脉冲电镀

Thickness：120mil Hole Size：11.8mil
1
2
3
4
5
6
7
8
(1)T/P：
80%,80%,
50%, 50%
80%, 80% T/P=80%
(2)不同孔徑T/P差異大
T/P=120%
附件(三) Reverse Current Function
Forward Current
Reverse Current
• 1.減少電流變化量---縮小Plating Window • 2.減少Equipment電感 600A • 2-1.減少Cable線、Flight Bar及Rack長度 • 2-2.正負Cable線綑綁使磁場相反而抵消 • 2-3.使用同軸電纜 600A 600A
600A 600A
600A 600A
◆瞭解Pulse Plating System技術瓶頸
◆評估Pulse Plating System之可行性
3.應用/分析
應用：電鍍線
(2) (1)
A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3 A4 B4 C4 A5 B5 C5 A6 B6 C6 A7 B7 C7
整流器
分析：
0A
電流波形(1)
1.背景
1.目前廠內電鍍新線使用傳統DC，製程能力如下： Thickness：(1)120mil，(2)150mil Hole Size：11.8mil Current Density：(1)10ASF，(2)8ASF Plating Time：(1)120min，(2)150min T/P：(1)70%，(2)65%--------------------製程瓶頸
(1)
(2)
(3)
1.將Rack(1)及Rack(3)螺絲鬆脫(增加阻力)： 量測Rack(1)、(2)、(3)所通過的電流波型
5.Pluse Plating System技術瓶頸
波形量測結果
Rack1 操 25ASF 25ASF(增加 Rack 1 阻力) 25ASF(增加 Rack 3 阻力) 作 條 件 I(A) 116 36 132 T(us) 189 194 179 Rack2 I(A) 116 172 132 T(us) 189 194 170 Rack3 I(A) 148 196 108 T(us) 194 189 184
Voltage
RS 485 Relay outputs
Forward Time Forward
Time
0A
Time
Voltage
Reverse
Time
T Reverse Time
4.What is Pulse Plating
(b)Pulse Plating與光澤劑搭配的原理：
1.Forward Current：孔邊較厚，孔中較薄
(1).T( 延遲時間,ms)
α
電感 (μH)
5.Pluse Plating System技術瓶頸
(b-1).電感
L1 uo. 8.
µ L ¹ q · P I
uo.N 2 .S L2
¦ ³ ¹ q · P t
¹ q ¸ ô ¹ q ¬ y
自感φ=LI
· P À ³ ¹ q ¬ y
L=φ/I
附件(四)
不同電感及電流對延遲時間的影響
Inductance- 2.0micro-Henries Current Swing(A) 300 Time(us) 25 600 50 1200 1800 2400 3000 3600 100 150 200 250 300
Inductance- 3.0micro-Henries Current Swing(A) 300 Time(us)
+
+
(1)Reverse Current Function------------------吸附Brightener (2)Reverse Current Different Function------針對不同Hole Size
4.What is Pulse Plating
3.Forward Current(1)：孔中鍍的較厚
波形量測(單邊導入)
(2) (1) I=248A T=240us (2) I=248A T=253us (3) (3) I=152A T=260us (4) I=188A T=280us (4)
※Rack3因距離最遠故電感值最大，所造成延遲時間也最大 單邊導入Reverse波型較差
5.Pluse Plating System技術瓶頸
ª ÷ Ä Ý Â ÷ ¤ l ¿ @ « ×
1.孔內電鍍液產生電壓降,
¶ §
E=(I2/2kd).10-3 2.鍍液銅離子濃度梯度差異
£_ Cb Cs
※ 使用整流器配合使用添加劑，可改善孔面及孔內高低電流密度差異
4.What is Pulse Plating
(a)DC與Pluse差異
DC整流器
¬ Û ¦ ì ± ¨ î INPUT NFB ¥ D Å Ü À £ ¾ ¹ ¾ ã ¬ y ¤ G · ¥ Å é Â o ª i ¾ ¹ ¤ À ¬ y ¾ ¹
Time
0A
Time
Voltage
Reverse
Time
T Reverse Time
4.What is Pulse Plating
Pulse整流器
Input trafo Rectifier Forward current source
Switch
Mains input
Output
電流波形(1)
Reverse current source Control
Pulse整流器
Input trafo Rectifier Forward current source
Switch
Mains input
Output
電流波形(1)
Reverse current source Control
Voltage
RS 485 Relay outputs
Forward Time Forward
L = uo l (1 + ln b ) 2π 4 a
L = uo l ( 1 + ln b-a ) π 4 a
b
a D
圓形導體環
L = uo l (ln 4 l– 2.45) 2π d L=uoN2S2 l S：截面積
螺線管
S
5.Pluse Plating System技術瓶頸
• (b-2)如何改降低電感(減少延遲時間)
Forward Time Forward Time 0A
電流波形(2)
Forward Time Forward Time Reverse Reverse Reverse Time
T
Reverse Time
T
3.應用/分析
分析：孔內與孔面電鍍差異
³ ± ¶ § Hole R0 · ¥ · ¥ R1 R1 ³ ± · ¥ R0 · ¥
I增加
φ=BA
附件(五)
電感：可分為自感與互感
自感：迴路本身因電流變化產生感應電動勢 Nφ=LI L=Nφ/I L：自感係數
互感：某一迴路中電流之變化會在另一迴路產生感應
Nφ12=M12I1
M：互感係數
法拉第定律：感應電動勢大小正比於此線路內磁力線變化率 Faraday’s Law V= - (dNφ/dt)= - L(NdI/dt) V= - (dNφ/dt)= - M(NdI/dt) ※自感係數與導體形狀及磁導率有關 互感係數除上述因素外還決定於迴路間相對位置
較高Reverse Current
5.Pluse Plating System技術瓶頸
(a).Chemical
(b).Equipment
Forward Time Forward 0A Time Reverse
Typical Pulse Shape Theoretical Pulse Shape
T
Reverse Time
附件(一)
背景1-1：Through Hole T/P比較
DC電鍍 (10ASF,120min) Thickness：120mil Hole：11.8mil A/R=10 T/P=70%
Pulse電鍍 Thickness：120mil Hole：11.8mil A/R=10 T/P>100%
附件(二)
-
-
-
-
4.What is Pulse Plating
(C)Wave Form Change Pulse Plating使用時機
C-1.同一板面孔徑差異大時使用----------操作方便
1.Hole Size較大(A/R較低) 2.Hole Size較小(A/R較高)
較低Reverse Current
+ +
5.Pluse Plating System技術瓶頸
波形量測(單邊導入)
(1)Rectifier出口
I=248A T=240us
(2)Seddle
(3)Rack1
(4)Rack3
I=248A T=253us
I=152A T=260us
I=188A T=280us
5.Pluse Plating System技術瓶頸
Forward Amps
2.Reverse Current：孔中吸附Brightener
Forward Amps
Forward Pulse
Forward Pulse
Platingtime
Reverse Pulse
Reverse Pulse
Reverse Amps
Reverse Amps
_
_
Plating time
電感可分自感及互感
互感φ=MI
dI V M dt
M=φ/I
dI V L dt
5.Pluse Plating System技術瓶頸
電感
名 稱 單根導線 2a 同軸電纜 b a 兩根平行導線 a
l l
結 構 示 意 圖
l
電感計算公式
L = uo 来自百度文库 8π
(C-2)脈衝電鍍波形量測位置圖(雙邊導入)
(1)
(2)
(3)
Pulse整流器
(1)
I=116A T=200us,
(2)
I=92A T=200us,
(3)
I=164A T=200us,
※單邊導入Reverse波型較好，Rack間電感值並無差異
5.Pluse Plating System技術瓶頸
(C-3)Pluse波形量測位置圖
，加速孔內電鍍速率，故可改善孔內T/P值。
◆造成Pluse Plating System技術評頸是電感的產生(電感正比於
長度) ，由於垂直線System較複雜，各處電感產生大小不同， 波形較難Stable 。
◆Pulse Plating System是可行的，但是受限於電感產生，
Plating Window大小有其限制，未來研發方向希望由實驗建立 可接受的電感值(此值內T/P變異小可以接受)，作為未來設線參 考依據。
OUTPUT
Ä ² µ o « H ¸ ¹ ± ¨ î ª O ± ¨ î Å Ü À £ ¾ ¹ PCB (¤ â ° Ê ) (¦ Û ° Ê ) ° j ± Â ° T ¸ ¹
Voltage
Voltage
Voltage
Voltage
Voltage
Time
Time
Time
Time
Time
4.What is Pulse Plating
※增加電阻並不影響電感，所以延遲時間並沒有明顯變化。
5.Pluse Plating System技術瓶頸
D.未來研發方向
1
2
3
4
5
Pulse整流器
1.採用Wave Form Change Pluse新式整流器 2.降低System的電感 3.實驗建立電感與T/P之Data。
6.結論
◆Pulse Plating的Reverse Current，可使孔內吸附較多的光澤劑，
2.華通使用Pulse Plating整流器經驗如下： (1)T/P Unstable (2)不同Hole Size之T/P差異大 由於DRPP與Baker推出Wave Form Change Pulse整流器，本 研究將評估脈衝電鍍之可行性。
2.目的
◆瞭解Wave Form Change Pluse 整流器電鍍理論
※上限電壓為24V
600 75
1200 1800 2400 3000 3600 150 225 300 375 450
38
附件(五)
電感係數(簡稱電感)：L=Nφ/I (單位為Henry=Wb/A=V.S/A)
次冷定律(Lenz’s Law)：
V S S
N V
N
Bext
Bext
Bind
Bind
磁通量(φ)來源 B=μoI/2πR μo：磁導率常數
Forward Amps
4.Forward Current(2)：孔邊與孔中厚度相同
Forward Amps
Forward Pulse
Forward Pulse
Plating time
Reverse Pulse
Reverse Pulse
Reverse Amps Reverse Amps
Platingtime