プリント基板製造に最適な陽極の選定

パーソナルデバイスやIoTデバイスから自動車、5Gインフラに至るまで、コンピューティング技術を組み込んだ製品が増加するにつれ、プリント基板（PCB）の需要も同様に拡大しています。PCB製造では、電解プロセス用に特別に設計された陽極が必要であり、これらの陽極の品質は、高い性能基準と製品品質を満たすPCBを製造すると同時に、メンテナンス、製造コスト、およびダウンタイムを最小限に抑える上で極めて重要です。

DENORA DT陽極は、長寿命の不溶性陽極であり、高水準かつ安定した電気めっき性能を発揮するため、主要なPCBメーカーによってハイエンド用途に採用されています。

電気めっきとは、PCB（プリント基板）またはPWB（プリント配線基板）上に、通常は銅などの金属の薄層を堆積させることで導電性表面を形成し、回路の機能を実現するプロセスです。陽極は、電解中にPCB上に堆積される金属の供給源であるため、電気めっきプロセスにおいて中心的な役割を果たします。 電気めっきプロセスは、完成品の品質、特に基板全体での電気伝導性の良さを決定づけます。このプロセスはPCBおよびPWB製造におけるコストセンターであり、企業は可能な限り低いコストで最高品質の製品を製造することで、長期的な収益性を最大化することができます。

優れた接続性を備えた高品質なPCB電気めっきを実現するには、以下の陽極の特性が理想的です：

• 良好なめっき均一性：これは、陽極と陰極間の間隔を一定に保ち、電流の流れを安定させることに依存します。

• 高い生産性：高電流密度で動作可能な陽極は、優れためっき結果をもたらします。

• 添加剤の消費量が少ないこと：添加剤は高価であるため、添加剤の消費量が多いものよりも、必要最小限の消費で済む陽極が好まれます。

• メンテナンスの手間が少ないこと：スラッジを発生させず、長寿命な陽極は、メンテナンスコストとダウンタイムを削減します。

スマートフォンやタブレットに使用されるHDI IC基板などのハイエンド用途から、玩具や小型家電などのローエンド用途に至るまで、あらゆる電子機器にプリント基板が使用されています。ハイエンドのプリント基板は、微細なパターンを持つ多層構造を必要とするため、めっきの均一性が低い可溶性陽極は適していません。ハイエンド用途には、不溶性陽極の使用が推奨されます。

可溶性陽極は短期的にはコストが低く抑えられる場合がありますが、電流密度（5A/dm²）は不溶性陽極（最大30A/dm²）よりもはるかに低く、電流 の分布も不均一であるのに対し、不溶性陽極は極めて均一な電流分布を実現します。 可溶性陽極の場合、電極間隔は通常 400mm 以上（不溶性陽極の場合は 100mm）となり、不溶性陽極に比べてビア充填率が低くなります。

また、電解中に徐々に溶解するため、いくつかの好ましくない結果をもたらします：

• めっき液中に残渣（スラッジ）が生成され、メンテナンスの手間が増加し、製品品質が低下する

• 陽極のサイズや形状が絶えず変化し、性能の安定性に影響を与える

• 稼働寿命が短く、頻繁かつ手間のかかるメンテナンスが必要となる
  
  

不溶性陽極は溶解しないため、これらの課題をすべて克服しています。唯一の欠点は、可溶性陽極に比べて添加剤の消費量が一般的に多いため、製造業者の運営コストが増加する可能性があることです。デ・ノラ社は、DENORA DT陽極によってこの課題を克服しました（詳細は以下を参照）。

PCB製造に不溶性陽極を使用することで、以下のメリットが得られます：

• 良好なめっき均一性と導通性

• 高いプロセス生産性

• メンテナンスの軽減

• 陽極スラッジの発生なし

• 高品質な完成プリント基板およびプリント配線板

プリント基板の電気めっきにおいて、メーカーは銅めっき層の結晶粒微細化、付着性、平滑化、および光沢向上を図るため、電解液に有機添加剤を添加することがよくあります。添加剤はPCB電気めっきのコストを大幅に押し上げる可能性があるため、メーカーは望ましい結果を得るために必要最小限の使用を好みます。

酸性銅めっきで使用される添加剤には、基本的に以下の3種類があります：

• 担体／抑制剤：担体は陰極表面に吸着され、塩化物イオンと相まってめっき速度を抑制する働きをします。

• 光沢剤：光沢剤は、めっき金属の反射仕上げを向上させ、PCB表面に粗いまたはくすんだめっき層が形成されるのを防ぎます。

• レベラー：レベラーは、投射力の影響を制御することで、より均一なめっき厚を確保します。

DENORA DT アノードを使用することで、メーカーは両方の利点を享受できます。つまり、高い性能を安定して発揮し、劣化や不純物の混入がなく、メンテナンスもほとんど必要とせず、かつ可溶性アノードと同等の添加剤消費量を実現する、長寿命のアノードです。当社の不溶性アノードは、大手PCBメーカーで使用されているほか、 は、その垂直連続めっき（VCP）ラインや水平電気めっき装置向けに、装置サプライヤーから選定されています。

一部の不溶性陽極は、添加剤の消費を最小限に抑えるために陽極ボックスを必要としますが、DENORA DT陽極はコーティング層に膜機能が組み込まれているため、陽極ボックスが不要であると同時に、添加剤の消費も最小限に抑えます。この機能により、陽極ボックスのコストも削減されます。

DENORA DTアノードは、以下の点で最適な性能を保証します：

• 均一な銅めっき分布と優れた投射力

• 信頼性の高い銅ビア充填能力

• 表面とスルーホールの1:1の均一性

• 膜を使用しないため、添加剤の消費量が極めて少ない

• ノジュールの発生防止および表面の研磨

• 安定した性能によるめっき浴寿命の向上

• TOCの低減によるめっき浴のメンテナンス負担の軽減

• 長寿命

• 陽極のメンテナンスが不要

• 電流密度の向上による運転が可能
  
  

電気化学分野における100年にわたる当社の実績は今や世界中に広がっており、これが企業がデ・ノラとの提携に大きな価値を見出す理由の一つとなっています。当社は、お客様が操業を最適化し、製造および収益性の目標を達成できるよう、カスタマイズ可能なソリューションとグローバルなサポートを提供しています。当社の堅牢で実績のある電気化学ソリューションは、簡便性、安全性、持続可能性、効率性、生産性において、性能を絶えず向上させるべく、継続的な開発プロセスを経ています。