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電子產品的體積日趨輕薄短小,通盲孔上直接疊孔(viaonHole或Viaonvia)是獲得高密度互連的設計方法。要做好疊孔,首先應將孔底平坦性做好。典型的平坦孔面的制作方法有好幾種,電鍍填孔(ViaFillingPlating)工藝就是其中具有代表性的一種。

    電鍍填孔工藝除了可以減少額外制程開發(fā)的必要性,也與現(xiàn)行的工藝設備兼容,有利于獲得良好的可靠性。

    電鍍填孔有以下幾方面的優(yōu)點:

    (1)有利于設計疊孔(Stacked)和盤上孔(via.on.Pad):

    (2)改善電氣性能,有助于高頻設計;

    (3)有助于散熱;

    (4)塞孔和電氣互連一步完成;

    (5)盲孔內用電鍍銅填滿,可靠性更高,導電性能比導電膠更好。

    電鍍填孔是目前各PCB制造商和藥水商研究的熱門課題。Atotech、Shipley、奧野、伊希特化及Ebara等國外知名藥水廠商都已推出自己的產品,搶占市場份額。

    2電鍍填孔的影響參數(shù)

    電鍍填孔工藝雖然已經研究了很多,但真正大規(guī)模生產尚有待時日。其中一個因素就是,電鍍填孔的影響因素很多。如圖1所示,電鍍填孔的影響因素基本上可以分為三類:化學影響因素、物理影響因素與基板影響因素,其中化學影響因素又可以分為無機成分與有機添加劑。下面將就上述三種影響因素一一加以簡單介紹。

    2.1化學影響因素

    2.1.1無機化學成分

    無機化學成分包括銅(Cu2+)離子、硫酸和氯化物。

    (1)硫酸銅。硫酸銅是鍍液中銅離子的主要來源。鍍液中銅離子通過陰極和陽極之間的庫侖平衡,維持濃度不變。通常陽極材料和鍍層材料是一樣的,在這里銅既是陽極也是離子源。當然,陽極也可以采用不溶性陽極,Cu2+采用槽外溶解補加的方式,如采用純銅角、CuO粉末、CuCO3等。但是,需要注意的是,采用槽外補加的方式,極易混入空氣氣泡,在低電流區(qū)使Cu2+處于超飽和臨界狀態(tài),不易析出。值得注意的是,提高銅離子濃度對通孔分散能力有負面影響。

    (2)硫酸。硫酸用于增強鍍液的導電性,增加硫酸濃度可以降低槽液的電阻與提高電鍍的效率。

    但是如果填孔電鍍過程中硫酸濃度增加,影響填孔的銅離子補充,將造成填孔不良。在填孔電鍍時一般會使用低硫酸濃度系統(tǒng),以期獲得較好的填孔效果。

    (3)酸銅比。傳統(tǒng)的高酸低銅(Cw+:Ccu2+=8~13)體系適用于通孔電鍍,電鍍填孔應采用低酸高銅(Cw+:Ccu2+=3~10)鍍液體系。這是因為為了獲得良好的填孔效果,微導通孔內的電鍍速率應大于基板表面的電鍍速率,在這種情況下,與傳統(tǒng)的電鍍通孔的電鍍溶液相比,溶液配方由高酸低銅改為低酸高銅,保證了凹陷處銅離子的供應無后顧之憂。


(4)氯離子。氯離子的作用主要是讓銅離子與金屬銅在雙電層間形成穩(wěn)定轉換的電子傳遞橋梁。

    在電鍍過程中,氯離子在陽極可幫助均勻溶解咬蝕磷銅球,在陽極表面形成一層均勻的陽極膜。在陰極與抑制劑協(xié)同作用讓銅離子穩(wěn)定沉積,降低極化,使鍍層精細。

    另外,常規(guī)的氯離子分析是在紫外可見光分光光度計進行的,而由于電鍍填孔鍍

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