HDI印制電路板通孔電鍍和盲孔填銅共鍍技術(shù)的研究.pdf

1、高密度互連（High Density Interconnect Board，HDI）印制電路板是通過(guò)埋孔、盲孔和通孔等方式實(shí)現(xiàn)層間連接。目前HDI印制電路板的需求量與日俱增，孔金屬化技術(shù)的優(yōu)劣直接影響電路板品質(zhì)。通孔和微盲孔的孔金屬化一般是首先微盲孔電鍍填銅，再進(jìn)行通孔電鍍。此流程需要經(jīng)過(guò)兩次電鍍工序，電鍍是HDI印制電路板產(chǎn)能瓶頸工序，并且工時(shí)浪費(fèi)嚴(yán)重。為解決這一難題，本文研究主要內(nèi)容即是將通孔和盲孔同時(shí)電鍍，來(lái)提高HDI印制電路板生

2、產(chǎn)效率。
　　電鍍?nèi)芤盒阅艿暮脡闹苯佑绊戨婂兤焚|(zhì)。故本文利用循環(huán)伏安剝離法（Cyclic Voltammetry Stripping，CVS）探究電鍍?nèi)芤旱男阅堋２捎醚h(huán)電位剝離法研究不同濃度的Fe3+、Cu2+、 Fe2+及Cl-對(duì)CuSO4-H2SO4體系中銅在鉑電極上的電沉積過(guò)程及其對(duì)光亮劑分析值的影響。從分析的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)光亮劑的分析值隨著 Fe3+和 Cl-的濃度的增加，光亮劑的濃度會(huì)逐漸升高，光亮劑濃度變化極值分別是R

3、Fe3+=10.33ml/l，RCl-=1.22ml/l；隨著 Cu2+濃度的增加測(cè)得光亮劑的濃度會(huì)有所偏低，光亮劑濃度變化極值RCu2+=3.1ml/l；光亮劑的濃度隨著Fe2+濃度變化是呈拋物線趨勢(shì)，并且在6g/l時(shí)測(cè)得的光亮劑的濃度含量較高，光亮劑濃度變化極值為RFe2+=3.4ml/l。從得到的極值數(shù)據(jù)可知Fe3+的濃度變化對(duì)光亮劑濃度測(cè)量的影響程度是最大的。因?yàn)樵陔婂冞^(guò)程中 Fe3+的濃度變化大，相當(dāng)于增大了泵浦頻率，增大了藥

4、水的交換速度，這時(shí)需要光亮劑來(lái)加速鍍銅速度，所以光亮劑的濃度會(huì)隨著 Fe3+的濃度的增大而增大。故在每次分析監(jiān)控生產(chǎn)線脈沖電鍍?nèi)芤褐泄饬羷┖繒r(shí)要考慮鍍液中其它組份的影響，制定合適的管控范圍，來(lái)更好的指導(dǎo)生產(chǎn)。
　　在探究通孔電鍍和盲孔填銅共鍍技術(shù)過(guò)程中，還研究了水平脈沖電鍍填盲孔工藝技術(shù)來(lái)優(yōu)化水平脈沖電鍍線參數(shù)。此實(shí)驗(yàn)主要是利用優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并結(jié)合Minitab軟件，優(yōu)化并分析了影響水平脈沖電鍍品質(zhì)的因素：線速、脈沖時(shí)間、脈沖電流

5、大小和泵浦頻率，從而獲得最佳工藝參數(shù)。最優(yōu)參數(shù)為平均電流密度大小是5.6/28.6（正/反，A/dm2）、泵浦頻率大小是36/29（入/出，Hz）、線速度是0.3m/min和脈沖時(shí)間大小是80/4（正/反，ms）。最后探討了高溫對(duì)水平脈沖電鍍填孔品質(zhì)的影響，樣品經(jīng)過(guò)三次漂錫實(shí)驗(yàn)（溫度在288℃），漂錫后填滿銅的盲孔未發(fā)現(xiàn)任何品質(zhì)問(wèn)題，并且還對(duì)樣品進(jìn)行SEM表征發(fā)現(xiàn)銅在板面沉積效果很好，表面致密均勻。
　　HDI印制板通孔電鍍需要高

6、酸低銅鍍液，而盲孔填銅則需高銅低酸鍍液，通盲孔共鍍時(shí)通孔的存在又會(huì)加速盲孔附近鍍液的流動(dòng)速度，所以需要采用特殊工藝及藥水才能實(shí)現(xiàn)通盲孔的共鍍技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)采用水平脈沖電鍍線加垂直連續(xù)電鍍線并結(jié)合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。垂直連續(xù)電鍍?nèi)芤褐杏袡C(jī)添加劑的添加比例固定為光亮劑：整平劑：抑制劑=1:14:50，除有機(jī)添加劑外，影響通盲孔共鍍的因素主要有電流密度、泵浦頻率、線速和電鍍時(shí)間的影響。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)后找出的最佳參數(shù)組合為：電流密度大小是1.5安培/

7、平方分米(ASD)，泵浦頻率是30Hz（赫茲），線速度大小是0.37m/min，電鍍時(shí)間大小是65min。研究中發(fā)現(xiàn)電流密度和泵浦頻率是主要的影響因素，影響程度大小分別是98.6％和98%。通孔孔銅厚度的最優(yōu)參數(shù)組合是：電流密度是1.5ASD，線速度大小是0.37m/min，泵浦頻率大小是25Hz，電鍍時(shí)間大小是65min。其中電流密度是主要的影響因素，影響程度大小是99.3%。采用綜合平衡法找出的共鍍最優(yōu)參數(shù)組合是電流密度大小為1.5

8、ASD，線速度大小為0.37m/min，泵浦頻率大小為30HZ，電鍍時(shí)間大小為65min。共鍍結(jié)果顯示盲孔Dimple值均小于等于15μm，通孔孔銅厚度在25μm左右，面銅均值為29.3μm，都在品質(zhì)要求范圍內(nèi)。最后對(duì)樣品進(jìn)行熱應(yīng)力、掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）表征及回流焊性能測(cè)試，基板均無(wú)爆板、起泡和白點(diǎn)等缺陷出現(xiàn)，板面100%銅鍍層均勻致密，符合IPC（Institute of