ánodo de titanio platinado es una capa de platino metálico depositada sobre la superficie del sustrato de titanio mediante galvanoplastia y otros métodos. El espesor de la capa de platino suele ser de unas pocas micras, formando una estructura compuesta con buena conductividad y estabilidad química. El platino es un metal precioso con excelente resistencia a la corrosión, conductividad y actividad catalítica.
Ánodo de titanio platino vs. ánodo de titanio MMO
El ánodo de titanio platinado aprovecha la alta actividad catalítica y la estabilidad del platino para promover la reacción anódica. Al igual que el ánodo de titanio recubierto con MMO, en el sistema de recubrimiento ácido de cobre, el ánodo de titanio platinado participa principalmente en la reacción de oxidación y desprendimiento de oxígeno del agua. Gracias al efecto catalítico del platino, la reacción de desprendimiento de oxígeno se puede llevar a cabo eficientemente a un potencial relativamente bajo. Al mismo tiempo, la capa de platino resiste eficazmente la corrosión de la solución de recubrimiento, lo que garantiza la estabilidad del ánodo durante un uso prolongado.
En comparación con el ánodo de titanio recubierto de MMO, el costo del ánodo de titanio platinado es mayor, principalmente debido al alto precio del platino. Sin embargo, presenta ventajas en cuanto a resistencia a la corrosión y ciertas propiedades especiales. Por lo tanto, el ánodo de titanio platinado es generalmente adecuado para campos de aplicación de alta gama con requisitos extremadamente altos de calidad y rendimiento de PCB y relativamente insensibles al costo, como la fabricación de PCB en la industria aeroespacial, la electrónica militar y otros campos. En estos campos, el ánodo de titanio platinado puede cumplir con los estrictos requisitos de los procesos de producción y garantizar que el producto pueda funcionar normalmente en entornos extremos. Los ánodos de titanio recubiertos de MMO se utilizan ampliamente en la mayoría de los campos de fabricación de PCB convencionales debido a su buen rendimiento integral y costo relativamente bajo.
Principio de funcionamiento
galvanoplastia Es un proceso que consiste en depositar una capa de metal sobre la superficie de un metal u otro material mediante métodos electroquímicos. Su principio básico se basa en el principio de funcionamiento de la celda electrolítica. Un sistema típico de galvanoplastia incluye una fuente de alimentación de CC, un ánodo, un cátodo y un electrolito. Al conectar la fuente de alimentación de CC, la corriente fluye desde el ánodo hacia el electrolito y luego se conduce al cátodo a través del electrolito.
En el ánodo, se produce una reacción de oxidación y los átomos de metal pierden electrones y se convierten en iones metálicos que entran en el electrolito. En el cátodo, se produce una reacción de reducción y los iones metálicos del electrolito ganan electrones y se depositan en la superficie del cátodo para formar un recubrimiento metálico. Si tomamos como ejemplo el recubrimiento de cobre, el ánodo suele ser de cobre o un ánodo insoluble (como un ánodo de titanio), el cátodo es la pieza de trabajo que se va a recubrir con cobre (como una PCB) y el electrolito generalmente es una solución que contiene iones de cobre (como una solución de sulfato de cobre). En el ánodo, si es un ánodo de cobre soluble, la reacción es Cu – 2e⁻ = Cu²⁺ y los átomos de cobre pierden electrones y se disuelven en la solución; Si se trata de un ánodo de titanio insoluble, la reacción de oxidación y desprendimiento de oxígeno del agua se produce principalmente: 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺. En el cátodo, la reacción es Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu, y los iones de cobre en la solución obtienen electrones y se depositan sobre la superficie de la PCB para formar una capa de cobre.
Los ánodos de titanio ofrecen ventajas significativas en la galvanoplastia de PCB. En cuanto a la mejora de la calidad de la galvanoplastia, pueden mejorar eficazmente la uniformidad del cobreado, mejorar la calidad del recubrimiento y cumplir con los estrictos requisitos de los circuitos de alta precisión de PCB y los productos de alta gama para el cobreado. En cuanto a la mejora de la eficiencia de la producción, permiten la galvanoplastia de alta densidad de corriente, reducen el tiempo de interrupción de la producción y aumentan considerablemente la capacidad de la línea de producción. En cuanto a la reducción de costos de producción, su larga vida útil reduce la frecuencia de reemplazo de ánodos y los costos de mano de obra, a la vez que reduce el costo de mantenimiento de la solución de galvanoplastia. En cuanto a la protección ambiental, reduce la contaminación por metales pesados y el consumo de energía, en línea con la tendencia de desarrollo de la fabricación ecológica.
