高纵横比多层板电镀技术浅析（二）

[导读] 在电镀时，根据多层板的特点，要使电流能在整个板上的孔内表面的均匀分布，必须除板面四周添加辅助阴极外，还要调整工艺参数以确保孔内镀层的均匀分布。从电镀原理分析要对现

       在电镀时，根据多层板的特点，要使电流能在整个板上的孔内表面的均匀分布，必须除板面四周添加辅助阴极外，还要调整工艺参数以确保孔内镀层的均匀分布。从电镀原理分析要对现有的工艺参数进行科学的调整，就需要了解电流与被镀厚度的关系，电镀理论认为，在高酸低铜的硫酸盐类型的溶液中，基板板面与孔内镀层的厚度落差（也称之谓“电位差EIR”）是由下列公式决定的：

　　EIR＝IL2/2KD

　　其中公式中I －DK、 L—板厚、 K —电导率、D—孔径。

　　从上述公式可发看出，降低阴极电流密度、增加溶液电导率或使电位差变小，使深孔镀得以实现。但如果采取小电流密度，只能增加电镀时间，势必会降低生产效率，更重要的也无法确保深孔电镀铜层的完整性，有可能电流还未到孔中心位置，其部分的导电层已被酸溶解。但适当的降低电流密度也是可行的，因为多少可增加镀液分散能力，提高电镀溶液深孔电镀的能力。在不影响蚀刻质量的前提下，采取全板电镀＋图形电镀的工艺方法解决深 孔电镀的质量问题。具体的方法就是将原来全板电镀的时间由原15－25分钟增至40 分钟；原来图形电镀的时间由原来的60分钟降致到35－40分钟。其道理很清楚，就是使两面的导电能力提高，使构成两面导电的深孔也能增加电流在其表面的均匀分布，也就达到金属在其孔壁表面的均匀分布。

　　根据电解质溶液理论，电导率表示每边长1厘米的一立方厘米溶液的电导，而电导是表示导体导电性能的物理量。从试验获知在电镀铜溶液中电导率K值是受硫酸含量影响较大的。即是硫酸含量越高，K值也就越大，而EIR就越小；当硫酸达至每升200克时，K值趋向稳定。深孔理论认为：深孔电镀的真实效果，是由硫酸与硫酸铜的比值决定的，其比值越大镀液的深 镀能力也就越强。根据这一理论，采取硫酸的浓度达到每升210克、硫酸铜的浓度为每升55克，其比值4，酸铜比为16。除此之外，采取提高电镀液的温度，降低水化离子水化作用程度，水化离子半径降低，同时也会降低溶液的粘度，加强溶液的流动性，加快离子运动的速度，有利于电导率的增加。但要适当的提高溶液温度，因为温度过高，虽然可增加电流密度，但会使添加剂消耗增加，很容易失去平衡，使镀层的整平和光亮性下降。

　    三．结论和建议

　　采用脉冲式水平电镀铜工艺。根据电铸铜所采用的脉冲电镀工艺方法启示，为解决深孔或深盲孔电镀铜问题，提出采用“定时反电流或定时反脉冲”供电方式，试图解决印制电路板生产过程所面临的深孔镀的技术难题。当然脉冲电镀在印制电路板制造业中已不是什么新工艺，脉冲电源不同于直流电源，它是通过一个开关元件使整流器以(s的速度开/关，向阴极提供脉冲信号，当整流器处于关的状态时，它比直流更有效地向孔内的边界层补充铜了子，从而能使高纵横比孔径内壁电镀铜层厚度更加均匀。

　　解决了多层板与积层板上面的深孔或深盲孔（纵横比为1:1以上－指盲孔而言）电镀的难题。它与常规的供电方式电镀铜进行比较，其数据列表如下：

　　样板 孔长(板厚) (mm) 孔径 (mm)纵横比　电流密度 ASD   
脉冲电镀铜  直流电镀铜 反波/正波电流比(%)　正反时间比 (ms)分布力 (%)全时间 (分)分布力 (%)全程时间 (分)
  A  2.4  0.3  8:1 3.3 310 20/1.0  92 58 75 113  
　B  3.2  0.3 10.7:1 3.0 250 20/1.0  78 45 70-75  70
  C  3.2  0.35 9.2:1 3.0 250 20/1.0  85 45 80-85  70
  D  1.5  0.40  4:1 3.0 250 15/0.5 112 60 103 120
                           板厚＝3.2mm
                           孔径＝0.8mm
                            电流密度＝3.2A/dm2
                            电镀铜时间＝50分钟

　　四．结论

　　在常规电镀工艺中，为解决多层板深孔电镀问题，根据电镀理论与实践经验适当的调整电镀工艺参数和调整镀液硫酸与硫酸铜的比列，提高多层板高纵横比深孔电镀质量的合格率会有较大幅度的提高，但当厚径比达至很高的时，建议采用脉冲式水平电镀工艺。