镀铜均匀性.doc

镀铜均匀性、贯孔率几近完美的解决方案颠覆传统龙门式电镀线的垂直连续电镀方式，真正从PCB电镀的实质出发而研发的高效、高均匀性的垂直连续电镀线，其相对龙门电镀线的优点：1. 高均匀性. 在PCB全板电镀(PANEL PLATING)中,采用普通阳极钛篮+磷铜球，而非氧化铜镀液的电镀方式，在控制电镀成本的同时，整板可达95%的均匀性（纵横25点测试）。设备对药水没有特定要求，采用目前市面上常见药水即可达到此均匀性。本设备之高端配置产品，全线采用伺服控制，并配合较为高端之药水则均匀性=96%。2. 高贯孔率. 传统龙门式电镀线对于小孔及微孔贯孔能力低下。对于龙门式设计的电镀线方式，此为一无法逾越之障碍。采用垂直连续电镀的设计方式，则从根本上提高PCB之孔内铜面，在8:1之纵横比下, 贯孔率=95%，高端配置产品则效果更佳。3. 高产能、低报废率. 由于采取了特定的导电及药液循环方式，电镀之电流密度可达到2.25-4.1个ASD为传统电镀线的1.5倍，为此全线生产效率至少为传统线的1.5倍，大大缩短了电镀时间，提高了设备利用率。全线采用可靠的传动及导电方式，高端配置设备采用全电脑监控每片PCB之电流。由于采用连续电镀，即便是整流器，PLC等重要控制元件发生宕机，仍然不至于使线上PCB报废，只是镀层厚度的差异(通过二次电镀可修正)，而无真正意义上的报废。4. 设备配置灵活，免保养.本设备采用模组化设计，对于不同产能要求，可方便增删铜槽数量。设备安装容易，不需要传统线繁琐的水平调整，30万平方尺的板电设备，3人3天即可安装完成进行试产板。设备在运行过程中省去了传统龙门线天车定位、摆动定位、天车排线易损、变频器电磁干扰等居多维修因素，全线可基本免保养。5. 节省人力成本，提高管理绩效.不同产能设备仅需2人操作（一人上料，一人下料）。对于高端配置产品则采用机械手自动上下料，真正做到全自动化生产。现场生产设备之状态，可通过DCS和工厂以太网实行远程集中管控的效果，所有设备生产产品之资料，如PCB批号，客户资料，每批次之料号信息，操作人员，生产时之电流、温度等一些重要信息提供数据库存档，可真正意义上的实现全厂ERP无缝连接。6.高性价比. 本厂出品之经济型配置设备与传统龙门线之价格基本等同，对于特定的用户，本设备之价格甚至低于全自动龙门线。本公司在历经三年连续投资三百多万开发的专利产品。设备在大幅提高生产产品的品质的同时严格控制的设备的制造成本，使得本设备具有极高的性价比。相对进口设备(如亚洲电镀器材)具有非同比拟的价格优势。该产品已有数条生产线安装运行中PCB生产商中，成为各PCB厂在日益激烈的竞争中的有力武器。我公司所安装的每一条生产线，提供免费一年的保固，提供终身跟踪服务。而实际上，该产品在市场小面积推广运行一年中来，设备故障率极低，得到了PCB厂商的高度赞誉。 广大PCB生产商若对此设备的技术指标和各项产板参数心存疑虑，我方可邀请贵公司工艺工程师来厂参观，直到贵公司工程师看到本设备生产之PCB达到要求再签订合约。 我们相信，此垂直连续电镀线的出现将是对传统龙门式电镀的一次全面更新换代，成为提高中国PCB生产水平的一项核线镀层均匀性改善 2009-8-27 15:26:43资料来源:PCBcity作者: 刘良军 摘要：以公司新引进的VCP 电镀线为研究对象，通过试验对比及生产数据搜集，发现在优化液位高度、挂架间距、夹板深度后，合适的底屏、边屏位置，可有效改善垂直方向板边的电力线分布，减少“边缘效应”影响，从而提高镀层均匀性。试验结果表明：底屏及边屏分别移动2mm 和20mm， 对板底部铜厚与均值差均会有约4%的影响；同时优化底屏、边屏后，可将整板CoV 由平均7.0%提至5.1%。关键词：VCP 底屏边屏镀层均匀性CoV 一、前言VCP 即Vertical Continuous Plating 的缩写，意为垂直连续电镀，与传统的垂直电镀相比，阴极受镀物采取步进的方式工作是其最大的特点，该工作方式有效提高了电镀品质，同时占地面积大大缩小，且在批量化生产方面也拥有优势，所以近来受到电镀业者的亲睐。图1 是VCP 线大致工作示意图，该图为操作界面的正面视图。操作者在上板区进行挂具上板后，板依次进入除油、水洗、预浸段，然后进入镀铜段，完成电镀后，板经过水洗、风干至出板；而挂具进入褪镀段，褪镀完毕至上板区待用。图1 VCP 线工作示意图传统的垂直电镀线，阴极相对固定位置，阳极钛篮排布、夹板方式及夹板间距对板件水平方向均匀性有着显著影响，如图2 中所示，一飞巴中，板件夹板间距、Dummy 板使用、端板位置均会影响电力线的分布，从而影响镀铜均匀性。而以我司的一条VCP 线为例，单边约300 个阳极钛篮， 这些钛篮对铜厚共同起着平均的作用，所以单个钛篮的偏位或者缺失对镀铜均匀性的影响几乎可忽略不计。同时，VCP 采用单个挂具夹一块板的做法，夹板方式固定、单一，夹板深度机械控制，基本不存在变数。所以VCP 线镀铜均匀性的关键影响因素还需重新验证。二、试验部分2.1 试验条件采用24(L)*18(W)inch 、20(L)*16(W)inch 、16(L)*20(W)inch 三种常用尺寸的试验板；厚度0.3；底铜HOZ ；镀铜液温度251；电流密度18-20ASF ；镀铜时间54-60min ；目标铜厚；假设电镀效率90-100% 。2.2 评估方法测量方法采用通用85 点测试方法，具体测试点分布如图4 所示；镀层均匀性统计方法采用CoV(Coefficient of variance) 评估，CoV 定义如下：，其中：图4 铜厚85 点测量法2.3 试验因素VCP 线与传统垂直电镀线在溶液交换的处理上不同，传统垂直电镀线多采用打气，而VCP 线多采用喷流，两相对比，喷流在保证溶液交换充分的同时，液面相对平稳，对于板垂直的摆动影响更小，这点对于薄板加工更为有利。VCP 线顶部未设阳极挡板，槽内液位相对平稳，因此对于板顶部的镀铜均匀性而言，液位高度是一个值得考量的因素。对于底部铜厚，关键影响因素为底屏及边屏设置，这两者可有效改善板底部电力线分布，从而改善铜厚分布。VCP 的底屏、边屏设置示意图参考图5。底屏即bottom shield ，通过调整H 型的底屏顶部与板底部的间距，优化板底约50mm 的电力线分布；而边屏即side shield ，通过调整边屏顶部与板底部的间距，优化板底从50mm-200mm 间的电力线分布。电力线优化示意图参照图3。至于水平方向的镀铜均匀性，基于VCP 线设计原理，夹具间距的设定，决定了前后板间距，该间距对水平方向镀铜均匀性起着决定性作用。三、结果与讨论3.1 板间距对铜厚水平分布的影响板间距同时影响着相邻两块板板边的铜厚分布。理想情况，板间距越小越好，那么铜缸中所有的板可被视作一整