Testreszabott titán anód nyomtatott áramköri laphoz
A titánanódok fontos alkalmazási értékkel és széleskörű fejlesztési lehetőségekkel rendelkeznek a nyomtatott áramköri lapok gyártása területén. A vegyes fém-oxid (MMO) bevonatú titánanódok és a platinabevonatú titánanódok a saját jellemzőiknek köszönhetően megfelelnek a különböző NYÁK-gyártási technológiák és termékek igényeinek.
- Cink anód
- Ezüst anód
- Nikkel anód
- Réz anód
Titán anód alkalmazása nyomtatott áramköri lapon
A modern elektronikai gyártás területén a nyomtatott áramköri lapok (NYÁK) a különféle elektronikus eszközök kulcsfontosságú alkotóelemei, és gyártástechnológiájuk közvetlenül befolyásolja az elektronikus eszközök teljesítményét és megbízhatóságát. Az okostelefonoktól és számítógépektől kezdve az orvostechnikai eszközökig, a repülőgépipari elektronikus rendszerekig stb. a NYÁK-ok mindenhol megtalálhatók. A NYÁK-gyártásban a galvanizálás létfontosságú szerepet játszik, különösen a rézbevonatolás, amely kulcsfontosságú láncszem az áramköri lap vezető vonalainak kialakításában és a többrétegű lapok közötti elektromos kapcsolat megvalósításában. A galvanizálás fontos alkotóelemeként... titán anódok mélyreható hatással vannak a galvanizálás minőségére, hatékonyságára és termelési költségeire.
Titán anód típusa
A nyomtatott áramköri lapok (NYÁK) gyártása során a különböző galvanizálási eljárások és követelmények meghatározott típusú titánanódok használatát igénylik, amelyek közül a leggyakoribbak a vegyes fém-oxiddal (MMO) bevonatolt titánanódok és a platinával bevont titánanódok.
Vegyes fém-oxiddal (MMO) bevonatú titánanód
MMO bevonatú titán anódok titán alapúak, és felületükön különféle nemesfém-oxidokból álló katalitikus bevonatot helyeznek el. Ezek a nemesfém-oxidok általában irídiumot (Ir), ruténiumot (Ru), tantált (Ta) stb. tartalmaznak. Speciális eljárásokkal (például termikus bomlással, szol-gél módszerrel stb.) a titán hordozó felületére szinterelik őket, így egy jó vezetőképességű és elektrokatalitikus aktivitású vékony filmet képeznek. A bevonat vastagsága általában néhány mikron és több tíz mikron között van, mikroszerkezete pedig porózus, sűrű és egyenletes. Ez a szerkezet elősegíti az anód elektrokatalitikus teljesítményének és stabilitásának javítását.
Galvanizálás során, amikor az áram áthalad az MMO bevonatú titánanódon, a bevonatban lévő nemesfém-oxidok elektrokatalitikus szerepet játszanak, csökkentik az anódreakció túlfeszültségét és elősegítik az oxidációs reakciót az anódon. Vegyük például a savas rézbevonatot, a réz-szulfát és a kénsav elektrolitjában az anódon a fő reakció a víz oxidációs és oxigénfejlődési reakciója (2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺). Az olyan komponensek, mint az MMO bevonatban található irídium-oxid, hatékonyan katalizálhatják ezt a reakciót, lehetővé téve, hogy a reakció alacsonyabb potenciálon simán menjen végbe, ezáltal javítva a galvanizálás hatékonyságát és csökkentve az energiafogyasztást.
Különböző típusú MMO bevonatú titánanódok jellemzői és alkalmazhatósági forgatókönyvei. A bevonatban lévő nemesfém-oxidok összetétele és aránya szerint az MMO bevonatú titánanódok számos típusra oszthatók, amelyek közül a leggyakoribbak az irídium-tantál (Ir-Ta) bevonatú titánanódok és a ruténium-iridium (Ru-Ir) bevonatú titánanódok.
Magas oxigénfejlődési túlfeszültséggel és jó kémiai stabilitással rendelkezik. Jól teljesít olyan galvanizálási folyamatokban, amelyek stabil oxigénfejlődést igényelnek, például savas rézbevonatolásnál. Alkalmas NYÁK-galvanizáló gyártósorokhoz, amelyek nagy anódstabilitást és élettartamot igényelnek, különösen nagy igényű többrétegű kártyák és nagy sűrűségű összekötő (HDI) kártyák esetén. Biztosítja a rézbevonat minőségének stabilitását.
Alacsony oxigénfejlődési túlfeszültséggel és magas elektrokatalitikus aktivitással rendelkezik. Előnyöket kínál bizonyos esetekben, ahol nagy galvanizálási hatékonyságra van szükség. Például a hagyományos kétoldalas lapok és egyes többrétegű lapok nagyméretű gyártásánál növelheti a termelési sebességet és csökkentheti a termelési költségeket, miközben biztosítja a rézbevonat bizonyos minőségét.
A platinával bevont titánanód egy platina fémréteg, amelyet galvanizálással és más módszerekkel választanak le a titán hordozó felületére. A platinaréteg vastagsága általában néhány mikron körül van, így jó vezetőképességű és kémiai stabilitású kompozit szerkezetet alkot. A platina egy nemesfém, kiváló korrózióállósággal, vezetőképességgel és katalitikus aktivitással.
Platina titán anód VS MMO titán anód
A platinabevonatú titánanód a platina magas katalitikus aktivitását és stabilitását használja ki az anódreakció elősegítésére. Az MMO-bevonatú titánanódhoz hasonlóan a savas rézbevonatú rendszerben a platinabevonatú titánanód főként a víz oxidációs és oxigénfejlődési reakciójában vesz részt. A platina katalitikus hatásának köszönhetően az oxigénfejlődési reakció hatékonyan, viszonylag alacsony potenciálon hajtható végre. Ugyanakkor a platinaréteg hatékonyan ellenáll a bevonóoldat korróziójának, biztosítva az anód stabilitását hosszú távú használat során.
Az MMO-bevonatú titánanóddal összehasonlítva a platinával bevont titánanód ára magasabb, főként a platina magas ára miatt. Előnyei azonban a korrózióállóság és bizonyos speciális tulajdonságok. Ezért a platinával bevont titánanód általában alkalmas olyan csúcskategóriás alkalmazási területekre, ahol rendkívül magasak a NYÁK-minőségi és -teljesítményi követelmények, és viszonylag érzéketlenek a költségekre, mint például a repülőgépiparban, a katonai elektronikában és más területeken a NYÁK-gyártás. Ezeken a területeken a platinával bevont titánanód megfelel a szigorú gyártási folyamatkövetelményeknek, és biztosítja, hogy a termék szélsőséges környezetben is normálisan működjön. Az MMO-bevonatú titánanódokat széles körben használják a legtöbb hagyományos NYÁK-gyártási területen jó átfogó teljesítményük és viszonylag alacsony költségük miatt.
Működési elv
Galvanizálás egy fémréteg elektrokémiai módszerekkel történő felhordásának folyamata fém vagy más anyagok felületére. Alapelve az elektrolizáló cella működési elvén alapul. Egy tipikus galvanizáló rendszerben egyenáramú tápegység, anód, katód és elektrolit található. Amikor az egyenáramú tápegység be van kapcsolva, az áram az anódból az elektrolitba folyik, majd az elektroliton keresztül a katódba vezet.
Az anódon oxidációs reakció játszódik le, melynek során a fématomok elektronokat vesznek le, és fémionokká válnak, amelyek belépnek az elektrolitba. A katódon redukciós reakció játszódik le, melynek során az elektrolitban lévő fémionok elektronokat vesznek fel, és lerakódnak a katód felületén, fémbevonatot képezve. A rézbevonatot tekintve például az anód általában réz vagy oldhatatlan anód (például titánanód), a katód a rézbevonattal ellátandó munkadarab (például NYÁK), az elektrolit pedig általában rézionokat tartalmazó oldat (például réz-szulfát-oldat). Az anódon, ha oldható rézanódról van szó, a reakció Cu – 2e⁻ = Cu²⁺, és a rézatomok elektronokat vesznek le, és feloldódnak az oldatban; ha oldhatatlan titánanódról van szó, a víz oxidációs és oxigénfejlődési reakciója főként 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺ megy végbe. A katódon a reakció Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu, és az oldatban lévő rézionok elektronokat vesznek fel, és a NYÁK felületére rakódnak le, rézbevonatot képezve.
A titánanódok jelentős előnyökkel rendelkeznek a NYÁK-galvanizálásban. A galvanizálás minőségének javítása szempontjából hatékonyan javíthatja a rézbevonat egyenletességét, javíthatja a bevonat minőségét, és megfelelhet a NYÁK-beli nagy pontosságú áramkörök és a csúcskategóriás termékek rézbevonásra vonatkozó szigorú követelményeinek. A termelési hatékonyság javítása szempontjából támogatja a nagy áramsűrűségű galvanizálást, csökkenti a termelésmegszakítási időt, és jelentősen növeli a gyártósor termelési kapacitását. A termelési költségek csökkentése szempontjából a hosszú élettartam csökkenti az anódcsere gyakoriságát és a munkaerőköltségeket, miközben csökkenti a galvanizálási megoldás karbantartási költségeit. A környezetvédelmi teljesítmény szempontjából csökkenti a nehézfém-szennyezést és az energiafogyasztást, ami összhangban van a zöld gyártás fejlődési trendjével.
