يلعب طلاء النحاس بحمض الكبريتيك دورًا مهمًا للغاية في الطلاء الكهربائي لثنائي الفينيل متعدد الكلور. تؤثر جودة طلاء النحاس الحمضي بشكل مباشر على جودة طبقة النحاس على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. كما يؤثر أيضاً على الخواص الميكانيكية ذات الصلة. ويمكن أن تؤثر على خطوات المعالجة اللاحقة. لذلك يعد التحكم في جودة طلاء النحاس الحمضي خطوة أساسية في الطلاء الكهربائي لثنائي الفينيل متعدد الكلور. وتجد العديد من المصانع الكبيرة صعوبة في التحكم في هذه الخطوة بشكل جيد. بناءً على سنوات عديدة من العمل في الطلاء والخدمات الفنية، أقدم ملخصًا قصيرًا أدناه. آمل أن يساعد هذا الأشخاص الذين يقومون بالطلاء في مجال ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
تتمثل المشاكل الشائعة في الطلاء بالنحاس الحمضي بشكل أساسي فيما يلي:
- سطح الطلاء الخشن.
- عقيدات نحاسية على سطح اللوح.
- حفر التصفيح.
- تبييض سطح اللوح أو لونه غير متساوٍ.
فيما يلي ألخص المشكلات وأقدم تحليلاً موجزاً وحلولاً وتدابير وقائية.
طلاء خشن
غالبًا ما يظهر الطلاء الخشن في زوايا اللوح. ويرجع ذلك في معظم الأحيان إلى تيار الطلاء المرتفع للغاية. يمكنك خفض التيار. استخدم مقياس المشبك للتحقق مما إذا كانت قراءة التيار غير طبيعية.
إذا كانت اللوحة بأكملها خشنة فهذا نادرًا ما يحدث. رأيت ذات مرة حالة واحدة لدى أحد العملاء. وجدنا لاحقًا أن الطقس كان باردًا في الشتاء. كان محتوى المُنير (عامل التفتيح) منخفضًا جدًا. كما أنه في بعض الأحيان، لا يتم تنظيف الألواح المعاد صياغتها التي فقدت طبقة المقاومة بشكل جيد. يمكن أن يتسبب ذلك في حالة مماثلة.
كيفية التحقق والإصلاح:
- اخفض التيار وشاهد النتيجة.
- تحقق من تركيز الملمع.
- تأكد من تنظيف الألواح المعاد صياغتها جيدًا قبل الطلاء.
عقيدات نحاسية على سطح اللوح
يمكن أن تتسبب العديد من العوامل في ظهور عقيدات النحاس. يمكن أن تأتي من خطوة الطلاء بالنحاس غير المكهرب، أو من عملية نقل النمط بالكامل، أو من خطوة الطلاء بالنحاس نفسها.
الأسباب في خطوة النحاس غير المكهرب
قد تأتي عقيدات النحاس الناتجة عن عملية النحاس غير المكهرب من أي خطوة في تلك العملية.
- إزالة الشحوم القلوية في الماء العسر أو عندما يكون غبار الحفر ثقيلًا (خاصةً على الألواح ذات الوجهين التي لا تحصل على إزالة مناسبة للراتنج) وعندما يكون الترشيح ضعيفًا. يمكن أن يتسبب ذلك في خشونة سطح اللوح وأيضًا خشونة داخل الثقوب. عادةً ما يسبب ذلك ثقوبًا خشنة. يمكن إزالة التلوث الخفيف الشبيه بالبقع الخفيفة على سطح اللوح عن طريق الحفر الدقيق.
- مشكلات في الحفر الدقيق: قد يكون بيروكسيد الهيدروجين أو حمض الكبريتيك المستخدم في الحفر الدقيق رديء الجودة. أو قد يحتوي بيرسولفات الأمونيوم (أو بيرسولفات الصوديوم) على الكثير من الشوائب. أقترح استخدام مواد كيميائية من الدرجة CP على الأقل. وغالبًا ما تتسبب المواد الكيميائية من الدرجة الصناعية في حدوث أعطال أخرى.
- يمكن لمحتوى النحاس العالي في حمام الحفر الدقيق أو درجة الحرارة المحيطة المنخفضة أن يجعل بلورات كبريتات النحاس تتشكل ببطء في الحمام. كما يتسبب سائل الحمام الغائم أو الملوث في حدوث مشاكل.
مشاكل حل التنشيط
غالبًا ما ترجع مشاكل حمام التنشيط إلى التلوث أو سوء الصيانة. على سبيل المثال، تمتص مضخة الفلتر الهواء، أو تكون الجاذبية النوعية للحمام منخفضة، أو يكون محتوى النحاس مرتفعًا. إذا تم استخدام خزان التنشيط لفترة طويلة جدًا (على سبيل المثال أكثر من ثلاث سنوات) يمكن أن تتكون الجسيمات أو الغرويات. يمكن أن تلتصق هذه الجسيمات بسطح اللوح أو جدران الفتحات. وغالبًا ما يظهر هذا مع الثقوب الخشنة.
حمامات التعرية أو التسريع
إذا تم استخدام الحمام لفترة طويلة جدًا وأصبح عكرًا فهذا يسبب مشكلة. تستخدم العديد من أدوات التعرية الحديثة تركيبات حمض الفلوروبوريك. هذه يمكن أن تهاجم الألياف الزجاجية في FR-4. وهذا يرفع مستويات السيليكات والكالسيوم في الحمام. كما يمكن أن يؤدي ارتفاع محتوى النحاس والقصدير المذاب إلى ظهور عقيدات نحاسية على سطح اللوح.
خزان نحاسي غير مكهرب نفسه
قد يكون للخزان نشاط قوي للغاية. قد يجلب هياج الهواء الغبار. قد يحتوي الحوض على العديد من الجسيمات الصلبة العالقة. يمكنك ضبط معلمات المعالجة، أو إضافة أو استبدال خراطيش فلتر الهواء، أو تصفية الخزان بالكامل لحل المشكلة.
بعد النحاس غير المكهرب، لا تقم بتخزين الألواح في حمام حمض مخفف لفترة طويلة. حافظ على نظافة الحوض. إذا كان الحمام عكرًا قم بتغييره في الوقت المناسب. إذا تركت اللوح المطلي بالنحاس غير المطلي بالكهرباء لفترة طويلة جدًا فسوف يتأكسد. حتى في المحلول الحمضي يمكن أن يتأكسد. من الصعب إزالة طبقة الأكسيد ويمكن أن يؤدي ذلك إلى عقيدات نحاسية سطحية.
وباستثناء الأكسدة السطحية، غالبًا ما تتوزع عقيدات النحاس من النحاس غير المكهرب بالتساوي على اللوح. النمط منتظم. يمكن أن يتسبب التلوث الذي يسببها، سواءً كان موصلًا أم لا، في وجود عقيدات نحاسية على اللوح المطلي النهائي. لاستكشاف الأعطال وإصلاحها، استخدم ألواح اختبار صغيرة وعالجها خطوة بخطوة للعثور على السبب. بالنسبة للوحة إنتاج بها هذا العطل، يمكنك محاولة تنظيفها بالفرشاة برفق بفرشاة ناعمة لإزالة العقيدات.
خطوة نقل النمط
يمكن أن تسبب مشاكل نقل النمط عقيدات أيضًا. إذا كانت هناك مقاومة متبقية بعد التحميض (يمكن أن تظل طبقة مقاومة رقيقة جدًا مطليّة ثم يتم تغطيتها) أو إذا كان التنظيف بعد التحميض سيئًا، أو إذا كانت الألواح تجلس لفترة طويلة جدًا بعد نقل النمط، فقد يتأكسد سطح اللوح بدرجات مختلفة. ويزداد هذا الأمر سوءًا عندما يكون التنظيف بعد النقل رديئًا أو عندما تكون منطقة التخزين بها تلوث هواء شديد. ويتمثل الحل في تحسين الشطف بالماء، وتنظيم جدول الإنتاج بحيث لا تنتظر الألواح فترة طويلة جدًا، وتقوية عملية إزالة الشحوم الحمضية.
حمام النحاس الحمضي نفسه وأسباب العقيدات
وعادةً لا تتسبب المعالجة المسبقة لخزان النحاس الحمضي في العقيدات لأن الجسيمات غير الموصلة تتسبب في الغالب في عدم الطلاء أو الحفر. ولكن تندرج مشكلات خزان النحاس التي تسبب العقيدات في عدة فئات: صيانة معلمات الحمام، وتشغيل الإنتاج، والمواد، والصيانة.
- صيانة معلمات الحمام: محتوى حمض الكبريتيك مرتفع جدًا، ومحتوى النحاس منخفض جدًا، ودرجة حرارة الحمام منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا. خاصة في المصانع التي لا تتحكم في درجة الحرارة والتبريد المناسبين، يمكن أن ينخفض نطاق الكثافة الحالية. في ظل التشغيل العادي، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تكون مسحوق النحاس في الحمام.
- عملية الإنتاج: يمكن أن يؤدي تطبيق تيار عالٍ جدًا، أو الرفارف أو المشابك الرديئة، أو نقاط المشبك المفتوحة، أو سقوط الألواح في الخزان ولمس الأنودات وذوبانها إلى ارتفاع التيار المحلي. وهذا يجعل مسحوق النحاس يتشكل ويسقط في الحوض ويكوّن عقيدات.
- المواد: مشاكل مع أنودات النحاس الفوسفورية وتوزيع الفوسفور غير المتكافئ يمكن أن يسبب مشاكل.
- صيانة العملية: عند التعامل مع مهام الصيانة الكبيرة، يمكن أن تسقط رقائق النحاس أو الحطام في الخزان. لا تقوم العديد من المصانع بتنظيف الأنودات وأكياس الأنود بشكل جيد. وهذا يسبب مخاطر خفية. للمناولة الكبيرة، قم بتنظيف سطح الأنود جيدًا ورسم دقيق باستخدام بيروكسيد الهيدروجين لإظهار النحاس الطازج. انقع أكياس الأنود أولاً في حمض الكبريتيك + بيروكسيد الهيدروجين، ثم في محلول قلوي واغسلها جيدًا. استخدم أكياس الترشيح PP ذات فجوات 5-10 ميكرون.
حُفر التصفيح (تصفيح مفقود يشبه النقطة)
يمكن أن تتسبب العديد من الخطوات في حدوث حفر. وتشمل هذه الخطوات النحاس غير المكهرب، ونقل النمط، والمعالجة السابقة للطلاء، والطلاء بالنحاس، والطلاء بالقصدير.
- نحاس غير مكهرب السبب: إذا لم يتم تنظيف السلال أو الرفوف النحاسية غير المكهربة بشكل جيد لفترة طويلة، يمكن أن تتساقط حمامات الطلاء الدقيق الملوثة بالبلاديوم أو النحاس من السلال على سطح اللوح. وهذا يخلق نقاط تلوث. بعد طلاء النحاس، تصبح هذه النقاط طلاءً موضعيًا مفقودًا أو حفرًا.
- أسباب نقل النمط: يمكن أن تتسبب العديد من مشاكل الماكينات والتنظيف في حدوث حفر. ومن الأمثلة على ذلك: بكرات ماكينات الفرشاة أو قضبان التقاط الماء الملوثة بالراتنج، والمجففات أو سكاكين الهواء التي تحتوي على زيت أو غبار بداخلها، وسوء إزالة الغبار قبل التصفيح أو قبل طباعة الشاشة، وسوء التحميض في المطور، والغسل المائي السيئ بعد التحميض، ومزيل الرغوة الذي يحتوي على السيليكون الذي يلوث اللوح.
- معالجة ما قبل الطلاء: سواء كان ذلك لإزالة الشحوم الحمضية أو الحفر الدقيق أو الغمر المسبق، فإن العوامل الرئيسية تحتوي على حمض الكبريتيك. إذا كان عسر الماء مرتفعًا يصبح الحمام عكرًا ويمكن أن يلوث سطح اللوح. كما أن الطلاء الرديء لعزل الحامل يمكن أن يذوب وينتشر في الخزان ويلوث الحمام. تتسبب الجسيمات الدقيقة غير الموصلة التي تلتصق بأسطح اللوح في عدم الطلاء بدرجات متفاوتة الخطورة.
- أسباب خزان النحاس الحمض النحاسي: شفاطات الهواء في غير موضعها تتسبب في تقليب الهواء بشكل غير متساوٍ. قد تتسرب مضخات الترشيح أو قد يكون المدخل بالقرب من أجهزة السبرنجر، مما يجلب فقاعات هواء صغيرة. يمكن أن تلتصق هذه الفقاعات بسطح اللوح أو بحواف الخط، خاصةً على الحواف الجانبية أو زوايا الخط. يمكن أن يؤدي استخدام فتائل قطنية رديئة الجودة أو نوى قطنية غير معالجة جيدًا إلى تلويث الحمام. أثناء التصنيع تحتوي نوى القطن أحيانًا على معالجات مضادة للكهرباء الساكنة التي تلوث الحمام. لهذه المشاكل قم بزيادة التهوية وإزالة الرغوة السطحية في الوقت المناسب. انقع فتائل القطن في حمام حمضي وقلوي لتنظيفها قبل الاستخدام.
تبييض اللوح أو اللون غير المتساوي
يمكن أن يأتي تبييض اللوح أو اللون غير المتساوي من مشاكل في توازن الملمع في حمام النحاس، أو التلوث العضوي الشديد، أو ارتفاع درجة حرارة الحمام بشكل كبير. لا تسبب إزالة الشحوم الحمضية عادةً مشاكل في الغسيل. ولكن إذا كان الرقم الهيدروجيني للماء حمضي والحمولة العضوية عالية، خاصةً عند استخدام مياه الغسيل المعاد تدويرها، فقد يكون الغسيل ضعيفًا. ويؤدي ذلك إلى رسم دقيق غير متساوٍ.
قد يكون الحفر المجهري منخفض التركيز، وقد يكون محتوى النحاس في حوض الاستحمام مرتفعًا، وقد تكون درجة حرارة حوض الاستحمام منخفضة. كل هذا يسبب تفاوتًا في الحفر الدقيق. قد تتسبب جودة مياه الشطف الرديئة أو أوقات الشطف الطويلة أو تلوث حمض ما قبل الغمر في حدوث أكسدة طفيفة على سطح اللوح. ونظرًا لأن خزان النحاس حمضي ويتم تنشيط الألواح عند دخول الخزان، يصعب إزالة الأكسيد. وهذا يعطي لونًا غير متساوٍ للوح. إذا كانت اللوحة تلامس كيس الأنود، فإن تفاوت توصيل الأنود أو تخميل الأنود يسبب أيضًا مثل هذه العيوب.
تدابير عملية موجزة وقائمة مرجعية موجزة
- حافظ على تيار الطلاء في النطاق الصحيح. تحقق مع العدادات.
- حافظ على تركيزات الملمع والمواد المضافة ضمن المواصفات.
- حافظي على درجة حرارة الحمام مستقرة. استخدمي التحكم في درجة الحرارة عند الحاجة.
- تحكم في جودة المياه ووقت الشطف. قم بالشطف الكامل بعد كل خطوة.
- صيانة فلاتر الترشيح والهواء. استبدل خراطيش الفلاتر عند الحاجة.
- نظف الأنودات وأكياس الأنود بانتظام. استخدم خطوات الغسيل والنقع المناسبة.
- استخدم الدرجات الكيميائية المناسبة (يفضل درجة CP). تجنب المواد الكيميائية الصناعية منخفضة الدرجة عندما تكون درجة النقاء مهمة.
- تجنب فترات التخزين الطويلة للألواح بعد النحاس غير المكهرب. حافظ على نظافة الخزانات وتغيير الأحواض العكرة.
- حافظ على الرفوف والرفوف في حالة جيدة. تجنب المشابك المفكوكة ونقاط التلامس المفتوحة.
- منع الغبار والزيوت من دخول الحمامات. تنظيف الماكينات وسكاكين الهواء.
- استخدم لوحات الاختبار والفحوصات التدريجية لتحديد مصدر العيوب.
- عند ظهور عيب، قم بإجراء اختبارات موضعية أولاً مثل التنظيف الناعم بالفرشاة، ثم اضبط العملية والصيانة.
