Cómo elegir los mejores ánodos para la fabricación de placas de circuito impreso

A medida que un número cada vez mayor de productos incorpora tecnología informática —desde dispositivos personales y del Internet de las cosas hasta automóviles e infraestructuras 5G—, la demanda de placas de circuito impreso (PCB) también va en aumento. La fabricación de PCB requiere ánodos especialmente diseñados para el proceso de electrólisis, y la calidad de estos ánodos es fundamental para producir PCB que alcancen altos estándares de rendimiento y calidad del producto, al tiempo que se minimizan el mantenimiento, los costes de fabricación y el tiempo de inactividad.

Los ánodos DENORA DT son ánodos insolubles de larga duración que ofrecen un rendimiento de galvanoplastia elevado y constante, y son utilizados por los principales fabricantes de PCB para aplicaciones de alta gama.

La galvanoplastia es el proceso de crear una superficie conductora en el PCB o en la placa de circuito impreso (PWB) mediante la deposición de una fina capa de metal, normalmente cobre, que permite el funcionamiento del circuito. Los ánodos son fundamentales en el proceso de galvanoplastia, ya que constituyen la fuente de metal que se deposita sobre el PCB durante la electrólisis. El proceso de galvanoplastia determinará la calidad del producto final, concretamente la eficacia con la que la electricidad se conduce a lo largo de la placa. Este proceso supone un centro de costes en la fabricación de PCB y PWB, y las empresas pueden maximizar la rentabilidad a largo plazo creando un producto de la máxima calidad al menor coste posible.

Para lograr una galvanoplastia excelente de las PCB con una conectividad sólida, las siguientes características del ánodo son ideales:

• Buena uniformidad del recubrimiento: esto depende de mantener una distancia constante entre el ánodo y el cátodo y de mantener estable el flujo de corriente.

• Alta productividad: los ánodos que pueden operar a alta densidad de corriente permiten un galvanizado de calidad superior.

• Menor consumo de aditivos: los aditivos son caros, por lo que se prefieren los ánodos que consumen lo mínimo necesario frente a aquellos con un alto consumo de aditivos.

• Bajo mantenimiento: los ánodos que no generan lodos y duran más reducen el coste de mantenimiento y el tiempo de inactividad.

Todos los dispositivos electrónicos utilizan placas de circuito impreso, desde aplicaciones de gama alta, como los sustratos HDI para circuitos integrados utilizados en teléfonos inteligentes y tabletas, hasta aplicaciones de gama baja, como juguetes y pequeños aparatos electrónicos domésticos. Las placas de circuito impreso de gama alta requieren muchas capas con un patrón fino; por lo tanto, los ánodos solubles no son adecuados debido a su baja uniformidad de recubrimiento. Para aplicaciones de gama alta, se recomiendan los ánodos insolubles.

Aunque los ánodos solubles pueden resultar más económicos a corto plazo, tienen una densidad de corriente (5 A/dm²) mucho menor que la de los ánodos insolubles (hasta 30 A/dm²) y una distribución de la corriente irregular, en comparación con la distribución altamente uniforme de la corriente de los ánodos insolubles. La distancia entre electrodos con ánodos solubles suele ser superior a 400 mm (frente a los 100 mm de los insolubles) y presenta un menor índice de relleno de vías que el de los ánodos insolubles.

Además, se disuelven gradualmente durante la electrólisis, lo que tiene varias consecuencias indeseables:

• La formación de residuos (lodos) en la solución de galvanoplastia, lo que aumenta el mantenimiento y reduce la calidad del producto

• Un tamaño y una forma del ánodo que cambian constantemente, lo que afecta a la consistencia del rendimiento

• Una vida útil corta, lo que contribuye a un mantenimiento frecuente y laborioso
  
  

Dado que los ánodos insolubles no se disuelven, superan todos estos retos. Su único inconveniente es que suelen tener un mayor consumo de aditivos que los ánodos solubles, lo que puede aumentar los gastos de explotación de los fabricantes. De Nora ha superado este único reto con los ánodos DENORA DT (véase más abajo para obtener más detalles).

El uso de ánodos insolubles en la fabricación de placas de circuito impreso ofrece las siguientes ventajas:

• Buena uniformidad del recubrimiento y conectividad

• Elevada productividad del proceso

• Menor mantenimiento

• Ausencia de sedimentos en los ánodos

• Placas de circuito impreso y placas de cable impreso acabadas de mayor calidad

Durante la galvanoplastia de placas impresas, los fabricantes suelen añadir aditivos orgánicos al electrolito para mejorar el refinamiento del grano, el poder de cobertura, la nivelación y el abrillantado del depósito de cobre. Los aditivos pueden aumentar significativamente el coste de la galvanoplastia de placas de circuito impreso, por lo que los fabricantes prefieren utilizar la cantidad mínima necesaria para lograr los resultados deseados.

Existen tres tipos básicos de aditivos utilizados en la galvanoplastia ácida de cobre:

• Portadores/supresores: los portadores se adsorben en la superficie del cátodo y, junto con los iones cloruro, actúan para suprimir la velocidad de galvanización.

• Abrillantadores: Los abrillantadores mejoran el acabado reflectante del metal recubierto y evitan la formación de depósitos rugosos o mates en la superficie del PCB.

• Niveladores: Los niveladores garantizan un espesor de recubrimiento más uniforme al controlar los efectos del alcance.

Con los ánodos DENORA DT, los fabricantes obtienen lo mejor de ambos mundos: ánodos de larga duración que ofrecen un rendimiento elevado y constante, no se degradan ni introducen impurezas, requieren poco mantenimiento y ofrecen un consumo de aditivos equivalente al de los ánodos solubles. Nuestros ánodos insolubles son utilizados por los principales fabricantes de PCB y seleccionados por los proveedores de equipos para sus líneas de galvanoplastia continua vertical (VCP) y equipos de galvanoplastia horizontal.

Mientras que algunos ánodos insolubles dependen de una caja de ánodos para minimizar el consumo de aditivos, los ánodos DENORA DT incorporan una función de membrana en la capa de recubrimiento, lo que elimina la necesidad de dicha caja y, al mismo tiempo, minimiza el consumo de aditivos. Esta característica también elimina el coste de la caja de ánodos.

Los ánodos DENORA DT garantizan un rendimiento óptimo gracias a:

• Una distribución uniforme del recubrimiento de cobre y un excelente poder de alcance

• Capacidad fiable de relleno de vías de cobre

• Uniformidad 1:1 entre la superficie y los orificios pasantes

• Consumo de aditivos extremadamente bajo sin membrana

• Eliminación de nódulos y lijado de la superficie

• Mayor vida útil del baño de galvanoplastia con un rendimiento estable

• Menor mantenimiento del baño gracias a la reducción del TOC

• Larga vida útil

• Eliminación del mantenimiento de los ánodos

• Capacidad para funcionar a una mayor densidad de corriente
  
  

Nuestra trayectoria de 100 años en electroquímica se extiende ahora por todo el mundo, y esa es una de las razones por las que las empresas valoran tanto trabajar con De Nora. Ofrecemos soluciones personalizadas y asistencia global para ayudar a nuestros clientes a optimizar sus operaciones y alcanzar sus objetivos de fabricación y rentabilidad. Nuestras soluciones electroquímicas, robustas y contrastadas, se someten a un proceso de desarrollo continuo para mejorar su simplicidad, seguridad, sostenibilidad y eficiencia.