Verticale Continue Elektroplating (VCP) in PCB-productie: Impact op de Uniformiteit van de Koperdikte

Een 5% variatie in de koperdikte kan de stroomdraagcapaciteit van een PCB met 15% verminderen, de thermische hotspots met 20°C verhogen,Het is de bedoeling dat de nieuwe technologieën de levensduur van de 5G-computers met 30% verkorten.In plaats van de traditionele batch methoden (rack plating, PCB plating, PCB plating, PCB plating, etc.) is het gebruik van de nieuwe technologie in de productie van PCB's in de VS een van de belangrijkste methoden voor het produceren van PCB's.met behulp van een vergroting van de vergroting van de vergroting van de vergroting;, VCP verplaatst PCB's verticaal door een continue stroom van elektrolyten, waardoor de koperdikte binnen ±2 μm gelijk is, wat de ±5 μm tolerantie van oudere technieken ver overschrijdt.

In deze gids wordt onderzocht hoe VCP werkt, hoe het de consistentie van de koperdikte verandert en waarom het onmisbaar is voor moderne PCB-ontwerpen (HDI, meerlagige, dikkoppenplaten).Of u nu fabriceert.1mm microvia HDI PCB's of 3oz dik koper EV boards, het begrijpen van de rol van VCP's zal u helpen meer betrouwbare, hoogwaardige producten te bouwen.

Belangrijkste lessen
1.VCP zorgt voor een uniformiteit van de koperdikte van ±2 μm, beter dan de traditionele rackplating (±5 μm) en vatplating (±8 μm), die van cruciaal belang zijn voor PCB's met hoge snelheid (25 Gbps+) en hoge vermogen (10 A+).
2Het proces is uitstekend voor complexe ontwerpen: het vult microvia's van zo'n 45 μm en platen dik koper (3 oz+) met een consistentie van 95%, waardoor het ideaal is voor HDI-, EV- en 5G-PCB's.
3.VCP verhoogt de productie-efficiëntie met 60% ten opzichte van batchmethoden en vermindert de herbewerkingspercentages van 12% tot 3% dankzij de continue, geautomatiseerde workflow.
4Belangrijkste succesfactoren voor VCP zijn nauwkeurige stroomregeling (± 1%), geoptimaliseerde elektrolytstroom en temperatuurstabilisatie (25°C tot 28°C), die allemaal rechtstreeks van invloed zijn op de uniformiteit van koper.

Wat is verticale continue elektroplatering (VCP) voor PCB?
Verticale continue elektroplatering (VCP) is een geautomatiseerd platingsproces waarbij koper op PCB's wordt afgezet terwijl deze verticaal door een reeks onderling verbonden elektrolyttanks bewegen.In tegenstelling tot batchprocessen (e.bv. rackplating, waarbij PCB's in stationaire tanks worden gehangen), werkt VCP continu, waardoor consistente blootstelling aan elektrolyten, stroom,en temperatuur – alle kritische voor een uniforme afzetting van koper.

Kernbeginselen van VCP
Het VCP steunt in wezen op drie fundamentele elementen om de uniformiteit te waarborgen:

1Verticale oriëntatie: PCB's staan rechtop en elimineren door de zwaartekracht aangedreven pooling van elektrolyten (een belangrijke oorzaak van ongelijke plating in horizontale systemen).
2.Continuous Motion: Een transportband verplaatst PCB's met een constante snelheid (1 ‰ 3 meter per minuut), zodat elk onderdeel van het bord dezelfde tijd in de elektrolyt doorbrengt.
3Gecontroleerde elektrolytstroom: elektrolyt (op basis van kopersulfaat) wordt gelijkmatig over het PCB-oppervlak gepompt,het leveren van een consistente toevoer van koper ionen (Cu2+) naar alle gebieden, zelfs moeilijk bereikbare plekken zoals microvia en blinde gaten.

VCP versus traditionele elektroplatingmethoden
De onderstaande tabel vergelijkt VCP met de twee meest voorkomende batchmethoden:

Voorbeeld: een 5G HDI-PCB met via VCP geplatte 0,1 mm microvias heeft 98% uniforme koperdekking, vergeleken met 82% met rackplating, waardoor het signaalverlies met 15% bij 28 GHz wordt verminderd.

LT-circuits' rol bij het bevorderen van VCP-technologie
LT CIRCUIT is een leider in VCP-innovatie geworden en behandelt belangrijke problemen in de industrie, zoals microvia-vulling en uniformiteit van dik koper:

1- Microvia-optimalisatie:LT CIRCUIT's VCP-systemen gebruiken “high-throw” elektrolyten (met eigen additieven) om 45 μm microvia te vullen met een koperdichtheid van 95% “kritisch voor HDI-PCB's in smartphones en wearables.
2.Dik-koper-expertise: Voor EV-PCB's die 3 oz (104 μm) koper vereisen, behoudt LT CIRCUIT's VCP-proces een tolerantie van ±2 μm, waardoor stroomdragende capaciteiten van 5A+ (tegenover 1 ‰ 1,5A voor 1 oz koper) mogelijk zijn.
3.Automatische kwaliteitscontrole: Inline draaikolmen meten de koperdikte om de 10 seconden en weigeren planken met afwijkingen > ± 2 μm – waardoor 99,7% van de eerste doorgang wordt gewaarborgd.

Het VCP-proces: effect van stap voor stap op de uniformiteit van de koperdikte
Het vermogen van VCP om een consistente koperdikte te leveren ligt in de nauwgezet gecontroleerde, sequentiële workflow.

Stap 1: Voorbehandeling Het leggen van de basis voor uniformiteit
Slechte voorbehandeling is de belangrijkste oorzaak van ongelijke plating.

1.afveting: PCB's worden ondergedompeld in een alkalisch reinigingsmiddel (50-60°C) om oliën, vingerafdrukken en vloeistofresidu's te verwijderen.die tot diktegapjes leiden.
2.Micro-Etching: Een milde zuur etching (zwavelzuur + waterstofperoxide) verwijdert 1 ¢ 2 μm van het oppervlak koper, het creëren van een ruwe textuur die de koperen hechting verbetert.Deze stap zorgt ervoor dat de nieuwe koperen laag bindingen gelijkmatig, niet alleen in vlekken.
3.Activering: PCB's worden ondergedompeld in een palladiumchlorideoplossing om de oppervlakte met katalysatordeeltjes te verzadigen.koper ionen kunnen niet door kleine gaten, wat leidt tot leegte.
4Voorbereiding van elektrolyten: het platingbad wordt exact gemengd met: 200­220 g/l kopersulfaat, 50­70 g/l zwavelzuur en exclusieve nivelatiemiddelen.polyethyleenglycol) voorkomen dat koper zich op de randen ophoopt, een veel voorkomend probleem bij traditionele bekleding.

Kwaliteitscontrole: voorbehandelde PCB's ondergaan AOI (Automated Optical Inspection) om de zuiverheid te verifiëren.

Stap 2: Elektroplatering Beheersing van de afzetting van koper
In de fase van galvanisatie schijnt het uniformiteitsvoordeel van de VCP. Drie variabelen: stroomdichtheid, elektrolytstroom en temperatuur worden strikt gecontroleerd om een gelijkmatige groei van koper te garanderen:

Hoe VCP uniforme koperlagen levert
VCP maakt gebruik van twee belangrijke technologieën om ervoor te zorgen dat koper gelijkmatig wordt verspreid:

1.High-Throw-electrolyten: additieven zoals chloride-ionen en verhelderingsmiddelen verbeteren “throw power”, het vermogen van koper-ionen om kleine gaten te doorboren.50% in de verpakking van rekken), wat betekent dat de viawand 85% dikker is dan het oppervlak van koper.
2.Reverse Pulse Plating (RPP): LT CIRCUIT's VCP-systemen wisselen tussen voorstroom (oplegging van koper) en korte omgekeerde stroom (verwijdering van overtollig koper van de randen).Dit vermindert de randdikte met 30%, waardoor een vlak, uniform oppervlak ontstaat.

Gegevenspunt: Uit een studie van 1000 HDI-PCB's die via VCP zijn geplatteerd, bleek dat 97% een koperdikte binnen ±2 μm had, vergeleken met 72% met rackplating.

Stap 3: Nabehandeling Behoud van de uniformiteit
Nabehandeling zorgt ervoor dat de koperschaal intact en uniform blijft, waardoor afbraak voorkomen kan worden die tot dikteverschillen kan leiden:

1.Spoelen: PCB's worden met gedeïoniseerd water (18MΩ) gewassen om rest-electrolyten te verwijderen.
2Drogen: Warme lucht (60°C tot 70°C) droogt het bord snel uit, waardoor watervlekken voorkomen die de uniformiteit verstoren.
3.Anti-Tarnish Coating (Facultatief): voor PCB's die lang worden opgeslagen, wordt een dunne laag benzotriazol (BTA) aangebracht om de oxidatie van koper te voorkomen.

Belangrijkste voordelen van VCP voor PCB-productie
De impact van VCP's gaat verder dan de uniformiteit van koper, het lost de belangrijkste uitdagingen op in de moderne PCB-productie, van efficiëntie tot complexe ontwerpondersteuning.
1. ongeëvenaarde uniformiteit van de koperdikte
Het belangrijkste voordeel is dat de uniformiteit de PCB-prestaties rechtstreeks verbetert:

a.Signal Integrity: Uniform koper vermindert impedantievariaat met 40%, wat cruciaal is voor 25Gbps+-signalen in 5G-PCB's.
b.Thermal Management: Zelfs koper verspreidt warmte 30% efficiënter, waardoor de hotspots in EV-omvormers met 15°C worden verlaagd.
c.Mechanische sterkte: een consistente koperdikte vermindert de spanningspunten en verlengt de levensduur van PCB's met 30% in trillingsgevoelige toepassingen (bijv. ADAS in de automobielindustrie).

2- Efficiëntie voor grote productie
VCP's continue workflow transformeert schaalbaarheid:

a. doorvoer: verwerkt 60-120 PCB's per uur, 3x sneller dan rekbewerking.
b.Arbeidsbesparing: volledig geautomatiseerd (geen handmatig laden/ontladen), waardoor de arbeidskosten met 50% worden verlaagd.
c.Verminderd afval: 99,7% eerste-passend rendement (tegenover 88% voor batchmethoden) vermindert het schroot.

Voorbeeld: een contractfabrikant die wekelijks 10.000 pcb's voor smartphones produceerde, verminderde de productietijd van 5 dagen (rackplating) tot 2 dagen (VCP), waardoor de overheadkosten met 20.000 dollar per maand werden verlaagd.

3Ondersteuning voor complexe PCB-ontwerpen
VCP is uitstekend waar de traditionele methoden falen: complexe, hoogdichte ontwerpen:

a.HDI-PCB's: vullen 45 μm microvia's met een koperdichtheid van 95%, waardoor BGA's met een toonhoogte van 0,4 mm in smartphones mogelijk zijn.
b. PCB's van dik koper: platen van koper van 3 oz (104 μm) met een tolerantie van ±2 μm, ideaal voor de distributie van elektriciteit voor elektrische voertuigen.
c.Multi-layer PCB's: zorgt voor gelijkmatig koper over 12+ lagen, cruciaal voor 5G basisstation transceivers.

4Kosteneffecten in de loop van de tijd
Hoewel VCP hogere voorafgaande uitrustingskosten heeft (200.000$/500.000$ vs. 50.000$ voor rackplating), levert het op lange termijn besparingen:

a.Vermindering van herwerkingen: 3% herwerkingspercentage tegenover 12% voor rackplating bespaart $ 0,50 ¢ $ 2,00 per PCB.
b.Materiële efficiëntie: 5% minder koperverspilling (vanwege uniforme afzetting) vermindert de materiaalkosten met 8%.
c.Energiebesparing: continue werking verbruikt 20% minder energie dan batchprocessen.

VCP-toepassingen in verschillende industrieën
De veelzijdigheid van VCP's maakt het onmisbaar voor industrieën die hoogwaardige PCB's vereisen:

1. Consumentenelektronica (smartphones, wearables)
a.Nodig: HDI-PCB's met 0,1 mm microvias en uniform 1 oz koper voor 5G en Wi-Fi 6E.
b.VCP-impact: Vult microvias zonder gaten, waardoor de signaalintegriteit wordt gewaarborgd voor 4Gbps 5G-downloads.
c.Bijvoorbeeld: een toonaangevende OEM voor smartphones gebruikt VCP om HDI-PCB's met zes lagen te platen, waardoor 98% van het koper gelijkmatig wordt en veldfalen met 25% worden verminderd.

2. Automobiel (EV's, ADAS)
a.Nodig: PCB's van dik koper voor EV-omvormers en radarmodules, bestand tegen temperaturen van 150°C.
b.VCP-impact: handhaaft ±2 μm tolerantie in 3 oz koper, waardoor 5A stroom zonder oververhitting kan stromen.
c.Bijvoorbeeld: een fabrikant van elektrische voertuigen gebruikt in zijn batterijbeheersysteem (BMS) PCB's met VCP-plating, waardoor de thermische hotspots met 15 °C worden verminderd en de levensduur van de batterij met 2 jaar wordt verlengd.

3Telecommunicatie (5G-basisstations)
a.Nodig: 12-lagige PCB's met gelijkmatig koper voor 28 GHz mmWave-transceivers.
b.VCP-impact: hoogthrow-electrolyten zorgen voor 85% via vul, waardoor signaalverlies met 15% wordt verminderd bij 28 GHz.
c.Bijvoorbeeld: Een telecomprovider gebruikt 5G-smallcells voor VCP-PCB's, waardoor de dekking met 20% wordt verlengd vanwege verbeterde signaalintegratie.

4Medische hulpmiddelen (implantaten, diagnostiek)
a.Nodig: Biocompatibele, uniforme koperen PCB's voor pacemakers en echografieapparaten.
b.VCP-impact: controleert de koperdikte tot ± 1 μm, waardoor een betrouwbare elektrische prestatie in steriele omgevingen wordt gewaarborgd.
c.Bijvoorbeeld: een fabrikant van medische hulpmiddelen gebruikt VCP voor PCB-platen voor draagbare echosondes, waarbij 99% gelijkheid wordt bereikt en aan de ISO 13485-normen wordt voldaan.

Kwaliteitscontrole: meting van VCP-koperdikte-eenvormigheid
Om de prestaties van VCP's te verifiëren, gebruiken fabrikanten twee primaire testmethoden, elk met unieke sterke punten:

Vragen over VCP en uniformiteit van de koperdikte
V: Waarom is VCP beter dan rekbeplating voor de uniformiteit van koper?
A: VCP elimineert variatie van batch tot batch door gebruik te maken van een continue elektrolytstroom, nauwkeurige stroomregeling en verticale oriëntatie.heeft te maken met zwaartekrachtgedreven pooling en ongelijke blootstelling, wat leidt tot een dikteverschil van ± 5 μm tegenover. VCP's ±2 μm.

V: Kan VCP microvias kleiner dan 45 μm verwerken?
A: Ja – met geavanceerde elektrolieten met een hoge werpsnelheid kan VCP 30 μm micro-via's vullen met een dichtheid van 80%, hoewel 45 μm het ideale punt is voor kosten en uniformiteit.LT CIRCUIT beveelt aan om een voorgeplateerde laag “zaad” toe te voegen om de koperafhechting te verbeteren.

V: Wat is de maximale koperdikte van een VCP-plaat?
A: VCP plaatst routinematig tot 5 oz (173 μm) koper voor industriële PCB's, met een dikte-tolerantie van ±3 μm voor 5 oz lagen.30 minuten voor 3 oz) maar behoudt gelijkmatigheid.

V: Hoe werkt VCP met meerlagige PCB's?
A: VCP platen elke laag opeenvolgend, met behulp van uitlijning pinnen om de uniformiteit van koper over lagen te garanderen.LT CIRCUIT®'s VCP-systemen handhaven een ±2μm tolerantie tussen de binnenste en buitenste lagen, die cruciaal is voor de integriteit van het signaal tussen de lagen.

V: Waarom LT CIRCUIT kiezen voor VCP-geplatte PCB's?
A: LT CIRCUIT's VCP-systemen bevatten exclusieve additieven voor hoog werpvermogen, in-line draadloze stroomonderzoek en omgekeerde pulsplatering die 98% koperen uniformiteit leveren.Hun expertise op het gebied van HDI en dikkopers PCB's zorgt ervoor dat de ontwerpen voldoen aan de normen IPC-6012 en IATF 16949.

Conclusies
Verticale continue elektroplatering (VCP) heeft de uniformiteit van de koperdikte in de PCB-productie opnieuw gedefinieerd en gaat verder dan de beperkingen van traditionele batchmethoden.Het vermogen om ±2 μm tolerantie te leverenHet is een zeer belangrijk onderdeel van de moderne elektronica, van 5G-smartphones tot EV-omvormers.

Door de huidige dichtheid, elektrolytstroom en temperatuur te regelen, zorgt VCP ervoor dat koper gelijkmatig over elk deel van het PCB wordt verspreid, waardoor de signaalintegrititeit, het thermisch beheer en de levensduur worden verbeterd.Voor fabrikanten, betekent dit minder herbewerking, snellere productie en producten die voldoen aan de strengste industriestandaarden.

Aangezien PCB's complexer worden (dunnere microvia, dikker koper, meer lagen), zal VCP een cruciale technologie blijven die de volgende generatie hoogwaardige elektronica mogelijk maakt.Of u nu een consumentenapparaat of een levensreddend medisch hulpmiddel bouwt, is het uniformiteitsvoordeel van VCP's de sleutel tot betrouwbare, langdurige PCB's.