Anodo di titanio personalizzato per circuito stampato
Gli anodi in titanio hanno un importante valore applicativo e ampie prospettive di sviluppo nel campo della produzione di circuiti stampati. Gli anodi in titanio rivestiti in ossido metallico misto (MMO) e gli anodi in titanio placcati in platino soddisfano le esigenze di diverse tecnologie e prodotti di produzione di PCB con le loro rispettive caratteristiche.
- Anodo di zinco
- Anodo d'argento
- Anodo di nichel
- Anodo di rame
Applicazione dell'anodo di titanio nei circuiti stampati
Nel campo della moderna produzione elettronica, i circuiti stampati (PCB) sono componenti chiave di vari dispositivi elettronici e la loro tecnologia di produzione influisce direttamente sulle prestazioni e sull'affidabilità dei dispositivi stessi. Da smartphone e computer a dispositivi medici, sistemi elettronici aerospaziali, ecc., i PCB sono ovunque. Nella produzione di PCB, la galvanica gioca un ruolo fondamentale, in particolare la placcatura in rame, che è un elemento chiave nella formazione delle linee conduttive del circuito stampato e nella realizzazione della connessione elettrica tra le schede multistrato. Come componente importante nella galvanica, anodi di titanio hanno un profondo impatto sulla qualità, sull'efficienza e sui costi di produzione della galvanica.
Tipo di anodo in titanio
Nella produzione di circuiti stampati (PCB), diverse galvaniche e requisiti richiedono l'uso di tipi specifici di anodi in titanio, i più comuni dei quali sono gli anodi in titanio rivestiti con ossido metallico misto (MMO) e gli anodi in titanio placcati in platino.
Anodo di titanio rivestito in ossido metallico misto (MMO)
Anodi in titanio rivestiti in MMO Sono a base di titanio e presentano sulla superficie un rivestimento catalitico composto da una varietà di ossidi di metalli preziosi. Questi ossidi di metalli preziosi includono solitamente iridio (Ir), rutenio (Ru), tantalio (Ta), ecc. Vengono sinterizzati sulla superficie del substrato di titanio attraverso processi specifici (come la decomposizione termica, il metodo sol-gel, ecc.) per formare un film sottile con buona conduttività e attività elettrocatalitica. Lo spessore del rivestimento è generalmente compreso tra pochi micron e decine di micron e la sua microstruttura è porosa, densa e uniforme. Questa struttura favorisce il miglioramento delle prestazioni elettrocatalitiche e della stabilità dell'anodo.
Nella galvanica, quando la corrente attraversa l'anodo di titanio rivestito in MMO, gli ossidi di metalli preziosi presenti nel rivestimento svolgono un ruolo elettrocatalitico, riducendo la sovratensione della reazione anodica e promuovendo la reazione di ossidazione sull'anodo. Prendendo ad esempio la placcatura in rame acido, nell'elettrolita di solfato di rame e acido solforico, la reazione principale all'anodo è l'ossidazione e lo sviluppo di ossigeno dell'acqua (2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺). Componenti come l'ossido di iridio nel rivestimento in MMO possono catalizzare efficacemente questa reazione, consentendole di procedere senza intoppi a un potenziale inferiore, migliorando così l'efficienza della galvanica e riducendo il consumo energetico.
Caratteristiche e scenari di applicazione dei diversi tipi di anodi in titanio rivestiti in MMO. In base alla composizione e alla percentuale di ossidi di metalli preziosi nel rivestimento, gli anodi in titanio rivestiti in MMO possono essere suddivisi in diverse tipologie, le più comuni delle quali sono gli anodi in titanio rivestiti in iridio-tantalio (Ir-Ta) e gli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio (Ru-Ir).
Presenta un elevato sovrapotenziale di evoluzione dell'ossigeno e una buona stabilità chimica. Offre ottime prestazioni nei processi di galvanica che richiedono un'evoluzione stabile dell'ossigeno, come la ramatura acida. È adatto per linee di produzione di galvanica per PCB che richiedono elevata stabilità e durata dell'anodo, soprattutto quando si tratta di schede multistrato ad alta richiesta e schede di interconnessione ad alta densità (HDI). Può garantire la stabilità della qualità della ramatura.
Presenta un basso sovrapotenziale di evoluzione dell'ossigeno e un'elevata attività elettrocatalitica. Offre vantaggi in alcune situazioni in cui è richiesta un'elevata efficienza di galvanizzazione. Ad esempio, nella produzione su larga scala di schede a doppia faccia convenzionali e di alcune schede multistrato, può aumentare la velocità di produzione e ridurre i costi, garantendo al contempo una certa qualità di placcatura in rame.
L'anodo in titanio placcato in platino è uno strato di platino metallico depositato sulla superficie del substrato di titanio mediante galvanoplastica e altri metodi. Lo spessore dello strato di platino è solitamente di pochi micron, formando una struttura composita con buona conduttività e stabilità chimica. Il platino è un metallo prezioso con eccellente resistenza alla corrosione, conduttività e attività catalitica.
Anodo in titanio e platino VS anodo in titanio MMO
L'anodo in titanio placcato in platino sfrutta l'elevata attività catalitica e la stabilità del platino per promuovere la reazione anodica. Analogamente all'anodo in titanio rivestito in MMO, nel sistema di placcatura in rame acido, l'anodo in titanio placcato in platino partecipa principalmente alla reazione di ossidazione e sviluppo dell'ossigeno dell'acqua. Grazie all'effetto catalitico del platino, la reazione di sviluppo dell'ossigeno può essere condotta in modo efficiente a un potenziale relativamente basso. Allo stesso tempo, lo strato di platino può resistere efficacemente alla corrosione della soluzione di placcatura, garantendo la stabilità dell'anodo durante l'uso a lungo termine.
Rispetto all'anodo in titanio rivestito in MMO, il costo dell'anodo in titanio placcato in platino è più elevato, principalmente a causa dell'elevato prezzo del platino. Tuttavia, presenta vantaggi in termini di resistenza alla corrosione e alcune proprietà speciali. Pertanto, l'anodo in titanio placcato in platino è generalmente adatto per applicazioni di fascia alta con requisiti estremamente elevati in termini di qualità e prestazioni dei PCB e relativamente poco sensibili ai costi, come la produzione di PCB in ambito aerospaziale, nell'elettronica militare e in altri settori. In questi settori, l'anodo in titanio placcato in platino può soddisfare i rigorosi requisiti del processo produttivo e garantire il normale funzionamento del prodotto in ambienti estremi. Gli anodi in titanio rivestiti in MMO sono ampiamente utilizzati nella maggior parte dei settori di produzione di PCB convenzionali grazie alle loro buone prestazioni complessive e al costo relativamente basso.
Principio di funzionamento
Galvanotecnica La galvanostegia è un processo di deposizione di uno strato di metallo sulla superficie di metalli o altri materiali utilizzando metodi elettrochimici. Il suo principio di base si basa sul principio di funzionamento della cella elettrolitica. In un tipico sistema di galvanostegia, include un alimentatore a corrente continua, un anodo, un catodo e un elettrolita. Quando l'alimentatore a corrente continua è acceso, la corrente fluisce dall'anodo all'elettrolita e poi viene condotta al catodo attraverso l'elettrolita.
All'anodo si verifica una reazione di ossidazione e gli atomi metallici perdono elettroni e diventano ioni metallici che entrano nell'elettrolita. Al catodo si verifica una reazione di riduzione e gli ioni metallici nell'elettrolita acquisiscono elettroni e si depositano sulla superficie del catodo formando un rivestimento metallico. Prendendo ad esempio la placcatura in rame, l'anodo è solitamente in rame o insolubile (come un anodo in titanio), il catodo è il pezzo da rivestire in rame (come un PCB) e l'elettrolita è generalmente una soluzione contenente ioni rame (come una soluzione di solfato di rame). All'anodo, se si tratta di un anodo di rame solubile, la reazione è Cu – 2e⁻ = Cu²⁺ e gli atomi di rame perdono elettroni e si dissolvono nella soluzione; Se si tratta di un anodo in titanio insolubile, la reazione di ossidazione e sviluppo di ossigeno dell'acqua avviene principalmente come 2H₂O – 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺. Al catodo, la reazione è Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu, e gli ioni rame nella soluzione acquisiscono elettroni e si depositano sulla superficie del PCB per formare uno strato di placcatura in rame.
Gli anodi in titanio offrono vantaggi significativi nella galvanica dei PCB. In termini di miglioramento della qualità della galvanica, possono migliorare efficacemente l'uniformità della placcatura in rame, migliorare la qualità del rivestimento e soddisfare i severi requisiti dei circuiti stampati ad alta precisione e dei prodotti di fascia alta per la placcatura in rame. In termini di miglioramento dell'efficienza produttiva, supportano la galvanica ad alta densità di corrente, riducono i tempi di interruzione della produzione e aumentano significativamente la capacità produttiva della linea di produzione. In termini di riduzione dei costi di produzione, la lunga durata riduce la frequenza di sostituzione degli anodi e i costi di manodopera, riducendo al contempo i costi di manutenzione della soluzione di placcatura. In termini di protezione ambientale, riducono l'inquinamento da metalli pesanti e il consumo energetico, in linea con la tendenza di sviluppo della produzione ecosostenibile.
