PCB Üretiminde Dikey Devamlı Elektroplating (VCP): Bakır Kalınlığı Eşgüdümlülüğüne Etkisi

Bakır kalınlığının eşitliği yüksek performanslı PCB'lerin bilinmeyen kahramanıdır. Bakır kalınlığında % 5'lik bir değişiklik, PCB'nin akım taşıma kapasitesini % 15 oranında azaltabilir, termal sıcak noktaları 20 ° C artırabilir,ve yaşam süresini %30 oranında kısaltır.PCB'lerin kaplama şeklini yeniden tanımlayan dönüştürücü bir süreç olan Dikey Devamlı Elektroplating (VCP) 'e girin.Fırın kaplama), VCP, PCB'leri dikey olarak sürekli bir elektrolit akışı ile hareket ettirir ve daha eski tekniklerin ±5μm toleransını çok daha fazla ±2μm ısındaki bakır kalınlığı eşitliği sağlar.

Bu kılavuz, VCP'nin nasıl çalıştığını, bakır kalınlığı tutarlılığı üzerindeki oyun değiştiren etkisini ve modern PCB tasarımları için neden vazgeçilmez hale geldiğini (HDI, çok katmanlı, kalın bakır levhalar) araştırıyor.Üretim yapıp yapmadığınız.1mm mikro HDI PCB'ler veya 3 oz kalınlığında bakır EV panelleri, VCP'nin rolünü anlamak daha güvenilir, yüksek performanslı ürünler üretmenize yardımcı olacaktır.

Önemli Önemli Noktalar
1.VCP, yüksek hızlı (25Gbps+) ve yüksek güç (10A+) PCB'ler için kritik olan geleneksel raf kaplamasını (±5μm) ve fıçı kaplamasını (±8μm) aşan ±2μm bakır kalınlığı tekilliği sağlar.
2Bu işlem karmaşık tasarımlarla öne çıkar: 45μm kadar küçük mikro çubukları ve 95% tutarlılıkla kalın bakır (3oz+) plakaları doldurur ve HDI, EV ve 5G PCB'ler için idealdir.
3.VCP, seri yöntemlerine kıyasla üretim verimliliğini %60 arttırır ve sürekli, otomatik iş akışı sayesinde yeniden işleme oranlarını %12'den %3'e düşürür.
4VCP için önemli başarı faktörleri, doğru akım kontrolü (± 1%), optimize edilmiş elektrolit akışı ve sıcaklık stabilizasyonu (25 ∼ 28 ° C) – bunların hepsi bakır tekdüzeliğini doğrudan etkiler.

PCB'ler için Dikey Sürekli Elektroplating (VCP) Nedir?
Dikey Sürekli Elektroplating (VCP), birbirine bağlı bir dizi elektrolit tankı boyunca dikey hareket ettikleri için PCB'lere bakır yatıran otomatik bir plaklama işlemidir.Toplu işlemlerin aksine (eÖrneğin, PCB'lerin sabit tanklarda asıldığı raf kaplama), VCP sürekli çalışır, elektrolit, akım,ve sıcaklık ̇tüm tekdüze bakır çökmesi için kritik.

VCP'nin Temel İlkeleri
VCP'nin merkezinde, tekdüzeliği sağlamak için üç temel öğeye dayanır:

1Dikey yönelim: PCB'ler dikey duruyor, yerçekimi ile yönetilen elektrolit bir araya gelmesini ortadan kaldırıyor (yüksek sistemlerde eşit olmayan plakalamanın başlıca nedeni).
2Devamlı Hareket: Bir taşıyıcı sistemi PCB'leri dakikada 1 ′′3 metre sabit bir hızda hareket ettirir ve kartın her parçasının elektrolitte aynı süreyi geçirdiğini sağlar.
3Kontrol edilen Elektrolit Akışı: Elektrolit (bakır sülfat bazlı) PCB yüzeyinde eşit şekilde pompalandırılır.Tüm alanlara bakır iyonlarının (Cu2+) tutarlı bir şekilde tedarik edilmesi, hatta mikroyağlar ve kör delikler gibi ulaşılması zor yerlere bile.

VCP ile Geleneksel Elektroplating Metotları
Geleneksel kaplama teknikleri, özellikle karmaşık veya yüksek hacimli PCB'ler için tekdüzelik ile mücadele eder.

Örnek: VCP üzerinden kaplanmış 0.1mm mikro çubuklu bir 5G HDI PCB, 28GHz'de sinyal kaybını% 15 oranında azaltan rak kaplama ile% 82 ile karşılaştırıldığında% 98 tekil bakır kapsamına sahiptir.

LT CIRCUIT'lerin VCP Teknolojisinin Gelişmesinde Rolü
LT CIRCUIT, endüstrinin kilit sorun noktalarını ele alarak VCP inovasyonunda lider olarak ortaya çıktı.

1Mikrovia Optimizasyonu:LT CIRCUIT'in VCP sistemleri, akıllı telefonlar ve giyilebilir cihazlardaki HDI PCB'ler için kritik olan% 95 bakır yoğunluğu olan 45μm mikrovyaları doldurmak için “yüksek atımlı” elektrolitler (propertör katkı maddeleri ile) kullanır..
2Kalın Bakır Uzmanlığı: 3 oz (104μm) bakır gerektiren EV PCB'leri için LT CIRCUIT'in VCP işlemi, 5A +'ın akım taşıma kapasitesini sağlayan ± 2μm toleransını korur (1oz bakır için 1 ¢ 1.5A ile karşılaştırılır).
3Otomatik Kalite Kontrolü: Satır içi girdap akım ölçüm cihazları her 10 saniyede bir bakır kalınlığını ölçer, sapmaları > ± 2μm'lik panelleri reddederek ilk geçiş veriminin% 99.7'sini sağlar.

VCP Süreci: Bakır Kalınlığının Uyumluluğuna Adım Adım Etkisi
VCP'nin tutarlı bakır kalınlığı sağlama yeteneği, sıkı bir şekilde kontrol edilen, sıralı iş akışında yatıyor.

1. Adım: Ön işleme  Uyumluluk için temel oluşturmak
Kötü ön işleme, eşit olmayan kaplamaların # 1 nedenidir. VCP'nin ön işleme aşaması PCB'lerin temiz, aktif ve tutarlı bakır çöküntüsü için hazır olmasını sağlar:

1.Degreasing: PCB'ler yağları, parmak izlerini ve akış kalıntılarını çıkarmak için alkali bir temizleyicide (50-60 ° C) batırılır.kalınlık boşluklarına yol açar.
2.Mikro-Çizim: Hafif bir asitli kazım (sülfürik asit + hidrojen peroksit) 1 ′′2 μm yüzey bakır çıkarır, bakır yapısını iyileştiren kaba bir doku oluşturur.Bu adım yeni bakır katman bağları eşit sağlarSadece parça parça değil.
3Etkinleştirme: PCB'ler, yüzeye katalizör parçacıkları ekmek için palladium klorür çözeltisine batırılır.Bakır iyonları küçük deliklere giremez., boşluklara yol açar.
4Elektrolit Hazırlama: Plaklama banyosu tam özelliklere göre karıştırılır: 200~220g/L bakır sülfat, 50~70g/L sülfürik asit ve özel düzeleme ajanları.Polyethylene glycol) bakırın kenarlarında “toplanmasını” engeller., geleneksel kaplamalarda yaygın bir sorun.

Kalite Kontrolü: Ön tedavilenmiş PCB'ler temizliklerini doğrulamak için AOI'ye (Automatik Optik Denetim) tabi tutulur.

2. Adım: Elektroplating Bakır Depozisyonunun Kontrolü
Elektroplating aşamasında VCP'nin tekdüzelik avantajı parlıyor.

VCP'nin Tekdüze Bakır Katmanlarını Nasıl Sağladığı
VCP, bakırın eşit şekilde yayılmasını sağlamak için iki temel teknoloji kullanır:

1Yüksek Atma Elektrolitleri: Klorür iyonları ve aydınlatıcılar gibi katkı maddeleri, bakır iyonlarının küçük deliklere nüfuz etme kabiliyetini artırır. 45μm mikroviyalar için atma gücü% 85'e (vs.% 50 rak kaplama), yani kanal duvarı yüzey bakırından %85 daha kalın.
2Ters Dövme Plating (RPP): LT CIRCUIT'lerin VCP sistemleri ileri akım (bakır yatırma) ve kısa ters akım (çeplerden fazla bakır çıkarır) arasında alternatif olarak çalışır.Bu kenar kalınlığını % 30 azaltır., düz, tek tip bir yüzey oluşturur.

Veri Noktası: VCP ile kaplama yapılan 1000 HDI PCB'den yapılan bir çalışmada,% 97'sinin rak kaplama ile% 72'ye kıyasla, ± 2μm içinde bakır kalınlığı olduğu bulunmuştur.

Adım 3: İşleme sonrası
İşlem sonrası bakır katmanının sağlam ve tekdüze kalmasını sağlar ve kalınlık değişimleri yaratabilecek bozulmayı önler:

1.Yıkama: PCB'ler, geri kalan elektrolitleri çıkarmak için ionize edilmiş su (18MΩ) ile yıkanabilir.
2Kurutma: Sıcak hava (60 ~ 70 ° C) levhayı hızlıca kurutur ve tekdüzeliği bozan su lekelerini önler.
3.Anti-Tarnish kaplama (Farklı): Uzun süre depolanan PCB'ler için, depolama sırasında kalınlık tutarlılığını korumak için kritik bakır oksidasyonunu önlemek için ince bir benzotriazol (BTA) katmanı uygulanır.

PCB Üretimi için VCP'nin Ana Avantajları
VCP'nin etkisi, bakır birliğinin ötesine uzanır ve modern PCB üretiminde verimlilikten karmaşık tasarım desteğine kadar temel zorlukları çözür.
1. Eşsiz Bakır Kalınlığı Tekdüzelik
En önemli fayda, tekdüzelik doğrudan PCB performansını geliştirir:

a.Sinyal bütünlüğü: Eşsiz bakır, impedans değişimlerini% 40 oranında azaltır, 5G PCB'lerde 25Gbps+ sinyalleri için kritiktir.
Termal Yönetim: Bakır bile ısıyı %30 daha verimli bir şekilde yayar ve EV invertörlerindeki sıcak noktaları 15°C düşürür.
c.Mekanik Dayanıklılık: Sürekli bakır kalınlığı stres noktalarını azaltır ve titreşim eğilimli uygulamalarda (örneğin otomotiv ADAS) PCB ömrünü% 30 artırır.

2Yüksek Hacimli Üretim için Verimlilik
VCP'nin sürekli iş akışı ölçeklenebilirliği dönüştürür:

a.Sürme: Saatte 60-120 PCB işliyor, raf kaplama işleminden 3 kat daha hızlı.
b.İşgücü tasarrufu: Tamamen otomatik (manuel yükleme / boşaltma yok), işgücü maliyetlerini% 50 oranında azaltır.
c. Azaltılmış Atık: 99.7% ilk geçiş verimi (parti yöntemleri için% 88'e karşı) hurdaları en aza indirir.

Örnek: Haftada 10.000 akıllı telefon PCB üreten bir sözleşme üreticisi, üretim süresini 5 günden (rack plating) 2 güne (VCP) düşürerek genel maliyetleri aylık 20.000 dolara düşürdü.

3Karmaşık PCB Tasarımları Destek
Geleneksel yöntemlerin başarısız olduğu yerlerde VCP mükemmel: karmaşık, yüksek yoğunluklu tasarımlar:

a.HDI PCB'ler: Akıllı telefonlarda 0.4 mm pitch BGA'ları sağlayan% 95 bakır yoğunluğu ile 45μm mikro çubukları doldurur.
b. Kalın-Bakır PCB'ler: 3 oz (104μm) bakır plakalar, EV güç dağıtımı için idealdir.
c. Çok katmanlı PCB'ler: 5G baz istasyonu alıcıları için kritik olan 12+ katman arasında tek tip bakır sağlar.

4. Zamanla maliyet tasarrufu
VCP'nin daha yüksek ön ekipman maliyetleri olsa da (200.000 $ 500.000 $ rak kaplama için 50.000 $ karşılaştırıldığında), uzun vadeli tasarruf sağlar:

a.Dönüştürme azaltımı: Rack plakalama için% 12'ye karşı% 3 yeniden işleme oranı, PCB başına $ 0.50$ 2.00 tasarruf eder.
Malzeme verimliliği:% 5 daha az bakır atığı (sürekli deppozisyon nedeniyle) malzeme maliyetlerini% 8 azaltır.
c. Enerji tasarrufu: Sürekli çalışma, seri işlemlere göre %20 daha az enerji kullanır.

Endüstrilerde VCP Uygulamaları
VCP'nin çok yönlülüğü, yüksek performanslı PCB'leri talep eden endüstriler için vazgeçilmez hale getirir:

1Tüketici Elektronikleri (Akıllı Telefonlar, Giyilebilir Cihazlar)
a. Gereklilik: 5G ve Wi-Fi 6E için 0.1mm mikrolar ve tek tip 1 oz bakırlı HDI PCB'ler.
b.VCP etkisi: 5G indirme için 4Gbps sinyal bütünlüğünü sağlayan boşluklar olmadan mikro boşlukları doldurur.
c.Örnek: Önde gelen bir akıllı telefon OEM'si, VCP'yi 6 katmanlı HDI PCB'ler için kullanır,% 98 bakır tekdüzeliği elde eder ve alan arızasını% 25 azaltır.

2Otomotiv (EV'ler, ADAS)
a. İhtiyaç: EV invertörleri ve radar modülleri için kalın bakır (2 ′′ 3 oz) PCB'ler, 150 °C sıcaklığa dayanabilir.
b.VCP Etkisi: 3 oz bakırda ±2μm toleransını korur, aşırı ısınmadan 5A akım akışını sağlar.
c.Örnek: Bir EV üreticisi, batarya yönetim sisteminde (BMS) VCP kaplama PCB kullanır, bu da termal sıcak noktaları 15°C azaltır ve batarya ömrünü 2 yıl uzatır.

3Telekomünikasyon (5G Baza İstasyonları)
a. Gereklilik: 28GHz mmWave alıcıları için tek tip bakırlı 12 katmanlı PCB'ler.
b.VCP etkisi: Yüksek atışlı elektrolitler, doldurma yoluyla% 85'i sağlar ve sinyal kaybını% 15 oranında 28GHz'de azaltır.
c. Örnek: Bir telekom sağlayıcısının 5G küçük hücreleri, sinyal bütünlüğünün iyileştirilmesi nedeniyle kapsamı% 20 artıran VCP PCB'leri kullanır.

4. Tıbbi cihazlar (Eklenme, Teşhis)
a. İhtiyaç: Biyo uyumlu, düzenli bakır PCB'ler kalp hızlandırıcıları ve ultrason makineleri için.
b.VCP Etkisi: Bakır kalınlığını ±1μm'ye kadar kontrol eder ve steril ortamlarda güvenilir elektrik performansını sağlar.
c.Örnek: Bir tıbbi cihaz üreticisi, taşınabilir ultrason probları için VCP'yi plaka PCB'lerine kullanır, % 99'luk bir uyumluluğu elde eder ve ISO 13485 standartlarını karşılar.

Kalite Kontrolü: VCP Bakır Kalınlığının Tekdüzeliğini Ölçmek
VCP'lerin performansını doğrulamak için, üreticiler her biri benzersiz güçlere sahip iki birincil test yöntemi kullanır:

VCP ve Bakır Kalınlığı Uyumluluğu Hakkında Sık Sorulan Sorular
S: Bakır tekdüzelik için VCP neden raf kaplamadan daha iyidir?
A: VCP, sürekli elektrolit akışı, kesin akım kontrolü ve dikey yönelim kullanılarak partiden partiye değişkenliği ortadan kaldırır.Yerçekimi ile hareket eden bir araya gelme ve eşit olmayan maruz kalma ̇ ±5μm kalınlık değişikliğine yol açan. VCP'ler ±2μm.

S: VCP, 45μm'den küçük mikrolar ile başa çıkabilir mi?
C: Evet, gelişmiş yüksek atımlı elektrolitlerle, VCP, % 80 yoğunlukta 30μm mikrovya doldurabilir, ancak 45μm maliyet ve tekdüzelik açısından en iyi noktadır.LT CIRCUIT, bakır yapışkanlığını iyileştirmek için ön kaplama “seed” katmanı eklemeyi önerir..

S: VCP plakalarının maksimum bakır kalınlığı nedir?
A: VCP, endüstriyel PCB'ler için rutin olarak 5 oz (173μm) bakıra kadar plakalar yapar ve 5oz katmanları için kalınlık toleransı ±3μm kalır. Daha kalın bakır daha uzun plakalama süreleri gerektirir (örneğin,30 dakikada 3 oz) ama tekdüzeliği korur..

S: VCP çok katmanlı PCB'leri nasıl işliyor?
A: 12 katmanlı PCB'ler için, 12 katmanlı PCB'ler için,LT CIRCUIT'in VCP sistemleri, iç ve dış katmanlar arasındaki ±2μm toleransı korur..

S: VCP kaplı PCB'ler için LT CIRCUIT'i neden seçtiniz?
A: LT CIRCUIT'in VCP sistemleri, yüksek atma gücü için özel katkı maddeleri, hattaki sisik akım testleri ve 98% bakır tekdüzelik sağlayan ters atım kaplamaları içerir.HDI ve kalın bakırlı PCB'ler konusunda uzmanlıkları, tasarımların IPC-6012 ve IATF 16949 standartlarına uygun olmasını sağlar.

Sonuçlar
Dikey Devamlı Elektroplating (VCP), geleneksel parti yöntemlerinin sınırlarını aşarak PCB üretiminde bakır kalınlığı eşitliğini yeniden tanımladı.±2μm tolerans sağlama yeteneği5G akıllı telefonlardan EV invertörlerine kadar modern elektronik için vazgeçilmez hale getiriyor.

Akım yoğunluğunu, elektrolit akışını ve sıcaklığı kontrol ederek, VCP, PCB'nin her bölümünde bakırın eşit şekilde yayılmasını sağlar, sinyal bütünlüğünü, termal yönetimi ve ömrü geliştirir.Üreticiler için, bu daha az işleme, daha hızlı üretime ve en sıkı endüstri standartlarına uyan ürünlere dönüştürülür.

PCB'ler daha karmaşık hale geldikçe (daha ince mikroplar, daha kalın bakır, daha fazla katman), VCP, bir sonraki nesil yüksek performanslı elektronikleri mümkün kılan kritik bir teknoloji olmaya devam edecektir.İster tüketici cihazı ister hayat kurtaran tıbbi bir araç üretiyorsunuz, VCP'nin benzerlik avantajı güvenilir, uzun ömürlü PCB'lerin anahtarıdır.