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1、前言

隨著PCB不斷向輕、薄、短小 高密度方向發(fā)展，給很多設備和生產(chǎn)工藝帶來了更高要求。其中線路板圖形間距越來越小，而孔銅厚要求卻越來越高，給圖形電鍍均勻性就提出了新的挑戰(zhàn)。我司舊 圖形電鍍線在加工整板細密線路(最小間距3.5mil)的板子時，板邊細密線路容易夾膜，導致報廢。且發(fā)現(xiàn)板上有規(guī)律的銅厚分布不均勻，導致半成品切片判 斷孔銅失誤，不能有效對半成品的銅厚作出準確判斷。故決定對此線電鍍均勻性進行專門測試分析，組織進行改善。 

2、測試說明： 

1)整個圖形電鍍線的電鍍窗口為52×24(Inch2)，深方向為24Inch； 
2)采用生益FR-4 板材，尺寸：24X24Inch2，2 塊此尺寸板并排放置于電鍍缸中進行測試 ； 

3)測試板距溶液表面0-1Inch，懸掛于溶液中間，不加分流條，22ASF,電鍍60 分鐘； 

4)深方向是指板子從鍍液表面到溶液底部的方向；水平方向是指與陰極桿平行的方向； 

5)測量儀器采用的是德國Fischer 公司感應式表面銅厚測試儀，測量誤差<0.5um； 

6)測試時每2×2Inch2 取一個測量點，用電鍍后的銅厚減去電鍍前的銅厚進行統(tǒng)計分析； 

7)因每進行一次測試，2 塊板兩面共有576 個數(shù)據(jù)，限于篇幅，文中只展示每次正面測量所作出示意圖。7 次測試的數(shù)據(jù)，作為附件，另附一個文檔。 

3、改善目標： 

1)總體COV(標準偏差與總體平均值的比值百分數(shù))<11%（業(yè)界參考標準為<=8-12%)； 

2)深方向鍍銅厚度平均差異(深方向極差)<3um。 

4、首次測試： 

選取該線12#缸進行均勻性測試，其總體COV 為20.8%，水平方向的不均勻主要在板最兩邊，可以通過在掛具兩側加分流條和調(diào)整陽極間距來避免和改善。 

另外，從深方向的平均銅厚分布圖(如圖1)可以看出存在如下問題： 

如上圖1 所示： 

圖1 第一次測試深方向平均銅厚分布圖 

(1)距離液面1-3 Inch 區(qū)域內(nèi)，銅厚比整板平均鍍銅要厚4.1um； 
(2)距離液面20-24Inch 區(qū)域內(nèi)，銅厚明顯比整板平均值薄4.8um； 
深方向鍍銅平均值的極差為8.9um。 

結合電鍍缸體設備進行分析，主要原因為：測試板上部電力線過于密集，造成板子上部1-3Inch區(qū)域電鍍過厚；電鍍槽底部部浮槽對板底端遮蔽過度，導致此區(qū)域電力線過于稀疏，從而銅厚過薄。 

針對以上兩個問題，決定對電鍍槽進行如下兩個方面的改造，以便使得整體銅厚分布均勻： 

(1)通過試驗測試，在電鍍缸上部增加尺寸適宜的陽極擋板； 
(2)通過試驗測試，對電鍍www.pcblover.com缸中浮槽側面進行適當?shù)拈_孔。 

5、陽極擋板改善： 

根據(jù)前次電鍍均勻性測試的結果，我們決定首先對上部鍍銅過厚的問題進行改善。 

5.1 初次設計陽極擋板： 

首先設計了在缸體上部，距離陽極1Inch 的位置增加深入液面5Inch 的陽極擋板。 

測試總體COV 為21.7%，深方向銅厚極差為5.6um。深方向銅厚分布如圖2 所示。 

圖2 陽極擋板深入液面5 Inch 正面深方向銅厚分布 

圖2 顯示陽極擋板深入液面過深，遮蔽電力線過度，故需減少陽極擋板深入液面的尺寸。 

5.2 改造陽極擋板： 

隨后把陽極擋板深入液面的尺寸減少到2Inch，重新制作2 個陽極擋板后再進行測試： 

圖3 陽極擋板深入液面2Inch 正面深方向銅厚分布 

總體COV 也優(yōu)化到17.9%，上部1-3Inch 區(qū)域銅厚與總體平均銅厚差異小于3um。深方向平均銅厚極差為6.9um，板上部鍍銅過厚已得到有效的抑制。 

以上說明，對電鍍缸體增加深入液面2Inch 的陽極擋板，對改善電鍍缸上部的均勻性是合理的。 

6、浮槽改善： 

要提高距液面20-24Inch 區(qū)域銅厚，需對浮槽側面進行適當開孔，以增加該區(qū)域電力線密度。

6.1 浮槽開大孔： 

對浮槽側面每邊9 個區(qū)域進行開孔，開孔大小為100×50(mm2)的方形孔，如下圖4 所示： 

圖6 浮槽側面每間隔15mm 鉆一個5mm 的圓孔 

測試總體COV 為15.9%，深方向鍍銅平均差異為7.4um，如圖5 所示。這說明對浮槽的側面開孔過大，導致從浮槽側面透過電力線過多，電鍍過厚。 

6.2 浮槽開圓孔： 

對浮槽側面9 個區(qū)域進行開孔：每個區(qū)鉆5 排孔，間隔為15mm，直徑5mm。如圖6 所示： 

測試其總體COV 為13.4%，深方向平均銅厚差異為3.6um，如下圖7 所示。說明還得想辦法使得最底部的電力線分布再稀疏些。 

圖7 浮槽側面開5mm 圓孔后測試的銅厚分布圖 

6.3 浮槽圓孔優(yōu)化： 

對浮槽側面區(qū)域：鉆四排孔，第一排為直徑10mm，其余三排直徑為5mm，孔中心間距都為15mm。 

改造后測試總體COV 為10.3%，深方向鍍銅厚度平均差異為2.6um，已小于3um 目標，如圖9 所示：板子最底部的銅厚分布差異有所減小，達到改造預期要求。 

圖8 浮槽側面圓孔優(yōu)化改造示意圖 

7、改造后總體測試效果： 

結合5.2 和6.3 的改造結論，對其余7 個電鍍缸進行了全面改造----在每個缸體上增加了陽極擋板，對每個缸浮槽進行開孔改造。改造后我們隨即抽取15#電鍍缸進行測試，以便確認改造效果。 

圖9 浮槽側面圓孔優(yōu)化后www.pcblover.com正面深方向銅厚分布圖 

圖10 全面改造后15#缸正面深方向銅厚分布圖 

深方向鍍銅厚度差異為2.8um，整板COV為7.9%，與在12# 缸測試的結果比較接近，符合改造目標要求，如圖10 所示。 

8、結束語： 

歷經(jīng)多次電鍍均勻性的測試和設備改造，該圖形電鍍線的電鍍均勻性從原來的20.8%，提高到了改善后的10.3%。深方向平均銅厚的差異也由原來的8.9um 降低到小于3um。目前間距為3.5mil板加工時，夾膜以及銅厚問題基本得到改善。