PCB电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法及系统与流程

本发明涉及pcb电镀，尤其涉及pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法及系统。

背景技术：

1、印制电路板（pcb）作为电子元器件的支撑体和电气互连的提供者，其制造质量直接决定了电子产品的可靠性与性能。在多层及高密度互连（hdi）pcb的制造流程中，电镀工艺是实现层间电气导通、孔金属化及线路图形形成的关键环节。随着电子产品向小型化、高频化、高集成度方向发展，pcb设计呈现出导线精细、孔径微小、厚径比增大以及信号完整性要求提升等趋势，这对电镀技术提出了前所未有的挑战。

2、传统的pcb电镀主要基于直流电镀原理，在已化学沉铜的孔壁表面及线路区域，通过外加电流使铜离子还原沉积，从而获得所需厚度的导电镀层。目前应用最广泛的工艺为酸性硫酸盐体系电镀，其核心在于通过添加剂的协同作用，控制不同微观区域的沉积速率，以实现均匀的镀层分布。

3、在pcb电镀生产过程中，电镀液健康状态的异常波动往往由多种因素耦合引发，如原材料批次差异、设备供应波动、环境气温变化等，传统人工经验判断或单参数量化模型难以提供科学准确的根因分析，因此亟需综合考虑多因素来对pcb电镀液健康状态监测，并根据监测结果进行电镀优化，来减少次品产生。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法及系统。

2、为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明第一方面提供了pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、构建电镀工艺实体节点以及工艺参数属性节点，并根据所述电镀工艺实体节点以及工艺参数属性节点构建有向属性图结构，形成动态知识图谱；

5、对每一传感器时间序列数据构建动态因果强度矩阵，并基于所述动态因果强度矩阵通过多跳图注意力网络进行建模，利用动态知识图谱输出候选因果路径集合；

6、结合所述动态知识图谱输出候选因果路径集合进行电镀性能评估，生成评估结果；

7、构建基于大语言模型的推理引擎，并利用所述推理引擎对所述评估结果进行推理，生成维修和工艺补偿的具体方案。

8、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，构建电镀工艺实体节点以及工艺参数属性节点，具体为：

9、定义pcb电镀工艺的工艺实体，将pcb电镀工艺的工艺实体划分为工艺设备层、工艺介质层、添加剂层以及过程指标层；

10、根据所述工艺设备层构建电镀工艺实体节点，基于所述工艺介质层、添加剂层以及过程指标层构建工艺参数属性节点；

11、所述工艺设备层为硬件实体，包括主电镀槽、循环泵、过滤器、热交换器、整流器、自动加药泵、搅拌装置；所述工艺介质层包括cu2+浓度、ni2+浓度、ph值、温度、电导率、溶解氧浓度以及总有机碳；

12、所述添加剂包括抑制剂、加速剂、整平剂、氯离子；所述过程指标层包括沉积速率、镀层厚度均匀性、添加剂降解副产物浓度、槽液黏度。

13、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，根据所述电镀工艺实体节点以及工艺参数属性节点构建有向属性图结构，形成动态知识图谱，具体为：

14、基于电化学理论和历史工艺文档获取直接因果影响关系、抑制关系、促进关系以及降解生成关系；

15、基于所述直接因果影响关系、抑制关系、促进关系以及降解生成关系构建边类型；

16、构建动态知识图谱，基于所述边类型、电镀工艺实体节点以及工艺参数属性节点构建有向属性图结构；

17、将所述有向属性图结构输入所述动态知识图谱中进行知识表示。

18、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，对每一传感器时间序列数据构建动态因果强度矩阵，具体为：

19、引入格兰杰因果检验算法，并获取每一时间戳中传感器所采集的传感器数据信息，基于所述每一时间戳中传感器所采集的传感器数据信息构建传感器时间序列数据；

20、将每一传感器时间序列数据输入到所述格兰杰因果检验算法中，利用所述格兰杰因果检验算法计算双变量在连续滑动时间窗内的因果强度值；

21、对所述双变量在连续滑动时间窗内的因果强度值进行指数加权移动平均平滑，利用所述因果强度捕捉不同工序间的延迟响应与非对称因果关系；

22、根据所述双变量在连续滑动时间窗内的因果强度值构建因果强度矩阵，并对所述因果强度矩阵用滑动时间窗实时增量更新。

23、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，基于所述动态因果强度矩阵通过多跳图注意力网络进行建模，具体为：

24、引入多跳图注意力网络，并将所述动态因果强度矩阵输入所述多跳图注意力网络中，对于每个节点与节点在预设范围之内的邻居节点，利用单头注意力计算注意力系数，并进行归一化计算；

25、经过归一化计算后，对节点特征进行更新，使用多跳图注意力网络堆叠预设层数，每一层对上一层的节点特征进行注意力聚合，计算长程路径的可信度；

26、基于所述长程路径的可信度从异常节点开始反向搜索，每步保留部分路径，按当前累积置信度排序，当路径长度达预设长度或者累积可信度低于预设阈值时，停止扩展；

27、统计所有的长程路径，并根据所述长程路径构建候选因果路径集合，并作为动态知识图谱的输出，建模完成。

28、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，利用动态知识图谱输出候选因果路径集合，具体为：

29、获取预设时间之内传感器时间序列数据，并将所述预设时间之内传感器时间序列数据输入所述动态知识图谱中进行知识匹配；

30、通过知识匹配，利用动态知识图谱输出候选因果路径集合，并按照预设方式进行显示。

31、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，结合所述动态知识图谱输出候选因果路径集合进行电镀性能评估，生成评估结果，具体为：

32、设置电镀性能评估指标范围数据，并判断所述候选因果路径集合是否在电镀性能评估指标范围数据之内；

33、当所述候选因果路径集合在电镀性能评估指标范围数据之内时，则生成电镀正常的评估结果；

34、当所述候选因果路径集合不在电镀性能评估指标范围数据之内时，则生成电镀异常的评估结果。

35、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，构建基于大语言模型的推理引擎，具体为：

36、对传感器时间序列数据进行归一化，并使用预训练的transformer时间序列编码器生成每个参数的嵌入向量；

37、对所有参数嵌入进行位置编码后，拼接为一个全局嵌入向量，再经线性投影压缩至固定维度，输入到大语言模型中；

38、将输出的候选路径集合与全局嵌入向量结合，计算路径匹配得分，因果路径经语义向量在候选集上排序后，选取候选路径集合中匹配得分最高的路径输入到大语言模型中；

39、将候选路径集合中匹配得分最高的路径与当前语义上下文送入大语言模型上下文检索增强生成模块，最后利用大语言模型以链式思考推理方式输出。

40、进一步的，在pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法中，利用所述推理引擎对所述评估结果进行推理，生成维修和工艺补偿的具体方案，具体为：

41、当所述评估结果为电镀异常的评估结果时，将预设时间之内的传感器时间序列数据以及候选路径集合输入到所述推理引擎中进行推理；

42、利用大语言模型推理引擎根据电镀化学领域本体知识，将复杂因果链转化为可操作的工单指令，生成维修和工艺补偿的具体方案，并补充以自然语言描述的优化建议文本。

43、本发明第二方面提供了pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估系统，包括存储器以及处理器，所述存储器中包括pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法程序，所述pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法程序被所述处理器执行时，实现任一项所述的pcb电镀液健康状态监测与电镀性能评估方法的步骤。

44、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

45、本方案通过构建动态因果图谱，结合格兰杰因果检验与图注意力网络自动辨识复杂非线性工艺因果链，从而实现对电镀液性能进行监测，借助大语言模型的文本推理能力将因果路径转化为针对工艺指导人员和自动化控制设备直接可执行的操作建议。它显著降低了电镀质量问题专家诊断的复杂度和响应时间，实现了动态化多源感知到语义化机器阅读理解的在线因果推理，从而能够快速响应调整策略，降低了电镀过程中次品率，提高电镀的质量。