摘要：本文就ＰＣＢ电镀工艺中出现的问题采用了电震荡器来进行改善，通过实验和过程确认，验证了电震在PCB 电镀过程中对改善气泡、及提高深镀能力等方面的作用，并介绍了电震常用的震动方式、日常检查和监控方法。
关键词：电震；PCB电镀
1. 电震对气泡的改善
1.1 电震对孔内气泡的改善
在PCB 板电镀过程中，经常会发生异物堵孔的现象。PCB 板的孔径越小，发生这种现象的几率就越大。由于异物堵在孔内造成溶液无法正常流动和交换，电镀完毕后会造成孔内无金属，常见的孔内无金属现象如图所示：
从上面的图片中可以看出此类孔内无金属一般有如下几个特征：（1）、无金属的部位一般分布在孔中心；（2）、孔壁两侧呈对称分布；（3）、孔壁铜厚从孔口至孔中逐渐变薄。基于上述特征，一般认为造成此类孔内无金属现象的原因可归结为气泡堵孔。在PCB 电镀过程中，孔内气泡产生一则由电镀缸鼓气形成的微小气泡进入孔内，造成镀铜不上；二则在前处理清洗不彻底，造成PCB 板孔壁在后续铜缸电镀溶液不浸润，形成“真空带”电镀不上铜。
虽然电镀缸有摇摆等机械作用，但是气泡一旦气泡进孔，受表面张力的影响，就很难驱除。对于孔径较小（≤0.35mm）板件的加工， 尤其是大于6：1 以上板厚，这是个很大的隐患。为了改善这一现象，在电镀线飞巴上安装电震来驱赶气泡，实践证明效果很好。
1.2 电震对板面气泡的改善
在PCB 板电镀过程中，除了有气泡粘附在孔内造成孔中心无金属外，也会有粘附在板面上造成板面凹坑的现象，对图电工艺来说，由于干膜与电镀基材铜形成的界面高度差异，槽液中鼓气带来的微小气泡更能覆着在干膜边缘，造成相应铜区镀铜不上更能这种现象尤其明显。如下图所示：
实践证明，电震的使用对板面凹坑的改善也有很明显的作用。
2. 电震对深镀能力的改善
在PCB 板的整个制造流程中，电镀的深镀能力是很重要的一个技术指标；在同样的电镀条件下，随着所加工板件的板厚孔径比增大，溶液在孔内交换的难度也会加大，因而电镀时深镀能力的下降极为明显。考虑到电震在震动的时候，可以提高溶液在孔内的交换程度，其对于深镀能力的提升应该有所帮助，因此安排了下列实验进行验证：
2.1 电震使用与不使用的对比：
选板厚5.0mm 最小孔径0.7mm 的板件2PCS，夹在同一槽的不同飞巴上同时加工，一个飞巴使用电震（震动程序：震10S 停10S 循环至电镀结束，震动频率：25HZ），另一个飞巴不使用电震。电镀完毕后取相同位置的科邦做切片进行观察，得到的实验结果如下（震动方式：震10S停10S，震动频率：25HZ）；
从切片的结果来看，同样规格的板件使用电震加工时与不使用电震的板件相比，深镀能力有很明显的提升，在后面的生产过程中取同样规格的板件进行对比，所得到的数据也能证明这一结论。当然对于不同规格板件、不同槽液来说，其改善的程度并不一样，但是根据经验来看，平均有3%~5%的提高。
2.2 距离电震不同位置的对比：
选板厚5.5mm 最小孔径0.7mm 的板件2PCS，夹在同一飞巴上，仍然采取上述相同的电震程序（震10S 停10S 循环至电镀结束，震动频率：25HZ），电镀完毕后取板件下部同一水平方向的排孔科邦（每块板3 个），从离电震最近的位置开始依次编号为1、2、3 和11、21、31，对比距离电震不同位置处科邦的深镀能力，得到的实验结果如下：
从结果来看，虽然6 个科邦的深镀能力并不是严格按照距离电震的距离有一个明显的梯度，但是距离电震较近的板件三个科邦的平均深镀能力与距离电震较远的板件三个科邦的平均深镀能力相比，仍然有5 个百分点的优势。
2.3 电震条件DOE试验：
考虑到电震程序和电震频率对深镀能力的影响较大，特意安排了下列两因素两水平的DOE 实验：
取板厚4.5mm 最小孔径0.7mm 和板厚4.0mm 最小孔径0.5mm 两种规格的板件安排两次DOE实验进行验证，电镀完毕后取板件下部同一水平方向的排孔科邦，得到的实验结果分别如下（所有实验在同一个电镀港同时加工，避免槽液因素的影响）：
第一次实验结果：
第二次实验结果：
分析以上实验结果，可以看出：
①从以上两次试验的结果都可以看出，在不同的震动方式及震动频率下，所得出的结果都表现出了夹板位置靠电震端的板件其深镀能力要优于另外一段的板件，有3～6 个百分点的优势；
②对于同样规格同样电镀条件的板件而言，电震频率为30HZ 时得到的深镀能力比20HZ 时要好；
③在第一次实验的结果上表现出了震10S 停10S 的条件下得到的深镀能力比震30S 停30S 要好，有5 个百分点的优势，但是第二次的试验结果上却看不到这一点；因此还不能贸然定论说哪种震动方式对深镀能力的提升更明显，需更多实验验证。
3. 电震的使用和维护
3.1 安装方式
电震一般安装在V 座的基座上，靠螺丝将震动马达与V 座基座紧密连接，以保证马达运转时能将震动最大限度的传到飞巴上；此外，有些厂家也有采用将电震安装在飞巴横梁上的做法，但是因飞巴会经常移动，这种方法要考虑电震马达的供电方式。
根据电镀窗口的大小，电震安装时可以选择单边安装或双边安装。一般飞巴长度在2m 以内时，单边V 座安装电震，就足以保证震荡的效果可以传至飞巴另外一端；但当飞巴的长度超过3m 时，需要在两边V 座上都加装电震才能保证整条飞巴都有良好的电震效果。
3.2 震动马达功率和震动频率选择
震动马达的功率一般在80W～120W 之间，频率通常可以设定在20HZ～30HZ 之间，需根据具体情况而定。对于2m 长的飞巴，当安装80W 的电震时，试验证明30HZ 的震动频率就已经有很大的震动强度。
3.3 震动程序设定
对于单边电震，震动程序一般可以设定为震10S 停10S 或震30S 停10S，循环至电镀结束；对于双边电震，震动程序一般可以设定为左边震10S 停10S 右边震10S 停10S 或左边震30S 停10S 右边震30S 停10S，此时需要考虑两边的震动需间隔开，即一边震动时另一边停止，因为若两边同时震动时，震动的效果有可能会相互抵消，导致震动无法发挥作用。
3.4 震动的维护和检查
对于安装了电震的电镀线，每天巡线检查时需要检查电震的工作状态。常规的检查方式有：手摸有震感，目视检查V 座上的螺丝是否松动；对于定量检查，需使用便携式的震动测试仪，测量其单位时间内的位移，以判定震动的强度是否满足要求，有没有发生变化。
4. 总结
1、本文通过实验验证了电震在PCB 电镀过程中对孔内和板面的气泡有很大的改善，对深镀能力的提升也有很明显的效果，再加上其安装简单、维护方便，因此在PCB 电镀过程中，是一个很有用的工具。
2、在实际使用过程中，要经常检查安装电震的V 座连接处的螺丝是否被震松动，另外当飞巴与V 座接触不好时，当飞巴被震起时，可能会发生瞬间断电，这一点也是特别需要注意的。
