Вертикальная непрерывная электропластика (VCP) в производстве печатных пластин: влияние на единообразие толщины меди

Однородность толщины меди является неизвестным героем высокопроизводительных ПХБ. 5%-ное изменение толщины меди может уменьшить пропускную способность ПХБ на 15%, увеличить тепловые точки на 20 °C,и сократить его срок службы на 30% ∙ критические сбои в таких приложениях, как базовые станции 5G, инверторы электромобилей и медицинские устройства. Введите вертикальное непрерывное электропокрытие (VCP), трансформационный процесс, который переопределил, как PCB покрываются.покрытие стволов), VCP перемещает ПХБ по вертикали через непрерывный поток электролита, обеспечивая однородность толщины меди в пределах ±2μm, значительно превышая допустимую толерантность ±5μm старых методов.

В данном руководстве рассматривается, как работает VCP, как она влияет на постоянство толщины меди и почему она стала незаменимой для современных конструкций печатных плат (HDI, многослойные, толстые медные платы).Производствуете ли вы.1 мм микровиа HDI ПКБ или 3 унции толщины медные EV доски, понимание роли VCP поможет вам построить более надежные, высокопроизводительные продукты.

Ключевые выводы
1.VCP обеспечивает единообразие толщины меди ±2μm, превосходя традиционное покрытие стойкой (±5μm) и покрытие стволом (±8μm), что критично для высокоскоростных (25Gbps+) и высокомощных (10A+) ПКБ.
2Процесс отличается сложными конструкциями: он заполняет микроволы размером до 45 мкм и пластины толщиной медь (3 унции +) с консистенцией 95%, что делает его идеальным для ПКЖ HDI, EV и 5G.
3.VCP повышает эффективность производства на 60% по сравнению с методами партии, снижая показатели переработки с 12% до 3% благодаря его непрерывному, автоматизированному рабочему процессу.
4Ключевые факторы успеха для VCP включают точное регулирование тока (± 1%), оптимизированный поток электролитов и стабилизацию температуры (25°C - 28°C), все из которых напрямую влияют на однородность меди.

Что такое вертикальная непрерывная электропластика для ПХБ?
Вертикальная непрерывная электропластика (VCP) - это автоматизированный процесс пластики, который откладывает медь на печатные пластинки, когда они движутся вертикально через серию взаимосвязанных электролитных баков.В отличие от серийных процессов (.г. раковины, где ПХБ подвешены в стационарных резервуарах), VCP работает непрерывно, обеспечивая постоянное воздействие электролита, тока,и температуры, все критические для равномерного осаждения меди.

Основные принципы ВКП
В основе VCP лежат три основных элемента для обеспечения единообразия:

1Вертикальная ориентация: ПХБ стоят в вертикальном положении, исключая объединение электролитов при помощи гравитации (основная причина неравномерного покрытия в горизонтальных системах).
2.Непрерывное движение: конвейерная система перемещает ПХБ с постоянной скоростью (1 ‰ 3 м в минуту), обеспечивая, чтобы каждая часть доски проводила в электролите одинаковое время.
3Контролируемый поток электролитов: электролит (на основе сульфата меди) накачивается равномерно по поверхности ПКБ,обеспечение постоянной подачи ионов меди (Cu2+) во все зоны, даже в труднодоступные места, такие как микровиа и тупые дыры.

VCP против традиционных методов электропластики
Традиционные методы покрытия борются с однородностью, особенно для сложных или больших объемов ПХБ. В таблице ниже сравнивается VCP с двумя наиболее распространенными методами партии:

Пример: 5G HDI ПКЖ с 0,1 мм микровиацией, покрытой через VCP, имеет 98% равномерного покрытия меди, по сравнению с 82% с раковой покрытием, уменьшающей потерю сигнала на 15% при 28 ГГц.

ЛТ ЦИРКУИТЫ роль в продвижении технологии VCP
LT CIRCUIT стала лидером в области инноваций VCP, решая ключевые проблемы в отрасли, такие как наполнение микровольей и однородность толстой меди:

1. Микровиа оптимизация:Системы VCP LT CIRCUIT® используют высокопроизводительные электролиты (с собственными добавками) для заполнения 45 мкм микровиа с плотностью меди 95%, что критично для ПКБ HDI в смартфонах и носимых устройствах..
2Экспертиза в области толстой меди: для электромобильных печатных плат, требующих 3 унций (104 мкм) меди, процесс LT CIRCUIT® VCP поддерживает толерантность ±2 мкм, что позволяет иметь мощность 5 А + (против 1 1.5 А для 1 унции меди).
3Автоматизированный контроль качества: встроенные вихревые токомеры измеряют толщину меди каждые 10 секунд, отбрасывая доски с отклонениями > ± 2 мкм, обеспечивая 99,7% первой проходной отдачи.

Процесс VCP: поэтапное влияние на однородность толщины меди
Способность VCP® обеспечивать постоянную толщину меди заключается в строго контролируемом последовательном рабочем процессе.

Шаг 1: предварительная обработка ∙ создание основы для единообразия
Недостаточная предварительная обработка является причиной # 1 неравномерного покрытия. Фаза предварительной обработки VCP обеспечивает, чтобы ПХБ были чистыми, активированными и готовыми к постоянному осаждению меди:

1.Обезжирение: ПХБ погружаются в щелочное очистительное средство (50-60°C) для удаления масел, отпечатков пальцев и остатков потока.что приводит к пробелам в толщине.
2.Микро-этировка: мягкая кислотная этировка (серная кислота + перекись водорода) удаляет 1 ‰ 2 мкм поверхности меди, создавая грубую текстуру, которая улучшает адгезию меди.Этот шаг гарантирует, что новый медный слой связей равномерно, не только в пластыри.
3Активация: ПХБ погружают в раствор хлорида палладия, чтобы посеять поверхность частицами катализатора.Ионы меди не проникают в маленькие отверстия, что приводит к пустотам.
4.Подготовка электролитов: Пластиновая ванна смешивается с точной спецификацией: 200-220 г/л сульфата меди, 50-70 г/л серной кислоты и собственных нивелирующих агентов.полиэтиленгликоль) предотвращают "накопление" меди на краях, распространенный вопрос в традиционной покрытии.

Проверка качества: предварительно обработанные ПХБ подвергаются AOI (автоматизированной оптической инспекции) для проверки чистоты. Любое остаточное загрязнение запускает цикл повторной очистки, предотвращая 80% проблем с единообразием.

Шаг 2: Электропластика
В фазе электропластировки преимущество однородности VCP проявляется в трех переменных: плотность тока, поток электролитов и температура, которые строго контролируются для обеспечения равномерного роста меди:

Как VCP обеспечивает однородные слои меди
Для обеспечения равномерного распространения меди VCP использует две ключевые технологии:

1Высокопроницаемые электролиты: добавки, такие как ионы хлорида и подсвечивающие средства, улучшают способность ионов меди проникать в небольшие отверстия.50% в раковине)Это означает, что стена через 85% толщиной, как поверхность меди.
2Обратная импульсная пластика (RPP): системы VCP LT CIRCUIT® чередуются между передовым током (укладывает медь) и коротким обратным током (убирает избыток меди с краев).Это уменьшает толщину края на 30%, создавая плоскую, равномерную поверхность.

Данные: Исследование 1000 HDI ПХБ, покрытых с помощью VCP, показало, что 97% имели толщину меди в пределах ± 2 мкм, по сравнению с 72% с покрытием с стойкой.

Шаг 3: Послеобработка
Последующая обработка гарантирует, что слой меди останется нетронутым и равномерным, предотвращая деградацию, которая может вызвать изменения толщины:

1Промывка: ПХБ промывают деионизированной водой (18MΩ) для удаления остатков электролита.
2.Сушка: горячий воздух (60°70°C) быстро сушит доску, предотвращая пятна воды, нарушающие однородность.
3.Противополоскающее покрытие (необязательно): для ПХБ, хранящихся в течение длительного времени, наносится тонкий слой бензотриазола (BTA), чтобы предотвратить окисление меди, что имеет решающее значение для поддержания консистенции толщины во время хранения.

Ключевые преимущества VCP для производства ПХБ
Влияние VCP® выходит за рамки однородности меди, оно решает основные проблемы в современном производстве печатных пластин, от эффективности до сложной поддержки проектирования.
1Непревзойденная однородность толщины меди
Наиболее важное преимущество, однородность напрямую улучшает производительность ПКБ:

a. Целостность сигнала: единая медь уменьшает вариации импеданса на 40%, что имеет решающее значение для сигналов 25Gbps+ в печатных платах 5G.
b.Термоуправление: даже медь распределяет тепло на 30% эффективнее, снижая температуру горячих точек в инверторах электромобилей на 15°C.
c. Механическая прочность: постоянная толщина меди уменьшает точки напряжения, увеличивая срок службы ПКБ на 30% в приложениях, подверженных вибрациям (например, автомобильные ADAS).

2. Эффективность для производства большого объема
Непрерывный рабочий поток VCP® трансформирует масштабируемость:

a.Пропускная способность: обрабатывает 60-120 ПХБ в час, в 3 раза быстрее, чем пластировка на стойке.
b.Сбережения труда: полностью автоматизированные (без ручной загрузки/разгрузки), сокращение затрат на рабочую силу на 50%.
c. Уменьшение отходов: 99,7% урожайность первого прохождения (против 88% для методов партии) минимизирует отходы.

Пример: контрактный производитель, производящий 10 000 смартфонных печатных пленок в неделю, сократил время производства с 5 дней (раковое покрытие) до 2 дней (VCP), сократив накладные расходы на 20 000 долларов в месяц.

3. Поддержка сложных конструкций ПКБ
ВКП превосходит традиционные методы, но они не работают:

a.HDI-PCB: заполняет 45μm микровиа с 95% плотностью меди, что позволяет использовать 0,4mm BGA в смартфонах.
b. ПКБ из толстой меди: пластины из 3 унций (104 мкм) меди с терпимостью ±2 мкм, идеально подходят для распределения электроэнергии в электромобилях.
c. Многослойные ПКБ: обеспечивают однородное использование меди в более чем 12 слоях, что имеет решающее значение для передатчиков базовой станции 5G.

4. Экономия затрат с течением времени
В то время как VCP имеет более высокие первоначальные затраты на оборудование ($200,000$500,000$ против $50,000$ для пластинки с стойками), он обеспечивает долгосрочную экономию:

a.Уменьшение переработки: 3% переработки по сравнению с 12% для пластинки с стойками экономит $0.50$2.00 за PCB.
b.Эффективность материалов: на 5% меньше медной отходов (из-за равномерного отложения) снижает стоимость материалов на 8%.
c. Экономия энергии: непрерывная эксплуатация потребляет на 20% меньше энергии, чем процессы серии.

Применение ВКП в различных отраслях
Универсальность VCP® делает его незаменимым для отраслей промышленности, требующих высокопроизводительных ПХБ:

1Потребительская электроника (смартфоны, носимые устройства)
a.Необходимость: HDI-PCB с 0,1 мм микровиа и 1 унцией мед для 5G и Wi-Fi 6E.
Влияние VCP: заполняет микровиа без вакуумов, обеспечивая целостность сигнала для загрузок 5G за 4 Гбит/с.
c.Пример: ведущий производитель смартфонов использует VCP для пластинки 6-слойных HDI-PCB, достигая 98% однородности меди и уменьшая сбои поля на 25%.

2Автомобильные автомобили (EV, ADAS)
a.Необходимость: ПХБ из толстой меди (2-3 унции) для инверторов электромобилей и радиолокационных модулей, выдерживающие температуру 150 °C.
b.ВПП воздействие: поддерживает толерантность ± 2 мкм в 3 унциях меди, обеспечивая поток 5 А тока без перегрева.
c.Пример: производитель электромобилей использует ПКБ, покрытые VCP, в своей системе управления батареей (BMS), что уменьшает температуру тепловых точек на 15°C и увеличивает срок службы батареи на 2 года.

3Телекоммуникации (5G базовые станции)
a. Потребность в 12-слойных печатных пластинках с равномерной медью для 28 ГГц мм-волновых приемопередатчиков.
b.Влияние VCP: электролиты с высоким уровнем выброса обеспечивают 85% заполнения, уменьшая потерю сигнала на 15% при частоте 28 ГГц.
c. Пример: небольшие ячейки 5G телекоммуникационного провайдера используют VCP-PCB, что увеличивает охват на 20% из-за улучшенной целостности сигнала.

4Медицинские изделия (имплантаты, диагностические изделия)
a.Необходимость: биосовместимые, однородные медные ПКБ для кардиостимуляторов и ультразвуковых аппаратов.
b.ВКП-удар: контролирует толщину меди до ±1μm, обеспечивая надежную электрическую производительность в стерильной среде.
c.Пример: производитель медицинских изделий использует VCP для пластин PCB для портативных ультразвуковых зондов, достигая 99% однородности и соблюдая стандарты ISO 13485.

Контроль качества: измерение единообразия толщины меди ВПК
Для проверки эффективности VCP производители используют два основных метода испытаний, каждый из которых имеет уникальные преимущества:

Часто задаваемые вопросы о VCP и единообразии толщины меди
Вопрос: Почему VCP лучше, чем раковина для однородности меди?
Ответ: VCP устраняет изменчивость от партии к партии, используя непрерывный поток электролита, точное управление током и вертикальную ориентацию.страдает от объединения под действием гравитации и неравномерного воздействия, что приводит к изменению толщины ± 5 мкм против. VCP ′s ±2μm.

Вопрос: Может ли VCP обрабатывать микровиа меньше 45 мкм?
A: Да, с помощью передовых электролитов с высокой проницаемостью, VCP может заполнить 30 мкм микровиа с плотностью 80%, хотя 45 мкм является идеальным местом для стоимости и однородности.LT CIRCUIT рекомендует добавить слой предварительного покрытия для улучшения адгезии меди.

Вопрос: Какова максимальная толщина меди, которую может иметь ППВ?
A: VCP обычно платы до 5oz (173μm) меди для промышленных печатных плат, с толщиной терпимости остается ±3μm для 5oz слоев.30 минут на 3 унции) но сохраняет однородность.

Вопрос: Как VCP обрабатывает многослойные ПХБ?
A: VCP платы каждый слой последовательно, с использованием выровнительных булавок, чтобы обеспечить однородность меди между слоями.LT CIRCUIT® системы VCP поддерживают ±2μm толерантность между внутренним и внешним слоями, критически важным для целостности сигналов между слоями.

Вопрос: Почему вы выбрали LT CIRCUIT для ПХБ с ПКВ?
Ответ: Системы VCP LT CIRCUIT включают собственные добавки для высокой мощности, испытания линейного вихревого тока и обратного импульсного покрытия, обеспечивающего 98% однородности меди.Их опыт в области HDI и толстых медных ПКБ гарантирует, что конструкции соответствуют стандартам IPC-6012 и IATF 16949.

Заключение
Вертикальная непрерывная электропластика (VCP) переопределила единообразие толщины меди в производстве печатных пластин, выходя за рамки традиционных методов партии.Его способность обеспечивать толерантность ±2 мкм, заполнение микровиа, и масштаб для производства больших объемов делает его незаменимым для современной электроники, от смартфонов 5G до инверторов электромобилей.

Контролируя плотность тока, поток электролита и температуру, VCP обеспечивает равномерное распределение меди по каждой части ПКБ, улучшая целостность сигнала, тепловое управление и срок службы.Для производителей, это означает меньшую переработку, более быстрое производство и продукцию, которая соответствует самым строгим отраслевым стандартам.

Поскольку ПХБ становятся все более сложными (тонкие микровиа, более толстая медь, больше слоев), VCP останется критической технологией, позволяющей создать следующее поколение высокопроизводительной электроники.Независимо от того, создаете ли вы потребительское устройство или спасающий жизни медицинский инструмент, преимущество однородности VCP является ключом к надежному, долговечному PCB.