新全板電鍍線設(shè)備及藥水測(cè)試技術(shù)探討

陳少昌（深圳市勵(lì)高表面處理材料有限公司，廣東 深圳 518000）

新全板電鍍線設(shè)備及藥水測(cè)試技術(shù)探討

陳少昌
（深圳市勵(lì)高表面處理材料有限公司，廣東 深圳 518000）

文章通過(guò)討論引進(jìn)新的全板電鍍線設(shè)備及藥水測(cè)試兩部分研究探討，分析在采購(gòu)設(shè)備和開(kāi)線過(guò)程中需注意的細(xì)節(jié)和要點(diǎn)，清晰地指導(dǎo)電鍍工程師順利地完成開(kāi)線工作。

全板電鍍；設(shè)備；藥水；測(cè)試

隨著PCB行業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，同時(shí)有大量的設(shè)備購(gòu)買(mǎi)和藥水測(cè)試行為，選擇合適的電鍍?cè)O(shè)備和性價(jià)比高的藥水，對(duì)于新一輪的產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。而對(duì)于一個(gè)電鍍制程的工程師來(lái)說(shuō)，比較系統(tǒng)、全面地從采購(gòu)設(shè)備到藥水測(cè)試，擺在面前的是一項(xiàng)繁重的工程。本文通過(guò)F公司的操作闡述，在行業(yè)交流經(jīng)驗(yàn)，提升電鍍工程師和藥水服務(wù)工程師的技能水平。

1 電鍍?cè)O(shè)備

在購(gòu)買(mǎi)垂直電鍍線前，首先必須制作相應(yīng)地《全板電鍍線設(shè)備技術(shù)協(xié)議》，內(nèi)容包括：板厚及尺寸要求、電控部分、振動(dòng)系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電源部分、加熱系統(tǒng)、系統(tǒng)軟體、天車機(jī)架部分、周邊配制等。現(xiàn)以F公司為例，對(duì)相應(yīng)要求及設(shè)備功能進(jìn)行描述，使之達(dá)到我們預(yù)先所需的功能和定位，順利地完成設(shè)備驗(yàn)收和藥水測(cè)試工作。

1.1 電鍍?cè)O(shè)備部件

（1）電控部分，包括PLC程序自動(dòng)系統(tǒng)、電源開(kāi)關(guān)、馬達(dá)保護(hù)開(kāi)關(guān)、繼電保護(hù)開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器、整流機(jī)的接口及數(shù)據(jù)傳送、變頻器等。一般設(shè)備商在PLC程序自動(dòng)系統(tǒng)中，通常采用歐姆龍品牌，馬達(dá)保護(hù)開(kāi)關(guān)、漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，業(yè)界普遍采用施耐德。個(gè)別設(shè)備廠商出于成本考慮會(huì)使用質(zhì)次零件品牌，有某公司采用的電控元件曾發(fā)生電控柜起火爆炸的案例，建議慎重選擇。電控部分是電鍍系統(tǒng)的核心，F(xiàn)公司對(duì)于電控部分的要求比較嚴(yán)格。

（2）振動(dòng)和搖擺系統(tǒng)，包括銅缸振動(dòng)、酸浸振動(dòng)、清潔振動(dòng)。由于PCB向小孔徑0.20 mm以下，高縱橫比達(dá)到10:1以上發(fā)展，振動(dòng)馬達(dá)的功率建議選擇50 W、90 W的振動(dòng)馬達(dá)，除油缸配合氣頂；為減少孔內(nèi)無(wú)銅和提高TP值，這些必備的設(shè)備不能少，振動(dòng)馬達(dá)建議選擇臺(tái)灣欣佳宏，市場(chǎng)反應(yīng)較好。搖擺部分F公司采用的是兩級(jí)搖擺，搖擺幅度80 mm、100 mm可調(diào)，分低高兩種頻率，可根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由變頻器進(jìn)行調(diào)整控制，一般變頻器使用三菱變頻器。

（3）過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾系統(tǒng)考慮每小時(shí)藥水的過(guò)濾次數(shù)，一般要求為4～6TO/HR，同時(shí)過(guò)濾具備排氣的功能，在過(guò)濾管出口上方鉆1.0 mm的小孔防虹吸，提前設(shè)計(jì)防針孔裝置。如F公司在安裝前由藥水商提出防針孔設(shè)計(jì)方案。過(guò)濾通常選擇塑寶，國(guó)寶等。在過(guò)濾系統(tǒng)的細(xì)節(jié)方面建議加裝流量計(jì)或透明管觀察管道中藥水循環(huán)情況。

（4）冷卻系統(tǒng)，銅缸冷卻系統(tǒng)一般為鈦冷卻管，冰水機(jī)控制；如F公司的冷卻系統(tǒng)由于和棕化線共用，造成無(wú)法滿足冷卻量。

（5）電源部分，采用自動(dòng)打電流系統(tǒng)，獨(dú)立的數(shù)據(jù)線連接，火牛獨(dú)立的控制開(kāi)關(guān)，并且全線連接整流器與缸體兩端等長(zhǎng)的直流電纜及緊密接頭。可控硅電源已淘汰，現(xiàn)普遍采用高頻開(kāi)關(guān)電源或脈沖電源，冷卻方式有水冷和風(fēng)冷，偏差控制在±3%以內(nèi)，波紋值在±1%內(nèi)，尤其要提出的一個(gè)理念是預(yù)先計(jì)算好火牛線的截面積及火牛線的最大承載電流，以防過(guò)載或火牛線發(fā)熱。

（6）加熱部分，首先必須考慮安全因素及漏電保護(hù)，如F公司設(shè)計(jì)的是停關(guān)過(guò)濾停止加熱，還要測(cè)試升溫速率。銅缸選用鈦加熱器，在北方天氣冷的因素銅缸均會(huì)安裝加熱管。

（7）系統(tǒng)軟件，具有實(shí)時(shí)狀態(tài)的監(jiān)控項(xiàng)目（天車位置及動(dòng)作，生產(chǎn)板型號(hào)，數(shù)量，電流密度，進(jìn)出缸的時(shí)間，自動(dòng)添加系統(tǒng)，過(guò)濾，振動(dòng)，搖擺，加熱，冷卻等），保護(hù)電流的設(shè)定，及能夠隨時(shí)查看以往的天車故障記錄及時(shí)間，整流機(jī)的故障及時(shí)間，生產(chǎn)記錄如缸號(hào)，數(shù)量，進(jìn)出板時(shí)間，可導(dǎo)出為EXCEL/WORD。在此需注意的是要設(shè)置權(quán)限和密碼，以防誤操作和更改。

（8）天車部分，一般材質(zhì)采用SS304，天車馬達(dá)/變頻器薦舉住友品牌。天車運(yùn)行注意加裝防撞設(shè)施和保護(hù)，感應(yīng)器一般選擇歐姆龍品牌。

（9）機(jī)架部分，從環(huán)保角度出發(fā)，機(jī)架升高50 cm以上，材質(zhì)一般為SS304，有條件可選擇#316。

（10）其它部分，如打氣管，過(guò)濾管，排水管，循環(huán)管，副槽的設(shè)計(jì)等都要仔細(xì)地搞清楚，最好能自己畫(huà)出圖，陽(yáng)極桿，鈦籃，鈦籃袋，夾具等細(xì)節(jié)全都要清晰，給電鍍工程師提出了很高的要求，這方面工作需提前準(zhǔn)備。

1.2 F公司采用的先進(jìn)的項(xiàng)目細(xì)節(jié)

（1）采購(gòu)設(shè)備前提出TP要求，不同厚度，不同孔徑對(duì)應(yīng)的TP值；

（2）均勻性要求除了行業(yè)中要求的COV≤8%外，增加極差R值的概念，如雙面銅厚的極差≤5%（孔內(nèi)最小孔銅厚≥30 μm）；

（3）設(shè)計(jì)產(chǎn)能計(jì)算（一次鍍和調(diào)頭鍍兩次）；

（4）編寫(xiě)程式（普通固定程式和智能程式）；

（5）使用鈦籃的大小，銅球大小，鈦籃數(shù)量，陰陽(yáng)比等明確信息；

（6）自動(dòng)上下板的升降；

（7）自動(dòng)添加泵浦指定日本IWKA；

（8）夾板厚度要求有0.5 mm ～ 8 mm，設(shè)備商如何滿足生產(chǎn)需要，需給出解決方案；

（9）打氣泵數(shù)量的規(guī)定，是否需備用；

（10）管路要求為日標(biāo)；

（11）銅缸自動(dòng)卡板報(bào)警和水槽電子感應(yīng)（節(jié)水目的）；

（12）獨(dú)立的碳處理管路，為藥水維護(hù)提前準(zhǔn)備；

（13）陽(yáng)極桿采用鈦包銅，鈦層厚度1 mm± 0.2 mm，分體式設(shè)計(jì)，從中間進(jìn)電向兩端分散；

（14）振動(dòng)馬達(dá)在線監(jiān)控；

（15）自動(dòng)吹夾頭的裝置；

（16）進(jìn)水口，進(jìn)氣口流量計(jì)；

（17）根據(jù)板的難易度加裝底噴或側(cè)噴，循環(huán)采用臥式泵；噴咀的大小和距離需考慮；

以上都是我們?cè)诓少?gòu)前，安裝過(guò)程中需考慮的因素。必須在采購(gòu)前寫(xiě)進(jìn)技術(shù)協(xié)議當(dāng)中，為設(shè)備商提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

1.3 新設(shè)備要進(jìn)行測(cè)試項(xiàng)目

以F公司為例具體項(xiàng)目如表1～表3。

2 藥水測(cè)試

電鍍線藥水的測(cè)試，是每個(gè)電鍍工程師的必修課，要求做好計(jì)劃，思路清晰，向上級(jí)匯報(bào)時(shí)有系統(tǒng)地思維。

2.1 新藥水廠商的評(píng)估，即sample測(cè)試和生產(chǎn)成本評(píng)估

（1）電鍍延展性≥20%，拉伸強(qiáng)度≥36000PSI；

（2）電鍍均勻性測(cè)試，考慮極差值；

（3）穿透性測(cè)試（灌孔率或深鍍能力測(cè)試）；

表1 設(shè)備硬件測(cè)試

表2 設(shè)備軟件測(cè)試

表3 產(chǎn)品結(jié)果測(cè)試

（4）電鍍的熱應(yīng)力測(cè)試，要求無(wú)孔破，鍍層分離，孔壁浮離，鍍層龜裂等；

（5）IST和TCT測(cè)試；

（6）產(chǎn)品良率分析；

（7）電鍍藥水的成本計(jì)算。

2.2 引進(jìn)新藥水廠商

（1）藥水商現(xiàn)場(chǎng)確定導(dǎo)入的設(shè)備整改項(xiàng)目及建議；

（2）廠商的技術(shù)資料提供，包含開(kāi)線計(jì)劃書(shū)(設(shè)備安裝、調(diào)試、開(kāi)缸配藥水、工藝試驗(yàn)、試生產(chǎn)和能力考核的內(nèi)容與進(jìn)度計(jì)劃）。

2.3 開(kāi)線動(dòng)員會(huì)

（1）開(kāi)線計(jì)劃的擬定如下表（F公司為例）；

（2）召集相關(guān)部門(mén)進(jìn)行開(kāi)線前動(dòng)員會(huì)，確定各相關(guān)事項(xiàng)；

（3）廠內(nèi)相關(guān)資料的準(zhǔn)備（MSDS/開(kāi)線配槽具體步驟）

（4）藥水商開(kāi)線前提出的設(shè)備整改項(xiàng)目的處理，試產(chǎn)過(guò)程中存在的設(shè)備異常跟進(jìn)處理。

2.4 泡缸洗缸

（1）清洗程序

①用清水清洗各缸及其附屬設(shè)備

②各缸注滿清水浸洗，如有打氣及過(guò)濾系統(tǒng)則開(kāi)啟清洗（無(wú)需加濾芯）

③排走廢水

④加入清潔液(NaOH 20-50g/l)到槽內(nèi)，浸洗8小時(shí)以上，并開(kāi)啟所有打氣及過(guò)濾泵。

⑤排走氫氧化鈉清潔液

⑥注入清水，清洗干凈。

⑦排走廢水

⑧加入中和液（H2SO420～50 ml/l）到槽內(nèi)，浸洗8小時(shí)以上，并開(kāi)啟所有打氣及過(guò)濾泵。

⑨排走硫酸溶液

⑩再以清水清洗，排走廢水。

⑾各槽注滿清水浸洗，開(kāi)啟打氣及過(guò)濾泵，清洗整套設(shè)備。

⑿排走廢水，槽子已清洗完畢。

（2）新陽(yáng)極袋的清洗

①用50 g/l氫氧化鈉溶液加熱至50 ℃左右將陽(yáng)極袋放入該溶液中浸泡8小時(shí)。

②取出陽(yáng)極袋用清水清洗干凈。

③用100 ml/l硫酸溶液浸泡8小時(shí)以上。

④用純水徹底清洗干凈。

（3）陽(yáng)極籃的清洗

①用50 g/l氫氧化鈉溶液加熱至50 ℃左右，將陽(yáng)極籃放入該溶液中浸泡8小時(shí)。

②取出陽(yáng)極籃用清水清洗干凈。

③用100 ml/l硫酸溶液浸泡8小時(shí)以上

④用純水徹底清洗干凈

（4）新銅陽(yáng)極的清洗

①用50 g/l氫氧化鈉溶液浸泡8小時(shí)以上

②用清水沖洗干凈

③再以50 ml/l硫酸+50 ml/l雙氧水浸泡，陽(yáng)極呈鮮紅色即可。

④用清水清洗干凈

⑤用100 ml/l硫酸浸泡

⑥用純水徹底沖洗干凈即可使用

2.5 配缸

（1）配缸前確認(rèn)水質(zhì)；

（2）缸體清洗狀況確認(rèn)；

（3）配槽藥水確認(rèn)；

（4）小批量試產(chǎn)發(fā)行與相關(guān)部門(mén)

2.6 測(cè)試方案，目標(biāo)，分析，階段性小結(jié)

（1）試驗(yàn)板加工要求，如表4。

（2）測(cè)試目標(biāo)，表5。

（3）CPK分析，F(xiàn)公司數(shù)據(jù)如圖1。

（4）階段性小結(jié)，以F公司為例，表6與表7。

3 小批量試產(chǎn)與量產(chǎn)交接

制定小批量試產(chǎn)方案，明確各部門(mén)職責(zé)，范例如下。

（1）目的：規(guī)范板電4#線試產(chǎn)流程，明晰各部門(mén)人員職責(zé)。為批量生產(chǎn)墊定基礎(chǔ)。

（2）范圍：適用于板電4#線電鍍產(chǎn)品試產(chǎn)過(guò)程。

（3）權(quán)責(zé)：

技術(shù)中心進(jìn)行整個(gè)試產(chǎn)過(guò)程的主導(dǎo)，統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和反饋，報(bào)告整理；

計(jì)劃部負(fù)責(zé)試產(chǎn)時(shí)間計(jì)劃、試產(chǎn)料號(hào)提供，選板規(guī)格與技術(shù)中心工程師共同確認(rèn)；

制造部進(jìn)行試產(chǎn)前工具治具準(zhǔn)備，日常點(diǎn)檢，

表4 試驗(yàn)板要求

表5 測(cè)試要求

圖1 CPK分析

表6 硬件測(cè)試結(jié)果

表7 產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果

報(bào)表，生產(chǎn)操作和部分?jǐn)?shù)據(jù)提供；

品質(zhì)部進(jìn)行來(lái)料檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程品質(zhì)控制、出貨檢驗(yàn)、試產(chǎn)數(shù)據(jù)提供。

（4）定義：用于驗(yàn)證LH126T產(chǎn)品性能和生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)過(guò)程，一般批量小于300PNL。

（5）流程圖（圖2）。

（6）內(nèi)容：略

（7）小批量試產(chǎn)追蹤：品質(zhì)部統(tǒng)計(jì)小批量試產(chǎn)型號(hào)及品質(zhì)狀況，技術(shù)部門(mén)完善SOP，統(tǒng)計(jì)千尺耗量等。

（8）量產(chǎn)并交接給產(chǎn)線：技術(shù)部門(mén)組織培訓(xùn)和控制計(jì)劃，嚴(yán)格按SOP作業(yè)，出設(shè)備驗(yàn)收?qǐng)?bào)告和藥水測(cè)試總結(jié)報(bào)告。

4 結(jié)語(yǔ)

主要介紹了引進(jìn)垂直電鍍?cè)O(shè)備（板電線）環(huán)節(jié)從采購(gòu)到驗(yàn)收中需注意的細(xì)節(jié)及流程，其它設(shè)備的采購(gòu)也可以同樣采取上述思路。由于篇幅所限，不能詳述，大家可結(jié)合PCB廠商實(shí)際情況和IPC要求進(jìn)行調(diào)整運(yùn)用。

[1]黃力. 圖電線設(shè)備的選用及銅光劑藥水上線程序[J]. 印制電路資訊, 2011年5月(3).

陳少昌，長(zhǎng)期從事濕流程及全制程的技術(shù)工作，大客戶經(jīng)理，服務(wù)于大型PCB集團(tuán)企業(yè)。

The new panel plating equipment and solution test technology

CHEN Shao-chang

The paper discusses a new panel plating equipment and medicinal liquid in two-parts study to investigate test, makes analysis on the process of procurement of equipment and open lines which request to pay attention to the details and points. It provides a clear guidance to plating engineers successfully completed the opening line of work.

Panel Plating; Equipment; Medicinal Liquid

TN41

：A

：1009-0096（2015）05-0037-07