2019年 07月 13日 星期六

欢迎您访问昆山市幸运28金属表面处理有限公司网站

设为首页加入收藏XML网站导航



热门产品:



昆山市幸运28金属表面处理有限公司
联系人:张傲弟 13906266375
电话:0512-57772596 57757196 
传真:0512-57772735 

地址:昆山市高新区中环路88号

零基础学习PCB板电镀仿真

作者:幸运28 日期:2019-04-17 03:36 人气:

  过程中通常包含电镀环节,不同设计的电镀会有差异。这使仿真和优化工程师要不断创建新模型。如果能将其中大部分工作交给设计和制造PCB 板的设计、工程和技术人员,让他们自己去进行电镀仿真,那又将如何呢?来这里看下如何实现吧。

  tiphysics 5.0 版本中的电镀模块定制电镀App。有了它,PCB 板设计人员可以利用仿真来分析设计和制造过程中的诸多因素。他们可以判断一项设计能否满足铜线规格要求、评估这类器件的表现,同时估算电镀过程的制造成本,而无需具备电镀方面的知识。电镀铜图形中的设计挑战

  常见的PCB 板会使用一层或多层铜线来连接板上的有源和无源器件。另一方面,更高级的PCB 板中则会使用电镀铜图形来生成线路。实际开始电镀之前,应在PCB 板上先准备一层图形化绝缘膜。这一过程通过以下几个步骤实现。

  铜被电镀在导电种子层之上,从而填满了PCB 板上的图形化光刻胶腔体(左)。清除光刻胶,蚀刻暴露出的种子层以分隔开不同的铜线(右)。

  该过程中已知的一个问题是,整个PCB 板中的电镀速度并非总能保持均匀。电解液中的电场集中于被大块绝缘区域所包围的导电图形,以及靠近PCB 板边缘的图形处。电场的非均匀性在这些区域的阴极表面产生了更高的局部电流密度,该效应通常称为电流丛聚。随着时间的推移,镀层厚度与电流密度成正比,这会在PCB 板中造成我们所不希望的铜线厚度变化。这意味着PCB 板不同位置处铜线间的

  在电镀铜图形的步骤中,PCB 板和铜阳极被浸在电镀槽(电解液)中(左)。在阳极和PCB 板之间施加电压后,铜会沉积并形成导线图形。从阳极到PCB 板导电部分的电场在靠近大块绝缘区域以及PCB 板边缘处出现丛聚(左图中以彩色电场线图显示)。这将在这些区域形成更高的局部铜厚度(参见右图导线图形中的红色部分)。

  为了降低电流丛聚,可以在通常是大块绝缘区域的位置加入“虚置”图形设计。此时,虚置图形会接受部分电流,这将降低实际布线图中的高电流密度。虚置图形的部分区域仍会有较高的电流密度,但由于它并非实际布线的一部分,所以没有关系。通过仿真,可以快速简单地重新设计并计算不同图形布局所得到的厚度均匀性。

  为了减小铜图形的厚度变化,可在通常是大块绝缘区域的位置加入虚置图形。左图中,红色区域显示靠近绝缘区域的铜图形中厚度较高的部分。右图显示了如何加入虚置图形以降低铜布线图形中的厚度变化。

  为了避免靠近PCB 板边缘处的丛聚效应(如左图所示),可在电镀槽的阳极和之间放置一个带有开口的孔隙,即绝缘屏蔽层。右图显示了经仿真优化后可以达到最小厚度变化的孔隙开口大小,及其在电镀槽中的放置位置。

  PCB 板制造商如要拥有竞争力,就必须考虑制造成本。如前所述,最终产品总是需要满足一个铜厚度均匀性规格。厚度均匀性本质上取决于电镀过程中的总电镀速度;整体速度越高,厚度变化越大。此外,总加工时间决定了生产线的生产量,因此,也决定了制造成本。

  为了最小化制造成本,加工会按照能满足厚度规格的最大可能速度进行。通过使用仿真研究电镀速度的影响,可以计算出针对给定厚度均匀性规格应采用的电镀速度。这使我们在设计阶段就能估算出制造成本。

  App运行仿真拥有电化学背景,同时理解仿真模型和软件的人士创建了电镀仿真模型。PCB 板设计人员通常擅长电气设计,但对制造中的电化学过程了解不多或完全没有相关知识。

  App解决方案之一是创建界面易于使用的定制电镀App,这使PCB 板设计人员可以研究一些重要参数,同时只需点击几下鼠标就能运行仿真。

  电镀App 允许PCB 板设计人员导入不同的设计(包含或不含虚置图形),点击计算,然后就能查看所仿真的厚度均匀性。也可以改变电镀槽和阳极的尺寸,或加入一个孔隙。只需简单一个点击,即可运行App 来优化孔隙的尺寸和放置位置。最后,可利用App 找出针对给定厚度均匀性规格的最高电镀速度。通过这一信息,可以计算出制造成本。

  电镀App 的用户界面。它支持PCB 板设计人员上传不同的设计,修改电镀槽尺寸,以及加入特定尺寸的孔隙(可选)。

  有了电镀App,用户只需简单点击就可以运行仿真。用户可以研究铜线厚度的均匀性,以及不同设计、电镀速度和电镀槽设置对它的影响。此外,也可以运行App 来仿真用于减少厚度变化的最佳孔隙尺寸。最后,App 可用于计算针对给定的厚度均匀性目标、所支持的最高电镀速度。

  我们已经讨论了仿真对于使用电镀铜图形工艺的高级PCB 板而言的重要性。在设计阶段运行电镀仿真,可以减少由于电镀过程中的厚度变化而产生的性能下降,甚至可以减少器件故障。



XML | 网站导航 联系人:张先生 13906266375 电话:0512-57772596 57757196 传真:0512-57772735 邮箱:jinchang@ksjinchang.net
版权所有:昆山市幸运28金属表面处理有限公司 地址:昆山市高新区中环路88号 网站地图