垂直连续电镀设备(VCP)取代龙门电镀线的必然趋势
PCB流程介绍-VCP和龙门电镀简介
min max min max min
min
max
max
4mil 100mil 14*16in 22*24in 7.9mil
4mil
6
0.9
20 of 28
5. 制程能力
板厚
垂直PTH&CU
板子尺寸
孔径 A/R
min max min max min max
31mil 80mil 10*10inch 21*24inch 9.8mil
1 4
52
3
(3+4+5)/3 TP= (1+2)/2
2.面铜均匀性
计算方法:
最后处-最薄处
Distribution= AVG(量测所有点值总和)
100%
通常选取16或25个点,点分布于板边2CM以内量
23 of 28
6. 品质管制项目
2cm 2cm
24 of 28
6. 品质管制项目
3.热应力测试
电镀后的板子,打切片后,265℃漂锡5次(五厂规定).之后,在显微镜下观 察,看是否有角裂.
4.延展性测试
测试铜箔片的拉力,延展性
a. 在线制作测试
使用不锈钢板进行电镀( 例如规定VCP线电流密度用35ASF,铜厚设定 为2.5mil).将镀好的铜皮用小刀剥下, 切割成(25cm*25cm)尺寸将包装好的铜 皮交于实验室。
40 4 19.8 30 52207 5481732 1740 182724
備註:每6天保養一次,每次保養時間9H,平均每天折合1.5H
電鍍厚 尺寸(in) 電流密度 電鍍 度 寬 長 (ASF) 效率
電鍍時 間
線速 (m/min)
保養時 間
垂直连续电镀线完胜传统龙门线 助推PCB业健康发展
垂直连续电镀线完胜传统龙门线助推P C B业健康发展随着电子设备向品种多样化，功能多元化，产品最小化发展,电路板制造业面临设备更精密、技术更先进的挑战。
宇宙集团作为印制电路板行业中专业的湿流程设备生产企业，直面行业当前挑战，正逐步引入工业4.0智能生产模式，自主研发、生产垂直连续电镀线（VCP）设备。
自2011年至今，短短数年间，VCP销售数量已超过121条，广泛应用于全板电镀、图形电镀、填孔/半填孔电镀、软板电镀等工艺。
据悉，宇宙VCP线的设计理念是在传统龙门电镀线的基础上更新优化而来，较传统的龙门电镀线更具有优势：上下料装置：宇宙VCP线采用自动上下料设计，最短出料周期只有8秒；而传统龙门线只能手动上下料，所需操作员甚多，劳动强度高，人员流失快，易导致用工荒。
传动结构：宇宙VCP线采用链条式与活动阴极挂架相结合的传动方式，挂架传动更平稳，导通性更好。
且具有少碰撞，低噪音等特点；而传统龙门线，天车移动、碰撞，震动马达的响声，无不产生严重的噪音污染。
加铜球装置：宇宙VCP线为在线式加铜球设计，可随时添加铜球，无需停机，操作极其方便，且铜球不会掉进铜槽；而传统的龙门线，需停机添加铜球，极不方便，且铜球易掉入铜槽内，效率低，影响产能。
生产环境：宇宙VCP线在同产能条件下，药水与空气接触面积小(仅为传统龙门线的1/3)，采用侧喷射流搅拌，废气产生少，故所需抽风量小，能耗低，且设备密闭式顶部抽气设计，大大减少气体外泄，工作环境安全舒适；而传统龙门线大都为全敞开式，密闭性很难做到VCP的效果，由于镀铜槽数量多，且裸露的药水表面积大，加上空气搅拌，挂架频繁升降移动产生了大量废气，整个车间经常弥漫着有害气体，严重影响员工身体健康，需配置大功率抽风系统才能使环境稍有改善，能耗高，保守估计是VCP线的2倍以上。
过程管控：宇宙VCP线铜槽全部连通，且循环均匀，整体相当于一个铜槽，在过程管控时，只需随机抽取一个或几个铜槽内的药液即可，分析简单快捷；而传统龙门线，铜槽数量多，各铜槽为单独作业，相互不连通，在过程管控时，需对每一个铜槽进行取样分析，过程繁琐工作量大。
电镀填孔凹陷偏大不良的改善
印制电路信息2021 No.5电镀填孔凹陷偏大不良的改善孙亮亮 席道林 万会勇（广东东硕科技有限公司，广东 广州 ５１０２８８）摘 要 电镀填盲孔技术是高密度互连（ＨＤＩ）板制作最关键、最重要的技术之一，而凹陷偏大会影响后续工艺进行甚至电路板的性能。
本文针对一种在垂直连续电镀填孔中出现的底部凹陷偏大进行深入研究，通过对设备排查及调整，最终彻底解决问题，为制程改善提供依据。
关键词 填孔电镀；凹陷；改善中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096（2021）05-0020-03 Improvement of hole filling dimple in electroplatingSun Liangliang Xi Daolin Wan Huiyong(GuangDong Toneset Science & Technology co.,LTD, Guanzhou,510288) Abstract Via filling plating technology is one of the most important technologies in the production of HDI boards. Large-dimple is the common problem in the via filling plating. Sometimes it can affect the subsequent processes and even the reliability of circuit boards. This paper made an intensive study of the large-dimple on bottom in the Via filling process Vertical Continuous Electroplating Line. Finally, the problem was solved by checking and adjusting the equipment, which could provide reference for process improvement.Key words Via Filling Plating; Dimple; Improvement近年来，电子产品对于轻薄小、多功能、高可靠性的需求日益迫切，对印制电路板的技术要求越来越高，从工程、工艺设计到配套设备和人员操作等都提出了更高的要求[1]。
SHG-PI-066-VCP连续电镀作业指导书4
析。
结果报告由化验室保存，如果结果超出控制范围立即按供应商提供的方法调整。
1. TOC 含量标准:TOC ≤5000ppm2. CVS/TOC 外发分不合格时处理方法:a. TOC 超标时立即安排碳处理，碳处理前如继续使用需对生产板做热冲击测试，如孔铜异常立即停止生产。
b. CVS 分析光剂不合格时，首先根据分析结果对药水进行调整。
同时进行 HULL CELL 测试和热冲击测试，两种测试都无异常时可继续生产，如有异常，须对此期间生产板进行隔离评估。
5.3 设备能力5.5单轨式垂直连续电镀铜设备开机前注意事项:5.5.1合在电箱面板上电源总开关（扳到ON 位置），启动上料区控制电箱面板上的控制电源按钮。
5.5.2确认各紧急停止与拉绳开关处于正常状态。
5.5.3确认温度，液位，循环泵，过滤泵，整流器，纯水，冰水系统，添加泵，鼓风机，气压是否正常。
5.5.4确认各进水管，排水管阀门是否处于正常位置。
5.5.5检查各感应器，限位开关，传输装置是否异常。
5.6单轨式垂直连续电镀铜设备开关机步骤:项目范围 数量 功率 备注 生产板最大尺寸 622mm*547mm / / / 生产板最小尺寸 355mm*406mm / / /生产板最大厚度 3.2mm / / / 生产板最小厚度 0.2mm / / / 最快输送速度 1.1m/min / / 最慢输送速度 0.3m/min / / 均匀性要求 ≤5% 电流密度40ASF ，孔铜25um 延展性要求≥20% / / / 深镀能力0.25mm 孔径，纵横比 6.4：1 的通孔，电镀参数：25ASF ×50min ， 深能力≧85%。
上料区电源控制按纽5.6.1开机前确认事项：5.6.1.1确认各周边设备处于开启状态。
5.6.1.2检查各阳极升降机构是否归定位，上下料是否在原位，完成后待机完成指示灯亮起。
5.6.1.3确认整流器模式为自动模式。
5.6.2开启自动运转，按下自动按钮3秒钟后，发出开机提示音6秒后，系统自动运行。
我国垂直连续电镀设备行业发展现状及竞争情况（附企业技术实力、市占率及营收）
我国垂直连续电镀设备行业发展现状及竞争情况（附企业技术实力、市占率及营收）垂直连续电镀设备是指通过利用减速马达带动钢带或链条在同一固定高度处水平传动，从而实现与钢带或链条相固定的镀件在不同工艺段槽体内的平稳传动与连续生产。
2013-2019年，随着中国PCB产量的快速增长将利好垂直连续电镀设备制造业的发展。
受下游产能扩大和传统设备替换等影响，中国垂直连续电镀设备产量将保持快速稳定的增长。
根据数据显示，2018年中国垂直连续电镀设备新增数量约328台；预计到2023年新增产量将达到505台。
2013-2023年我国垂直连续电镀设备产量及预测情况数据来源：观研报告网《2022年中国垂直连续电镀设备市场分析报告-行业深度分析与发展商机研究》受政策影响和下游市场的推动，2018年中国垂直连续电镀设备市场规模约13.41亿元，2017年和2018年垂直连续电镀设备市场增速明显；预计到2023年，中国垂直连续电镀设备市场将保持16.3%的年均复合增长，市场规模将达到23.78亿元。
2013-2023年我国垂直连续电镀设备市场规模及预测情况数据来源：观研报告网《2022年中国垂直连续电镀设备市场分析报告-行业深度分析与发展商机研究》在企业收入排名方面，根据CPCA统计数据，安美特2018-2019年均位列国内PCB专用化学品企业第一名，其营业收入主要来源于电镀液等化学品，在该行业具有领先优势；东莞宇宙2017-2019年均位列国内PCB专用设备和仪器类企业第三名，其营业收入主要来源于水平湿制程设备等PCB生产设备；东威科技是排名靠前的国内PCB专用设备和仪器类企业中以垂直连续电镀设备为主要营业收入来源的企业。
我国垂直连续电镀设备收入排名、优势技术和市场占有率比较情况数据来源：观研报告网《2022年中国垂直连续电镀设备市场分析报告-行业深度分析与发展商机研究》在关键业务数据方面，安美特1987年至今，安美特水平式电镀专用设备累计出货达800多台；台湾竞铭2019年垂直连续式电镀设备销售数量7台；东威科技2020年垂直连续电镀设备销售数量为102台。
垂直连续电镀设备VCP取代龙门电镀线的必然趋势专题培训课件
VCP vs Hoist Type Plating – Fire Hazards Risks火灾风险
Big fire risks exist in the hoist type plating equipments and many fire hazards are shown on the TVs 龙门线存在较大的火灾风险，而龙门线起火事故在电视中屡见报道
Maintain 维护
1
3500
3500
0.5
3500
1750
Total cost/8hours总成本
24500 RMB
5250 RMB
VCP vs Hoist Type Plating – Water Saving节水
槽名 剝掛架水洗
水洗 高位水洗 鍍銅後水洗1 鍍銅後水洗2
酸洗 鍍銅1~12
酸洗 酸後水洗
垂直连续电镀设备 (VCP)取代龙门电镀
线的必然趋势
Advantage-自主研发，技术领先
VCP vs Hoist Type Plating - VCP与龙门电镀对比
Comparison Based on: Safety PK, Economy PK, Products Quality PK, etc. 对比基于：安全性对比，经济性对比，电镀产品质量对比等 Capacity per month：47,500 m2 月产能47,500 m2； Panel plating Cu thickness：0.4 mil 面铜厚度：10um； Working hours and days: 22 hours per day and 26 days per month 每天生产22 小时，每月生产26天; Calculation：计算 Hoist—12 plating units，width=4.2 m，3 sets transporter 龙门线 – 12缸，宽度4.2米，3台天车 VCP— 12Cu, V=2.18 m/min VCP12个铜槽，传动速度2.18米/分钟
PCB电镀阳极发展演变概述
PCB电镀阳极发展演变概述杨智勤;倪超;陆然;张曦【摘要】PCB电镀铜阳极的发展演变历程，并对各种不同类型阳极进行对比分析。
%This article mainly introduced the development of PCB copper plating anode, then make comparison and analysis on their difference between different anode type.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2011(000)012【总页数】5页(P40-44)【关键词】电镀;可溶性阳极;不溶性阳极;发展【作者】杨智勤;倪超;陆然;张曦【作者单位】深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117【正文语种】中文【中图分类】TN411 前言近年来电路板朝向轻、薄、短、小及高密互连等趋势发展，在有限的表面上，装载更多的微型器件促使印制电路板的设计趋向高精度、高密度、多层化和小孔径方面发展，由此导致了PCB制造工艺的巨大变革，由早期的通孔互联发展到微盲孔互联，到现在流行的盲孔填孔乃至通孔填孔。
作为实现孔金属化互联功能的电镀铜制程，其工艺也不断推陈出新，而在电镀铜过程中扮演重要角色的阳极，其发展亦是相当迅速，以下针对其发展历程作详细叙述。
2 电镀阳极发展历程2.1 可溶性阳极2.1.1 电解铜板或铜棒早期使用焦磷酸盐镀铜工艺，其阳极为电解铜板（图1）或铜棒。
图1 电解铜板此类阳极缺点较多，包括阳极溶解不规则、阳极面积变化较大，阳极利用率低、铜粉和阳极泥较多、槽液中铜含量上升较快等。
但因彼时焦磷酸盐镀铜占主流，故这类阳极仍有使用。
随着电镀铜工艺发展，焦磷酸盐镀铜的缺点也开始不断显现，比如焦磷酸盐水解产生的正磷酸根会在镀液中积累、含磷废水造成水体富营养化，络合废水难于处理等，亟需一种替代工艺，酸性硫酸铜电镀工艺应运而生并很快得到业界应用。
不溶性阳极VCP镀铜提升PCB制造工艺
111PCB InformationJAN 2021 NO.1善镀层均匀性作努力。
电镀铜过程遵循法拉第定律即电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电解池的电荷量成正比。
电化学反应过程，金属沉积厚度由电镀时间和施加在受镀产品表面的电流密度决定。
电镀铜过程的电流密度分布主要影响因素分为以下几个方面：一级电流分布：电极没有极化和未受到其他因素干扰的情况下，由于阴极与阳极相对位置存在远近，其所产生的高低电流分布称之为一次电流分布，它取决于镀槽的几何形状，即阴阳极的距离、排列、大小、形状等。
不溶性阳极VCP 镀铜提升PCB 制造工艺文／ 深圳市贝加电子材料有限公司 李荣 黎坊贤 钟俊昌印制电路板的基本功能是形成电气器件的电气信号导通，其核心要求是保证电子产品在各种应用环境中的电气信号导通的可靠性。
PCB 层间互连及线路导通均依靠以铜为基底的金属层。
双面及多层PCB 制造过程，孔金属化和电镀是形成层间导通的核心制程，目前其工艺流程主要是通过化学沉铜、导电碳材料或导电聚合物形成孔内基底导电层，然后通过电镀铜加厚，在镀铜添加剂配合作用下，形成具有良好导电性能和物理机械性能的镀铜层，从而形成可靠的孔内电信号导通。
PCB 产品在电镀过程形成的镀铜层的均匀性和一致性，对PCB 工艺的品质稳定性和产品可靠性具有重大影响，如何保证电镀铜过程镀层在PCB 工件不同位置的均匀性是整个行业技术发展和革新的重点研究方向。
尤其是在当下PCB 越来越精细、高密度化的背景下，PCB 生产过程使用的设备及配套材料均围绕着改【摘 要】随着ＰＣＢ精细线路设计要求的提高，ＰＣＢ制造过程对镀铜均匀性要求不断提高，ＶＣＰ设备使用阴极移动和高速射流的方法，采用固定阳极面积的不溶性阳极可获得更理想的一级和二级电流密度分布，同时专用镀铜添加剂改善三级电流密度分布，从而获得均匀的镀铜层。
本文从电镀过程技术理论及实际生产应用过程，对不溶性阳极ＶＣＰ镀铜工艺的优势及其对ＰＣＢ制造工艺能力提升进行分析探讨。
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VCP vs Hoist Type Plating – Operator Safety 员工安全
VCP equipment VCP电镀线
Full sealed working environment and no bad smells 外觀整潔、全封閉式設計，工 作環境良好，可实现四季恒溫 控制
自动上下料
HTP-loading & unloading by hands 人工上下料
Hoist type plating 龙门线
Total Number of Cost/month/person Labor saving monthly: Number of cost/month每月 people人工数 people人工数 人员月工资 成本 Loading/unloading 上下料 Dry 产品吹干 On-line inspection巡检
Hoist type equipment
Noisy, open with bad smells and plates are easy to drop when adding copper 傳統龍門電鍍，環境嘈雜，敞口式 設計，（不利于消防喷淋设施）化 學品極易揮發，易發生墜落意外
VCP VS Hoist Type Plating – Economy 节约磷铜球
Advantage-自主研发，技术领先
VCP vs Hoist Type Plating - VCP与龙门电镀对比
Comparison Based on: Safety PK, Economy PK, Products Quality PK, etc. 对比基于：安全性对比，经济性对比，电镀产品质量对比等
Money saving monthly: 20,000RMB
5,250 每月节约费用： 20万 49,000RMB RMB/Team 1,988RMB
10,500RMB
38,500RMB
Maintaining 维护保养费
Other cost (scrap、HNO3 and copper cathode change） 其他成本（报废，硝酸，铜排更换等） Total cost 总成本
40mL*3mW*3.6mH 0 480
占地面積
故障率/維修成本 銅排更換 硝酸
大 振動馬達老壞，天車故 障 44只/三年
1200L/10天
40mL*10mW*5mH
6111.11 4320
地面要求
專業coating地面
150000
VCP vs Hoist Type Plating – Appearance PK 外观对比
VCP VS Hoist Type Plating – Conclusions 结论
Hoist Type Fire Risk/火灾风险 Plates Drop Risk 工件掉落风险 Injured Risk/员工受伤风险 Working Environment 工作环境 Water Cost/用水成本 Running Cost 运营成本 Running-supplies Cost 材料消耗成本 Service Cost/维修成本 Uniformity 镀层均匀性 Cu Thickness：0.4mil/ 铜层厚度：0.4mil Yes / 有风险 Yes /有风险 Yes /有风险 VS VCP No happen/无风险 No happen/无风险 No happen/无风险
Capacity per month：47,500 m2 月产能47,500 m2； Panel plating Cu thickness：0.4 mil 面铜厚度：10um； Working hours and days: 22 hours per day and 26 days per month 每天生产22 小时，每月生产26天; Calculation：计算 Hoist—12 plating units，width=4.2 m，3 sets transporter 龙门线 – 12缸，宽度4.2米，3台天车 VCP— 12Cu, V=2.18 m/min VCP12个铜槽，传动速度2.18米/分钟
Hoist type 龙门线
VCP
47,500
11.875 T
Reason for copper saving: uniformity
improvement
省铜理由：均匀 性提高
VCP vs Hoist Type Plating – Labor Cost 节约人工
VCP-Robot arm Auto loading & unloading
VCP電鍍線
理論溢流量 (L/MIN) 2 0 5 每週一次 更槽頻率 月耗用水量(L) 69600 1600 172200
10
2200 2200 7.5 2200 2200 6500*12 水洗烘乾線 酸洗 酸後水洗 磨刷 400 200 400洗 鍍銅1~12
VCP
Standard 标准 93% 3um 95% RMB
16.5pcs/day
0%
12.8pcs/day
2662.4
0%
0
VCP vs Hoist Type Plating – Conclusions结论
Hoist type cost/month 龙门线成本/月 Water （20RMB/T) 水费（20元/吨） Power （0.8RMB/KWH） 电费(0.8元/千瓦时） Copper（62,000RMB/T） 磷铜球（62000元/吨） Manpower (3500RMB/month/person） 人工费（3500元/月） 1363,280 115,502 11.875 24,500 RMB/Team 27,266RMB 92,402RMB 736,250RMB 590,000 73,757 10.1175 VCP cost/month VCP成本/月 11,800RMB 59,005RMB 627,285RMB VCP Saving VCP节约 15,466RMB 33,397RMB 108,965RMB
11044.8 18720 9360 2371.2 2496
每月节约用水：4万度
1.5 7.5 0 0 0
VCP vs Hoist Type Plating – Consumption Saving運行維護及其它成本节约
傳統龍門式電鍍線
項目 添加銅球 水洗槽保養 周工時 4 4 周人數 5 1 月累計工時 80 16 工時折算成工 資 1656.80 331.36
VCP VS Hoist type VCP与龙门线对比
VCP vs Hoist Type Plating – Quality/Uniformity PK均匀性对比
Copper board thickness:10um 面铜10um
Hoist type plating龙门线
Project 项目 COV Range R值 Throwing power 贯 孔能力 Board Scraped摔飛 靶報廢，吊掛報廢 Copper scraped殘 銅報廢 Standard 标准 85% 5.5um 90% RMB Project 项目 COV Range R值 Throwing power 贯 孔能力 4290 Board Scraped摔飛 靶報廢，吊掛報廢 Copper scraped殘 銅報廢
VCP電鍍線
項目
添加銅球
周工時
4
周人數
0
月累計工時
0
工時折算成工 資 0.00
水洗槽保養
2
1
8
165.68
傳統龍門式電鍍線
項目 工作強度 工安 程度 大 易發生 備註 項目 工作強度 工安 占地面積 故障率/維修成本 銅排更換 硝酸 地面要求
VCP電鍍線
程度 小 不易發生 小 基本沒有 0% 400L/月 地面不用coating，做簡 單的防腐處理即可，在 產線的底部會按裝防漏 盤（裝機時廠商負責）。 備註
Equipment type 设备类型 Consumpt Copper Consumption ion 铜球消耗 耗材 25 Kg/100 m2 Copper 磷铜球 21.3 Kg/100 m2 47,500 10.1174 T Capacity/m^2 产量 Total consumption 总消耗量
VCP vs Hoist Type Plating – Fire Hazards Risks火灾风险
Big fire risks exist in the hoist type plating equipments and many fire hazards are shown on the TVs 龙门线存在较大的火灾风险，而龙门线起火事故在电视中屡见报道 VCP equipments contains special fire-proof design and minimize human factors for fire hazards. Currently no any fire hazard happens。 VCP设备具有专门的防火设计，能够最大程度地减 少火灾风险。迄今为止，东威公司生产的VCP设备没有发生过一起火灾；
Hoist type plating龙门线 Name 名称 Filter pump 过滤泵 KWH 千瓦时 3.7 2 5.9 30 7.5 0.05 2 Set 组 /个 18 24 3 1 2 76 2 115,502.4 Power/month KWH 功率/千瓦时/月 41558.4 KWH 千瓦时 2.2 VCP Set 组 /个 30 24 1 1 0 0 0 73,756.8 Power/month KWH 功率/千瓦时/月 41184 26956.8 936 4680 0 0 0