镀层均匀性研究

摘要：本文针对图形电镀线电镀均匀性不佳的状况，通过一系列细致的试验分析，完成了在缸体上部增加特定尺寸的阳极挡板，以及在浮槽侧面进行大小、间距适宜的开孔等改造措施，改善了该线的电镀均匀性，使其均匀程度由改善前的20.8%，提高到改善后10.3%。

关键词：电镀均匀性；阳极挡板；浮槽

1.前言

随着PCB不断向轻、薄、短小高密度方向发展，给很多设备和生产工艺带来了更高要求。其中线路板图形间距越来越小，而孔铜厚要求却越来越高，给图形电镀均匀性就提出了新的挑战。

我司旧图形电镀线在加工整板细密线路(最小间距3.5mil)的板子时，板边细密线路容易夹膜，导致报废。且发现板上有规律的铜厚分布不均匀，导致半成品切片判断孔铜失误，不能有效对半成品的铜厚作出准确判断。故决定对此线电镀均匀性进行专门测试分析，组织进行改善。

2.测试说明：

1)整个图形电镀线的电镀窗口为52×24(Inch2)，深方向为24Inch；

2)采用生益FR-4板材，尺寸：24X24Inch2，2块此尺寸板并排放置于电镀缸中进行测试；

3)测试板距溶液表面0-1Inch，悬挂于溶液中间，不加分流条，22ASF,电镀60分钟；

4)深方向是指板子从镀液表面到溶液底部的方向；水平方向是指与阴极杆平行的方向；

5)测量仪器采用的是德国Fischer公司感应式表面铜厚测试仪，测量误差< 0.5um；

6)测试时每2×2Inch2取一个测量点，用电镀后的铜厚减去电镀前的铜厚进行统计分析；

7)因每进行一次测试，2块板两面共有576个数据，限于篇幅，文中只展示每次正面测量所作出示意图。7次测试的数据，作为附件，另附一个文档。

3.改善目标：

1)总体COV(标准偏差与总体平均值的比值百分数)<11%（业界参考标准为<= 8-12%)；

2)深方向镀铜厚度平均差异(深方向极差)<3um。

4.首次测试：

选取该线12#缸进行均匀性测试，其总体COV为20.8%，水平方向的不均匀主要在板最两边，可以通过在挂具两侧加分流条和调整阳极间距来避免和改善。

另外，从深方向的平均铜厚分布图(如图1)可以看出存在如下问题：

如图1所示：

图1第一次测试深方向平均铜厚分布图

(1)距离液面1-3Inch区域内，铜厚比整板平均镀铜要厚4.1um；

(2)距离液面20-24Inch区域内，铜厚明显比整板平均值薄4.8um；

深方向镀铜平均值的极差为8.9um。

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结合电镀缸体设备进行分析，主要原因为：测试板上部电力线过于密集，造成板子上部1-3Inch区域电镀过厚；电镀槽底部部浮槽对板底端遮蔽过度，导致此区域电力线过于稀疏，从而铜厚过薄。

针对以上两个问题，决定对电镀槽进行如下两个方面的改造，以便使得整体铜厚分布均匀：

(1)通过试验测试，在电镀缸上部增加尺寸适宜的阳极挡板；

(2)通过试验测试，对电镀缸中浮槽侧面进行适当的开孔。

5.阳极挡板改善：

根据前次电镀均匀性测试的结果，我们决定首先对上部镀铜过厚的问题进行改善。

5.1初次设计阳极挡板：

首先设计了在缸体上部，距离阳极1Inch的位置增加深入液面5Inch的阳极挡板。

测试总体COV为21.7%，深方向铜厚极差为5.6um。深方向铜厚分布如图2所示。