2025-08-26
銅の厚さの均一性は,高性能PCBの未知のヒーローです.銅の厚さの5%の変動は,PCBの電流承容能力を15%減らし,熱熱点を20°C増加させることができます.5Gベースステーションなどのアプリケーションで 重要な障害が発生した場合縦連続電圧塗装 (VCP) は,PCBの塗装方法を再定義した変革的なプロセスです.バレルの塗装)VCPは,電解液の連続流を通ってPCBを垂直に移動し,古い技術における ±5μmの許容をはるかに超えた ±2μm内の銅厚さの均一性を提供します.
このガイドでは,VCPの働きや,銅厚さの一貫性に対する変化の効果,そして,なぜ現代PCB設計 (HDI,多層,厚銅板) に不可欠になったのかについて説明します.製造しているかどうか.1mmマイクロバイアHDIPCBや 3オンス厚の銅のEVボードは VCPの役割を理解することで より信頼性の高い高性能製品を作ることができます
主要 な 教訓
1.VCPは,2μmの銅厚さの均一性を提供し,従来のラックプレート (±5μm) とバレルプレート (±8μm) を上回る.高速 (25Gbps+) と高電力 (10A+) のPCBにとって極めて重要です.
2このプロセスは複雑な設計で優れています. 45μmの微小の微小膜と95%の一貫性を持つ厚銅 (3oz+) のプレートを満たし,HDI,EV,および5G PCBに最適です.
3.VCPは,連続で自動化されたワークフローのおかげで,リワーク率を12%から3%に削減し,バッチ方法と比較して生産効率を60%向上させます.
4VCPの主要な成功要因には,精度の高い電流制御 (± 1%),最適化された電解液流量,温度安定 (25°C~28°C) が含まれる.これらすべては,銅の均一性に直接影響を与えます.
縦連続電圧塗装 (VCP) はPCBについて何ですか?
垂直連続電圧塗装 (VCP) は,相互接続された電解質タンクを縦に移動する際にPCBに銅を堆積する自動化塗装プロセスです.バッチ処理とは異なり (e)静止タンクにPCBが吊り付けられている場合),VCPは連続して動作し,電解液,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,電流,均等な銅堆積のために重要な温度.
VCPの基本原則
VCPは3つの基本要素を基に 統一性を確保しています
1垂直向き:PCBは垂直立っていて,重力による電解質の集積 (水平システムにおける不均等な塗装の主な原因) を排除する.
2連続運動:コンベヤーシステムは PCB を一定の速度で移動させ,ボードの各部分が電解液で同じ時間を過ごすことを保証します.
3制御された電解質流量:電解質 (銅硫酸塩ベースの) はPCB表面全体に均等にポンプされます.すべての領域に銅離子 (Cu2+) の一貫した供給を供給する.
VCP と 従来の電圧塗装 方法
伝統的な塗装技術では,特に複雑なまたは大量のPCBでは均一化が困難である.以下の表では,VCPと最も一般的な2つのバッチ方法を比較する.
| 特徴 | 垂直連続電圧塗装 (VCP) | ラックプラチング (バッチ) | バレルプレート (バッチ) |
|---|---|---|---|
| 銅の厚さ許容量 | ±2μm | ±5μm | ±8μm |
| 適したPCBタイプ | HDI,多層,厚銅,マイクロボイア | 大型小容量PCB | 小型の部品 (例えばコネクタ) |
| 生産速度 | 連続 (60×120 PCB/時間) | パート (10~20 PCB/時間) | パート (30~50 PCB/時間) |
| 微生物 充填 | 優れた (密度95%で45μmバイアスを満たす) | 劣悪 (小径 <100μm の空白) | 合わない |
| 再加工率 | 3% | 12% | 18% |
| コスト (PCBあたり) | $0.50$1.50 (高量) | 2ドルから4ドル00 | 1ドルから2ドル00 |
例:VCP経由で0.1mmのマイクロボイアを塗装した5G HDI PCBは,レックプレートで82%に比べ,VCP経由で0.1mmのマイクロボイアを塗装した98%の均一な銅覆蓋を有し,28GHzで信号損失を15%減らす.
LT CIRCUIT の VCP 技術の進歩における役割
LT CIRCUITは,マイクロボイア充填や厚銅の均一化などの重要な業界問題に対処し,VCPイノベーションのリーダーとして登場しました.
1微生物の最適化LT CIRCUITのVCPシステムは,スマートフォンやウェアラブルでHDIPCBに不可欠な95%の銅密度を持つ45μmマイクロビヤを埋めるために,高流量電解質 (独自の添加物) を使用します..
2.厚銅専門知識: 3oz (104μm) の銅を必要とするEV PCBでは,LT CIRCUITのVCPプロセスは ±2μmの耐性を維持し,5A+の電流容量 (1ozの銅に対して1 ∼1.5A) を可能にします.
3自動化品質管理:直線渦流計は10秒ごとに銅の厚さを測定し,偏差>±2μmの板を拒絶し,99.7%のファーストパス出力を保証します.
VCP プロセス: 銅厚さの均一化への段階的な影響
VCPの一貫した銅厚さを提供する能力は,厳格に制御された順序的なワークフローにあります.各ステップは,PCBの準備から後処理まで,変動をなくすために設計されています.
ステップ1: 予備処理 統一の基礎を設ける
劣悪な予備処理は,不均等な塗装の原因である.VCPの予備処理段階は,PCBが清潔で活性化され,一貫した銅堆積に準備されていることを保証する:
1脱脂:PCBはアルカリ性クリーナー (50°C~60°C) に浸し,油,指紋,流体残留を除去します.小さな汚染物質でさえ,銅が粘着できない領域に"塗装影"を作り出します.厚さのギャップを引き起こす.
2マイクロエッチング:軽度の酸エッチ (硫酸+過酸化水素) で,表面の銅の1μ2を除去し,銅の粘着性を改善する粗い質感を生成する.このステップは,新しい銅層の結合を均等に保証しますパーツだけじゃなく
3活性化:PCBはパラジウム塩化物溶液に浸し,触媒粒子を表面に撒く.このステップは活性化なしの微生物にとって重要です.銅イオンが小さな穴を貫くことはできません空間を空白にします
4.電解質の調製:塗装浴は,正確な仕様で混合されます: 200 〜 220g / L 銅硫酸, 50 〜 70g / L 硫酸,および独自の平準化剤.平準化剤 (例えば,角に銅が堆積するのを防ぎます.伝統的な塗装でよくある問題です
品質チェック:前処理されたPCBは,清潔性を確認するためにAOI (自動光学検査) を受けます.残留汚染は再清掃サイクルを誘発し,均質性の80%の問題を防ぐことができます.
ステップ2:電圧塗装 銅の堆積を制御する
電気塗装の段階では,VCPの均一性優位性が輝く.三つの変数である電流密度,電解液流量,温度は,銅の均等な成長を確保するために厳格に制御されます.
| 変数 | 制御方法 | 統一性への影響 |
|---|---|---|
| 現在の密度 | 安定度 ± 1% の直流電源 | 恒常な銅の増殖 (13μm/min) を維持する. > 2%の変動により,厚さ5μm+の差が生じる. |
| エレクトロライト流量 | 変速のポンプ (0.5~1m/s) | 銅離子が微小管や縁に届くようにします 低流量で空白が生まれ 高流量で不均質なエッチングが起こります |
| 温度 | ±0.5°Cの制御装置の暖房/冷却装置 | 電解質化学を安定させる.温度>28°Cは銅の成長を加速し,縁の蓄積につながる. |
VCP が 均一 な 銅 層 を 供給 する 方法
VCPは,銅の均等な拡散を確保するために2つの重要な技術を使用します.
1高発射電解質: 塩化物イオンや明るくする剤などの添加物は,小穴を貫く銅イオンの発射力を向上させる. 45μmのマイクロビヤでは,発射力は85%に達する (vs.50% (ラックプレート)表面の銅の 85% の厚さです
2リバースパルスプラチング (RPP): LT CIRCUITのVCPシステムは,前向きの電流 (銅を貯蔵) と短回逆電流 (縁から余分な銅を除去) を交替する.この方法により,辺の厚さは30%減少します.表面が平らで均一になる
データポイント:VCPで塗装された1,000個のHDI PCBの研究で,レック塗装では72%と比べて,97%が±2μm以内に銅厚さを示した.
ステップ3: 処理後 均一性を保ち
処理後,銅層が整然と均質に保たれ,厚さの変動を引き起こすような劣化が防止されます.
1洗浄: PCB は電解液の残留を除去するために,離離水水 (18MΩ) で洗浄されます.残った銅硫酸物は結晶化し,厚い斑点が生成します.
2乾燥: 熱い空気 (60°C~70°C) は板を素早く乾燥させ,均一性を妨げる水の斑点を防ぐ.
3防腐塗装 (オプション):長期にわたって保管されるPCBには,貯蔵中に厚さ一貫性を維持するために重要な銅酸化を防止するために,薄いベンゾトリアゾール (BTA) 層が塗装されます.
PCB 製造における VCP の主要な利点
VCPの影響は銅の均一性を超えており,効率性から複雑な設計サポートまで,現代PCB生産における主要な課題を解決します.
1銅の厚さの均一性
最も重要な利点は 均一性が直接PCB性能を向上させるということです
a.シグナル整合性:均質な銅は,5G PCBの25Gbps+信号にとって重要なインピーダンスの変動を40%削減します.
熱管理:銅でさえ 30%効率的に熱を拡散し EV インバーターのホットスポットを15°Cも低下させます
c.機械的強度:一貫した銅厚さはストレスのポイントを減少させ,振動に敏感なアプリケーション (例えば自動車ADAS) でPCBの寿命を30%増加させる.
2高量の生産のための効率性
VCPの継続的なワークフローはスケーラビリティを変化させる:
a.スループット: 1時間あたり60~120PCBを処理し,ラックプレートよりも3倍速く処理する.
労働省: 完全自動化 (手動の積載/卸載なし) で,労働コストを50%削減
c.廃棄物の減少: 99.7%のファーストパス出力 (バッチ方法では88%) がスクラップを最小限に抑える.
例: 毎週1万台のスマートフォンPCBを生産する契約メーカーが,生産時間を5日 (ラックプレート) から2日 (VCP) に短縮し,月額20,000ドルのオーバーヘッドコストを削減しました.
3複雑なPCB設計をサポートする
VCPは伝統的な方法が失敗する場所で優れています
a.HDI PCB: 95%の銅密度で45μmのマイクロビヤを埋め,スマートフォンで0.4mmのピッチBGAを可能にします.
b.厚銅PCB: プレート3oz (104μm) の銅で,容量は±2μmで,EVの電源配給に最適です.
c.多層PCB: 5Gベースステーショントランシーバーにとって重要な 12+層の均質な銅を保証します.
4時間の経過とともにコスト削減
VCPは初期設備コストが高く (200万$~500万$対5万$のラックプレート) は,長期的に節約できます.
a.リワークの削減:リワークの割合は3%で,ラックプレートには12%で,PCB1台あたり0.50$~2.00$が節約されます.
材料効率: 5%の銅廃棄物削減 (均質な堆積により) 材料コストを8%削減します
c. エネルギー節約:連続操作は,バッチプロセスよりも20%少ないエネルギーを使用します.
産業間におけるVCPの応用
高性能PCBを要求する産業にとって不可欠です.
1消費電子機器 (スマートフォン,ウェアラブル)
a.必要: 5GとWi-Fi 6Eのために0.1mmのマイクロバイアと均質な1オンス銅の HDI PCB.
VCPインパクト: 5G ダウンロードの 4Gbps 信号の整合性を保証する 隙間のないマイクロバイアを埋めます.
c.例: スマートフォンOEMのトップは,VCPを6層HDIPCBのプレートに利用し,98%の銅均一性を達成し,フィールド障害を25%削減します.
2自動車 (EV,ADAS)
a. 必要: EV インバーターとレーダーモジュール用の厚銅 (23oz) PCB, 150°Cの温度に耐える.
b.VCPインパクト: 3ozの銅で ±2μmの耐性を維持し,過熱せずに5Aの電流を可能にします.
c.例:EVメーカーがバッテリー管理システム (BMS) にVCP塗装PCBを使用し,熱ホットスポットを15°C削減し,バッテリーの寿命を2年延長する.
3通信 (5Gベースステーション)
a. 28GHz mmWave トランシーバー用の均質な銅付きの12層PCBが必要である.
(b) VCP 影響: 高発射電解質は充填によって 85% を確保し,28GHz で信号損失を 15% 減少させる.
c.例:通信プロバイダの5G小型セルでは,VCPPCBを使用し,信号の整合性が向上したため,覆蓋範囲を20%拡大します.
4医療機器 (インプランタ,診断)
a.必要性: ペースメーカーや超音波機器用の生物互換性のある均質な銅PCB.
b.VCPインパクト:銅の厚さを ±1μmまで制御し,無菌な環境で信頼性の高い電気性能を保証する.
c.例:医療機器の製造者は,携帯超音波探査機のためにVCPをプレートPCBに使用し,99%の均一性を達成し,ISO13485規格を満たします.
品質管理:VCP銅厚さの均一性を測定する
VCPの性能を検証するために,製造者は2つの主要試験方法を使用します.それぞれが独自の強みを持っています.
| 試験方法 | 働き方 | 精度 | 試験タイプ | 最良の為 |
|---|---|---|---|---|
| エディ電流計 | 磁場を使って 接触せずに厚さを測る | ±0.5μm | 破壊しない | 生産中のPCBの100%の線内試験 |
| STEP メソッド | 各段階で厚さを測定する | ±0.1μm | 破壊的 | プロトタイプ作成と根本原因分析 |
VCP と 銅 の 厚さ の 均一性 に 関する よく 聞かれる 質問
Q: なぜVCPは銅の均一化のためにラックプレートよりも優れているのですか?
A: VCP は,連続した電解液流量,精密な電流制御,垂直方向性 を使って,バッチ対バッチの変動を排除します.重力による集積と不均等な露出により,厚さの変化が ±5μmVCPs ±2μm
Q:VCPは45μm未満のマイクロビヤを処理できますか?
A: はい,高度な高投射電解質を使用すると,VCPは30μmのマイクロビアを80%密度で満たすことができますが,45μmはコストと均一性のために最適な場所です.<30μmのビアでは,LT CIRCUITは,銅の粘着を改善するために,前塗装のシード層を追加することを推奨します.
Q:VCPの銅の厚さは最大でどれぐらいですか?
A: VCPは通常,工業用PCB用の銅を5oz (173μm) までプレートし,5ozの層では厚さ容積が3μm ±3で残ります.より厚い銅には,より長いプレート時間 (例えば,30分 (3オンス) でも均一性を保ちます.
Q:VCPは多層PCBをどのように処理していますか?
A:VCPプレートは各層を順番に調整ピンを使用して各層の銅の均一性を確保します 12層PCBの場合LT CIRCUITのVCPシステムは,内部と外側の層間の ±2μmの許容を維持し,層間の信号の整合性にとって重要です..
Q:なぜ LT CIRCUIT を VCP 塗装 PCB に選ぶのか?
A: LT CIRCUITのVCPシステムには,高投射力,直線渦巻電流試験,逆パルス塗装の専用添加物が含まれており,98%の銅均一性を提供します.HDIと厚銅PCBの専門知識により,設計がIPC-6012とIATF 16949規格に準拠することを保証します.
結論
垂直連続電圧塗装 (VCP) は,PCB製造における銅厚さの均一性を再定義し,従来のバッチ方法の限界を超えています.±2μmの耐性を提供する能力5GスマートフォンからEVインバーターまで 現代の電子機器に不可欠です.
電流密度,電解液流量,温度を制御することで,VCPはPCBのあらゆる部分に銅が均等に広がることを保証し,信号の整合性,熱管理,寿命を改善します.製造者向け生産速度が短く 業界で最も厳格な基準を満たす製品が作れます
PCBがより複雑になるにつれて (より薄いマイクロビア,より厚い銅,より多くの層),VCPは次の世代の高性能電子機器を可能にする重要な技術であり続けます.消費者向けデバイスや 命を救う医療機器を作ろうとしている場合でも信頼性があり長持ちするPCBの鍵となるのは,VCPの均一性です.
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