Anode en titane personnalisée pour circuit imprimé
Les anodes en titane présentent une valeur d'application importante et de vastes perspectives de développement dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés. Les anodes en titane revêtues d'oxydes métalliques mixtes (MMO) et les anodes en titane plaquées platine répondent aux besoins des différentes technologies et produits de fabrication de circuits imprimés grâce à leurs caractéristiques respectives.
- Anode de zinc
- Anode en argent
- Anode de nickel
- Anode en cuivre
Application de l'anode en titane dans les circuits imprimés
Dans le domaine de la fabrication électronique moderne, les circuits imprimés (PCB) sont des composants clés de nombreux appareils électroniques, et leur technologie de fabrication influence directement leurs performances et leur fiabilité. Des smartphones et ordinateurs aux appareils médicaux, en passant par les systèmes électroniques aérospatiaux, les PCB sont omniprésents. Dans la fabrication des PCB, la galvanoplastie joue un rôle essentiel, notamment le cuivrage, qui joue un rôle essentiel dans la formation des lignes conductrices du circuit imprimé et la connexion électrique entre les cartes multicouches. Composant essentiel de la galvanoplastie, anodes en titane ont un impact profond sur la qualité, l’efficacité et les coûts de production de la galvanoplastie.
Type d'anode en titane
Dans la fabrication de cartes de circuits imprimés (PCB), différentes exigences de galvanoplastie nécessitent l'utilisation de types spécifiques d'anodes en titane, dont les plus courantes sont les anodes en titane revêtues d'oxyde métallique mixte (MMO) et les anodes en titane plaquées platine.
Anode en titane revêtue d'oxyde métallique mixte (MMO)
Anodes en titane avec revêtement MMO sont à base de titane et leur surface est recouverte d'un revêtement catalytique composé de divers oxydes de métaux précieux. Ces oxydes comprennent généralement l'iridium (Ir), le ruthénium (Ru), le tantale (Ta), etc. Ils sont frittés à la surface du substrat de titane par des procédés spécifiques (tels que la décomposition thermique, la méthode sol-gel, etc.) pour former un film mince présentant une bonne conductivité et une bonne activité électrocatalytique. L'épaisseur du revêtement est généralement comprise entre quelques microns et quelques dizaines de microns, et sa microstructure est poreuse, dense et uniforme. Cette structure contribue à améliorer les performances électrocatalytiques et la stabilité de l'anode.
En galvanoplastie, lorsque le courant traverse l'anode en titane revêtue de MMO, les oxydes de métaux précieux contenus dans le revêtement jouent un rôle électrocatalytique, réduisant la surtension de la réaction anodique et favorisant l'oxydation de l'anode. Prenons l'exemple du cuivrage acide : dans l'électrolyte de sulfate de cuivre et d'acide sulfurique, la principale réaction à l'anode est l'oxydation et le dégagement d'oxygène de l'eau (2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺). Des composants tels que l'oxyde d'iridium du revêtement MMO peuvent catalyser efficacement cette réaction, lui permettant de se dérouler sans problème à un potentiel plus bas, améliorant ainsi l'efficacité de la galvanoplastie et réduisant la consommation d'énergie.
Caractéristiques et applications des différents types d'anodes en titane revêtues de MMO. Selon la composition et la proportion d'oxydes de métaux précieux dans le revêtement, les anodes en titane revêtues de MMO peuvent être classées en plusieurs types, les plus courants étant les anodes en titane revêtues d'iridium-tantale (Ir-Ta) et les anodes en titane revêtues de ruthénium-iridium (Ru-Ir).
Il présente une surtension de dégagement d'oxygène élevée et une bonne stabilité chimique. Il est performant en galvanoplastie nécessitant un dégagement d'oxygène stable, comme le cuivrage acide. Il est adapté aux lignes de production de galvanoplastie de circuits imprimés exigeant une stabilité et une durée de vie élevées des anodes, notamment pour les cartes multicouches et les cartes d'interconnexion haute densité (HDI) très exigeantes. Il garantit la stabilité de la qualité du cuivrage.
Il présente une faible surtension de dégagement d'oxygène et une activité électrocatalytique élevée. Il présente des avantages dans certaines situations où une efficacité de galvanoplastie élevée est requise. Par exemple, pour la production à grande échelle de cartes double face conventionnelles et de certaines cartes multicouches, il permet d'augmenter la vitesse de production et de réduire les coûts tout en garantissant une qualité de cuivrage optimale.
L'anode en titane plaquée platine est une couche de platine métallique déposée à la surface du substrat en titane par galvanoplastie ou par d'autres procédés. L'épaisseur de la couche de platine est généralement de quelques microns, formant une structure composite offrant une bonne conductivité et une bonne stabilité chimique. Le platine est un métal précieux doté d'une excellente résistance à la corrosion, d'une excellente conductivité et d'une excellente activité catalytique.
Anode en titane platine VS anode en titane MMO
L'anode en titane plaquée platine exploite la forte activité catalytique et la stabilité du platine pour favoriser la réaction anodique. Tout comme l'anode en titane plaquée MMO, dans le système de cuivrage acide, elle participe principalement à l'oxydation et à la réaction de dégagement d'oxygène de l'eau. Grâce à l'effet catalytique du platine, la réaction de dégagement d'oxygène peut être réalisée efficacement à un potentiel relativement faible. Parallèlement, la couche de platine résiste efficacement à la corrosion de la solution de placage, garantissant ainsi la stabilité de l'anode pendant une utilisation prolongée.
Comparée à l'anode en titane revêtue de MMO, l'anode en titane plaquée platine est plus coûteuse, principalement en raison du prix élevé du platine. Cependant, elle présente des avantages en termes de résistance à la corrosion et de propriétés spécifiques. Par conséquent, l'anode en titane plaquée platine est généralement adaptée aux applications haut de gamme exigeant des exigences élevées en matière de qualité et de performances des circuits imprimés, et relativement peu sensibles aux coûts, comme la fabrication de circuits imprimés dans l'aérospatiale, l'électronique militaire et d'autres secteurs. Dans ces domaines, l'anode en titane plaquée platine répond aux exigences strictes des processus de production et garantit le bon fonctionnement du produit dans des environnements extrêmes. Les anodes en titane revêtues de MMO sont largement utilisées dans la plupart des secteurs de fabrication de circuits imprimés conventionnels en raison de leurs excellentes performances globales et de leur faible coût.
Principe de fonctionnement
Electroplating Procédé de dépôt électrochimique d'une couche métallique à la surface d'un métal ou d'autres matériaux. Son principe de base repose sur celui d'une cellule électrolytique. Dans un système de galvanoplastie classique, il comprend une alimentation CC, une anode, une cathode et un électrolyte. Lorsque l'alimentation CC est activée, le courant circule de l'anode vers l'électrolyte, puis vers la cathode à travers l'électrolyte.
À l'anode, une réaction d'oxydation se produit : les atomes métalliques perdent des électrons et deviennent des ions métalliques qui pénètrent dans l'électrolyte. À la cathode, une réaction de réduction se produit : les ions métalliques de l'électrolyte gagnent des électrons et se déposent à la surface de la cathode pour former un revêtement métallique. Prenons l'exemple du cuivrage : l'anode est généralement en cuivre ou une anode insoluble (comme une anode en titane), la cathode est la pièce à cuivrer (comme un circuit imprimé) et l'électrolyte est généralement une solution contenant des ions cuivre (comme une solution de sulfate de cuivre). À l'anode, si l'anode est en cuivre soluble, la réaction est : Cu – 2e⁻ = Cu²⁺, et les atomes de cuivre perdent des électrons et se dissolvent dans la solution ; si l'anode est en titane insoluble, la réaction d'oxydation et de dégagement d'oxygène de l'eau se produit principalement : 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺. À la cathode, la réaction est Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu, et les ions cuivre de la solution obtiennent des électrons et se déposent sur la surface du PCB pour former une couche de placage de cuivre.
Les anodes en titane présentent des avantages significatifs pour la galvanoplastie des circuits imprimés. En termes d'amélioration de la qualité de galvanoplastie, elles permettent d'améliorer efficacement l'uniformité du cuivrage et la qualité du revêtement, et répondent aux exigences strictes des circuits imprimés haute précision et des produits haut de gamme pour le cuivrage. En termes d'efficacité de production, elles prennent en charge la galvanoplastie à haute densité de courant, réduisent les temps d'arrêt de production et augmentent considérablement la capacité de production. En termes de réduction des coûts de production, leur longue durée de vie réduit la fréquence de remplacement des anodes et les coûts de main-d'œuvre, tout en diminuant les coûts de maintenance de la solution de placage. En termes de protection de l'environnement, elles réduisent la pollution par les métaux lourds et la consommation d'énergie, ce qui s'inscrit dans la tendance de développement de la fabrication verte.
