高效双向脉冲电镀电流源的分析与实现

高效双向脉冲电镀电流源的分析与实现

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山东大学硕士学位论文

摘要

在现代印刷电路板(PCB)的生产过程中，普遍采用电镀的方法来实现各种孔(元件孔，过孔等)的金属化，使孔具有较好的导电性能。对于密度较低的单、双面板，采用常用的直流电镀电源即可满足要求。然而随着现代电子工业的飞速发展，多层印刷电路板在越来越多的方面得到广泛应用，层与层之间进行连接的过孔的孔径也越来越小，电子元件的小型化，阵列化，以及BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Scale Package)、DCA(Direct Chip Attachment)元件封装的出现，更把印刷电路板推向前所未有的高密度和多层化，出现了十层以上的电路板和直径小于150um的微孔(包括通孔、盲孔和埋孔)，多层板和微孔的出现，向传统直流电镀提出了挑战。

本文研究的内容是用高频双向脉冲电镀电源来代替传统的直流电镀电源，以实现更好的电镀效果，满足多层、高密度印刷电路板镀铜的需要。文章对脉冲电镀电源的原理进行了深入的介绍，阐述了双向脉冲电镀电源在实际电镀中的优势，说明工业生产中采用双向高频脉冲电镀电源的优势和必要性。同时，文章对DC／DC 变换的原理做了一个简要的概述，介绍了DC／DC变换的基本分类、构成以及相关电路。

在以上理论的指导下，展开了整个系统设计。通过实验，找到了一种非常巧妙而实用的电路拓扑结构，实现了大电流高速建立和切换，从而为实现高频双向脉冲电流奠定了基础。由单片机组成的控制系统根据用户设定的参数来控制电路以输出期望的电流波形或者电压波形，并提供给使用者更加智能、更加美观的人机界面，组成一个完整的双向高频脉冲电镀系统。

现在样品已经生产出来，并交给用户试用。经实际测试，此系统可以实现最大20A，最窄lOOus的脉冲电流输出，完全达到客户的要求。

关键词：脉冲电镀；双向；高频；多波形；DC／DC变换

山东大学硕士学位论文

ABSTRACT

In today’S PCB manufacturing．plating iS used to make all kinds of holes electric．To traditional single or double face PCB，which iS usually of lOW density，DC platting power source is satisfying．But along with the booming of electronic industry，multilayer．PCB iS going into applications in many aspects．The vias that connect dif．ferent lays iS becoming smaller．the minimization of electronic components iS right under way，and the emergence of micro encapsulation such as BGA(Ball Grid

Array)、CSP(Chip Scale Package)、DCA(Direct Chip Attachment)．these all push PCB towards higher density and more layers．which iS really a great challenge to traditional DC platting power source．

In this paper，a specific pulse platting power source，which is of high行equency and runs in bi．direction．is discussed here to replace traditional DC platting power

and to fulfill the platting need of high density PCB source for better platting effect

which usually have several layers．This paper delivers in．depth introductions of the theory of pulse platting power source and its predominance．and in turns the need of adoption of this new kind of platting power source in modem industry．At the SalTle time．a brief introduction of DC／DC拓ansducer，including its sorting and structures．AS the basis of the theories discussed above．the system design iS outspreaded．An ：【IlgeniPUS circuit iS adopted to achieve the building and switching of high current at a

hi曲speed．Users could change the output waveforlns at the help of the control system build of a singlechip．A rich and colorful human．machine interface is alSO included in the system．which makes the system very smart and easy to use．Several musters of this product are available．and have been handed to users．Under practical test．the maximum output current iS 20A and the minimum pulse width is 0．1 ms．which fully achieve clients’demand．

Key Words：Pulse Platting Bi·-direction High Frequency Multi·-Waveform DC／DC Transducer

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