Проблемът-извън плочата
Баните за безелектрическо медно покритие са проектирани да отлагат селективно мед върху катализирани повърхности на детайла-обикновено активираните през-отвори на печатни платки. Ваната съдържа меден сулфат, редуциращ агент (формалдехид), комплексообразуващи агенти и стабилизатори, които инхибират отлагането върху не-повърхности на детайла.
Въпреки стабилизаторите, металните потопяеми нагреватели в тези вани образуват медно покритие. Плочата-започва като тънък филм, прогресира до видим меден слой и в крайна сметка образува дебело, грубо отлагане. Покритата мед намалява преноса на топлина, изразходва химикали за баня и-най-критично-осигурява източник на медни частици, които се отделят и причиняват дефекти на детайлите. Нагревателят трябва да бъде отстранен и почистен с азотна киселина, опасна операция, която съкращава живота на нагревателя.
PTFE топлообменниците не са медни пластини. Не-проводимата, ниско{2}}енергийна флуорополимерна повърхност не осигурява каталитични места за започване на безелектрическо отлагане на мед. Платката-е елиминирана.
Механизъм за автокаталитично иницииране
Безелектрическото отлагане на мед изисква каталитична повърхност, за да започне. Формалдехидният редуциращ агент дехидрогенира на повърхността, освобождавайки електрони, които редуцират медните йони до метална мед. Прясно отложената мед сама по себе си е катализатор, поддържайки реакцията.
Повърхностите на нагревателя от неръждаема стомана и титан, макар и да не са толкова каталитични като паладия (умишленият катализатор на детайла), са достатъчно активни, за да инициират отлагане на мед. Повърхността на металния оксид има места, където формалдехидът може да се дехидрогенира. След като се образуват няколко медни ядра, те катализират по-нататъшно отлагане. Стабилизаторите във ваната-обикновено цианид, тиокарбамид или частни съединения-адсорбират върху металната повърхност и инхибират това започване, но инхибирането никога не е пълно. С течение на времето медта неизбежно се заражда и расте.
Горещата повърхност на нагревателя изостря проблема. Повишената температура на стената на тръбата ускорява химическата кинетика. Температурата също изгонва разтворения кислород, който обикновено помага за пасивиране на металната повърхност срещу отлагане. Комбинацията от каталитична повърхност, повишена температура и обеднен кислород създава идеални условия за иницииране на пла-out.
| Параметър-изход на плоча | Нагревател от неръждаема стомана | Титанов нагревател | PTFE топлообменник |
|---|---|---|---|
| Повърхностна каталитична активност | Умерен | Ниска-Умерена | Няма (-непроводим) |
| Време за започване-извън плоча (непрекъсната работа) | 2-6 седмици | 4-12 седмици | Не възниква |
| Дебелина на медно отлагане след 12 седмици (μm) | 50-200 | 20-100 | 0 |
| Метод на почистване | Лента с азотна киселина (опасна) | Лента с азотна киселина | Не се изисква |
| Въздействие на оголването върху живота на нагревателя | Намалява живота с 20-40% на лента | Намалява живота с 15-30% на лента | N/A |
PTFE не{0}}каталитична повърхност
PTFE е електрически изолатор с междина, която предотвратява преноса на електрони. Формалдехидният редуциращ агент не може да се дехидрогенира на повърхността на PTFE, тъй като няма електронни състояния, които да приемат електроните. Началната стъпка на безелектрическо отлагане на мед е невъзможна.
Дори ако медните ядра се образуват в насипния разтвор и се пренасят към повърхността на PTFE, те няма да се придържат. Ниската повърхностна енергия на PTFE (18-20 mN/m) предотвратява силното закрепване. Всякакви свободно утаени частици се измиват от нормалната циркулация на ваната.
PTFE повърхността не консумира стабилизатор. На метални повърхности стабилизаторът непрекъснато се изразходва чрез адсорбция и локалната концентрация на стабилизатор на повърхността се изчерпва. Това изчерпване създава микро-зони, където може да започне отлагане. При PTFE концентрацията на стабилизатора на повърхността е същата като в насипната баня. Пълният стабилизиращ ефект на химията във ваната е достъпен на повърхността на нагревателя.
Оперативни и качествени ползи
Премахването на плочата-премахва необходимостта от периодично отстраняване на азотна киселина-опасна операция, която генерира токсични NOx изпарения, отнема експлоатационния живот на нагревателя и създава опасни отпадъци. PTFE топлообменникът работи непрекъснато без прекъсване на почистването.
Елиминирането на медни частици, изхвърлени от покритите повърхности на нагревателя, намалява дефектите по детайлите. При производството на печатни платки една медна частица, причиняваща късо съединение между съседни следи, може да унищожи цял панел. Намаляването на дефектите допринася пряко за подобряване на добива.
Резюме
Безелектрическите медни бани се поставят върху повърхности на метални нагреватели, тъй като металните оксиди осигуряват каталитични места за дехидрогениране на формалдехид, инициирайки автокаталитично отлагане на мед. PTFE топлообменниците предотвратяват излизането-на пластина чрез тяхната не-проводима, не-каталитична повърхност, която не може да поддържа реакцията на иницииране. Ниско{5}}енергийната повърхност също така предотвратява прилепването на всякакви медни частици, образувани в насипния разтвор. Премахването на плочата премахва необходимостта от опасно отстраняване на азотна киселина и подобрява добива на детайла чрез елиминиране на източник на дефекти на медни частици.
Инженерна поддръжка за спецификация на PTFE топлообменник в вани за безелектрическо медно и друго автокаталитично покритие е налична при подаване на химия на ваната, работна температура, текуща скорост на изтичане на пластината и подробности за процедурата за отстраняване.
