一种水平镀铜均匀性应用方法与流程

本发明涉及电子电路线路板生产加工领域，具体涉及一种水平镀铜均匀性应用方法。

背景技术：

1、铜层均匀性对于电路板上信号传输速度和信号完整性至关重要，能够有效减少信号干扰。在水平电镀过程中，阳极的电流分布状态决定了阴极表面铜层的沉积厚度分布，因此阳极设计是影响镀铜均匀性的关键因素。在水平电镀中，存在以下效应，导致镀层不均匀：边缘效应：电流易往边缘集中，导致边缘电流密度高、镀层偏厚；中心弱化：中心电流稀疏，导致电流密度低、镀层偏薄。传统工艺中，阳极板为一整块结构，整块阳极同电流，无法修正这种固有的电流分布不均现象，镀层呈现“边厚心薄”，均匀性差，只能通过增加阳极遮板遮挡阳极来被动改善均匀性，效果有限。

2、随着科技的发展，现有的工艺已经不能满足铜厚极差值的要求。因边缘效应及板尺寸大小不一，镀铜极差往往大于8 μm，导致蚀刻后线路阻抗值不达标，影响信号传输完整性；部分区域线宽偏小，抗干扰能力差；边缘区域线路存在毛边，无法蚀刻干净。尤其在5g、ai服务器板、载板等领域，极大影响了产品良率。

3、在传统垂直龙门电镀铜线和vcp电镀线中，改善电镀铜均匀性的方法通常包括增加阴极挡板、夹板加边条或增加阳极遮板开孔，但均匀性改善效果有限，影响后工序蚀刻。铜厚极差大对后工序蚀刻影响极大，同一块板上不同区域阻抗值高低不一，部分区域蚀刻不净留有毛边，部分区域则因过度蚀刻导致线宽超出负公差而报废。此外，现有技术中铜球利用率较低。由于电镀均匀性差，为保证板面最小区域满足铜厚要求，不得不提高整体镀铜厚度，导致铜球消耗量显著增加，造成材料浪费和成本上升。

4、具体而言，现有水平电镀中普遍存在“边缘电流密、中心电流疏”的问题。电流容易向阴极板边缘集中，导致边缘区域电流密度高、镀层偏厚；而板面中心区域电流稀疏，电流密度低、镀层偏薄。这种天生的电流分布不均现象，使得单一整块阳极无法同时满足不同区域的电流调节需求，进一步加剧了铜厚极差，限制了电镀均匀性的提升。

5、综上所述，亟需一种新的技术方案，以解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种水平镀铜均匀性应用方法；该方法采用分区阳极板，取消了阳极遮板，具有以下优点：（1）控制更加精准，可提升对生产品质要求更高的产品的良率；（2）能够耐受更大电流，从而生产加工更高阶段的产品，提升工艺能力；（3）能够精准控制电流分布，降低高电流区电流、提升低电流区电流，提高电镀均匀性，降低加工成本；（4）阳极网采用单层加厚网设计，降低了成本。

2、本发明的一个目的在于，提供一种水平镀铜均匀性应用方法，所述水平镀铜均匀性应用方法包括如下步骤：

3、s1、将阳极板沿水平方向划分为2个尺寸相同的长方形区域，然后将每个长方形区域沿对角线划分为两个三角形区域，得到4个相互绝缘隔离的独立分区，

4、所述4个相互绝缘隔离的独立分区从左到右依次为a区、b区、c区、d区；

5、所述a区、c区在第一水平面内；

6、所述b区、d区在第二水平面内；

7、所述第一水平面和第二水平面相互平行且不在同一平面内；

8、其中，

9、所述沿对角线划分为：沿相互平行的对角线划分；

10、s2、将各独立分区分别连接至独立电源或通道，通过独立电源或通道分别控制各分区的电流输出；

11、s3、根据待镀板上不同区域的特征需求，对所述独立分区进行分段式电流控制，使各独立分区具有差异化电流密度；

12、s4、在所述差异化电流密度的条件下对待镀板进行水平电镀。

13、进一步地，所述阳极板包括上阳极板与下阳极板；对上阳极板进行上述处理，划分为4个相互绝缘隔离的独立分区，并对下阳极板进行同样的处理。

14、进一步地，所述第一水平面和第二水平面在垂直于水平面的方向中，距离为1-5mm。

15、进一步地，所述4个相互绝缘隔离的独立分区的电流密度为：c区＞b区＞a区＞d区。

16、优选地，所述c区电流密度为11-19 asd；b区电流密度为7-13 asd；a区电流密度为5-10 asd；d区电流密度为0.5-1.5 asd。

17、进一步地，所述下阳极板到待镀板的距离为10-15 cm。

18、进一步地，所述上阳极板到待镀板的距离为12-17 cm。

19、进一步地，所述阳极板为网格状不溶性阳极，采用单层加厚网设计，阳极板使用钌铱涂层加厚处理；加厚处理后的阳极板厚度为10-30 μm。

20、进一步地，电镀过程的设定电流密度为1-10 asd。所述设定电流密度，指电镀过程的整体工艺的目标电流密度值。

21、进一步地，所述独立电源或通道通过模块化整流机实现，各独立分区分别连接至模块化整流机的独立输出端口。

22、进一步地，所述水平镀铜均匀性应用方法适用于以下任意一种电镀类型：直流不溶性阳极电镀、脉冲不溶性阳极电镀、直流填孔不溶性阳极电镀。

23、本发明分区阳极设计采用长三角形方式，核心是用“变宽度+斜边界+独立控电”，精准抵消边缘效应与输送方向的电流不均，让阴极板面电流密度从边到中、从入料到出料全程均匀。水平电镀（pcb或载板）是长条工件连续输送，电场有两个致命不均：

24、横向边缘效应：左右边缘电力线密集，导致电流密、镀层厚；中间稀疏，导致电流疏、镀层薄（边厚心薄）。

25、输送向前后差异：入料端电流易集中、出料端弱化，加上工件移动，形成前后厚度差。

26、本发明的长三角形分区直接匹配这两个不均：

27、外宽内窄（三角轮廓）：外侧（边缘）阳极面积大、内侧（中心）面积小，天然降低边缘电流密度、提升中心电流密度，一次补偿边缘效应。斜向分区边界：分区缝不与输送方向（水平方向）平行，避免电流在缝处集中或断流，防止出现条状厚薄印。长条延伸：分区沿输送方向拉长，覆盖工件全程，补偿入料到出料的纵向电流衰减。

28、本发明在工艺上采取分区阳极控制输出电流控制作业方式，精准控制输出电流，模块化控制区域补偿各个区域大小值，修正镀铜厚度。例如a区孔密集，可以单独补偿a区电流，c区在板中间部位，电镀效应中间铜厚会偏少，可以加大补偿c区电流，d区边缘效应，可以适当减小补偿值，减小电镀边缘效应。

29、孔密集区域，指pcb加工板图形分部钻孔，孔数比较密集的区域。图1示出了pcb加工板的实拍图；图1中箭头指示区域即为孔密集区域。

30、分区阳极的原理支撑如下：本质是把整块阳极拆成多个绝缘隔离的独立小区，各区用独立电源或通道调电流，主动修正阴极板面“边缘电流密、中心电流疏”的天生不均，实现整面镀层厚度一致。

31、本发明采用单层加厚网设计，降低成本，可分段式输出电流针对部分区域密集孔补偿加大电流密度，提高铜厚减少铜厚极差。

32、本发明具有以下有益效果：

33、本发明提供了一种水平镀铜均匀性应用方法；该方法采用分区阳极板，取消了阳极遮板，具有以下优点：（1）控制更加精准，可提升对生产品质要求更高的产品的良率；（2）能够耐受更大电流，从而生产加工更高阶段的产品，提升工艺能力；（3）能够精准控制电流分布，降低高电流区电流、提升低电流区电流，提高电镀均匀性，降低加工成本；（4）阳极网采用单层加厚网设计，降低了成本。

34、本发明方法采用分区阳极板，可实现分段式电流控制，灵活调整各区域的电流密度。阳极板分为4个相互绝缘隔离的独立分区，防止阳极板相互导通而影响电流分布。通过分段式工艺的电流控制器调节电流输出，使电流分布更加精准，结合不溶性阳极板，可满足最理想的均匀性指标。此外，采用网格状不溶性阳极，阳极板涂层加厚，可耐受更大的电流密度，满足大电流条件下的电镀均匀性要求。