電鍍銅技術(shù)在電子材料中的應用（下）

 杭州PCB抄板公司-緯亞電子：3. 2 PCB 制作
     3. 2. 1 PCB 微孔制作
     印制板上的小孔具有至關重要的作用，通過它不僅可以實現(xiàn)印制板各層之間的電氣互連，還可以實現(xiàn)高密度布線。一張印制板上常常具有成千上萬個小孔，有的多達數(shù)萬個甚至十萬個。在這些孔中不僅有貫通于各層之間的導通孔，還有位于印制板表層的盲孔和位于內(nèi)部的埋孔，而且孔徑大小不一，位置各異。因此，孔內(nèi)銅金屬化的質(zhì)量就成為決定印制板層間電氣互連的關鍵[12]。傳統(tǒng)的印制板孔金屬化工藝主要分2步：一是通過化學鍍銅工藝在鉆孔上形成一層導電薄層（厚度一般為 0.5 μm），二是在已經(jīng)形成的化學鍍銅層上再電鍍一層較厚的銅層（20 μm 左右）。
     但是化學鍍銅層存在以下問題：（1）鍍速比較慢，生產(chǎn)效率低，鍍液不穩(wěn)定，維護嚴格[13]；（2）使用甲醛為還原劑，是潛在的致癌物質(zhì)且操作條件差[14]；（3）使用的 EDTA 等螯合劑給廢水處理帶來困難[15]；（4）化學鍍銅層和電鍍層的致密性和延展性不同，熱膨脹系數(shù)不同[16]，在特定條件下受到熱沖擊時容易分層、起泡，對孔的可靠性造成威脅?；谝陨蠋c，人們開發(fā)出了不使用化學鍍銅而直接進行電鍍銅的工藝[14-16]。該方法是在經(jīng)過特殊的前處理后直接進行電鍍銅，簡化了操作程序。隨著人們環(huán)保意識的增強，又由于化學鍍銅工藝存在種種問題，化學鍍銅必將會被直接電鍍銅工藝所取代。

水平電鍍時，工件在鍍液中水平放置并隨傳送裝置傳送，鍍液通過泵加壓后經(jīng)噴嘴垂直噴出促使其在板面和孔內(nèi)流動并在孔內(nèi)形成渦流，加快了孔內(nèi)鍍液
的交換，減小了板面與孔內(nèi)的電流密度差別。使用該電鍍系統(tǒng)并配合脈沖直接電鍍微孔的效果非常好且工藝簡單，盡管其成本較高但目前在高密度印制板制作中必不可少。
    4. 3 超聲波電鍍銅技術(shù)
     為了改善鍍層的質(zhì)量，人們在印制電路電鍍銅時引入超聲波技術(shù)。超聲波的主要作用有：（1）超聲波產(chǎn)生的強大沖擊波能滲透到不同介質(zhì)電極表面和空隙，達到徹底清洗的作用；（2）超聲波產(chǎn)生的“空化”作用，加快了氫的析出；（3）超聲波的空化作用產(chǎn)生的微射流強化對溶液的攪拌，加快了傳質(zhì)過程，降低了濃差極化，增加了極限電流密度，優(yōu)化了操作條件[34-35]。盡管關于超聲波電鍍銅方面的研究取得了一定的研究成果，超聲波電鍍銅技術(shù)在規(guī)?；a(chǎn)中應用也越來越多，但是關于超聲波電鍍的作用機理尚不清楚。有人認為超聲波振動實質(zhì)上是一種毫秒級的脈沖過程[36]，它改變了鍍銅過程中的晶面取向，從而改善鍍層質(zhì)量。也有人認為超聲波電鍍銅之所以有很好的電鍍效果，主要是空化現(xiàn)象產(chǎn)生的強烈攪拌作用優(yōu)化了電鍍條件。尤其在高密度多層印制電路微孔制作時，超聲波的攪拌作用可以促進鍍液在微孔內(nèi)的交換[37]，再結(jié)合脈沖技術(shù)，能在印制板的板面和微孔內(nèi)沉積出非常均勻的銅鍍層，并減小板面與孔內(nèi)鍍層的厚度差別。
    4. 4 激光電鍍銅技術(shù)杭州PCB|杭州smt
     隨著電子產(chǎn)品向輕、薄、短、小化發(fā)展，電子產(chǎn)品用芯片的集成度進一步提高，其特征線寬由原來的微米級進入到亞微米級，采用蝕刻銅箔的方法（通常用于特征線寬大于 20 μm）已很難滿足線路精度的要求。美IBM 公司首先把激光技術(shù)引入到電鍍銅工藝當中去。使用激光電鍍銅具有以下優(yōu)點：（1）利用激光照射在很短時間產(chǎn)生的高熱量來代替對鍍液進行加熱，使電極附近產(chǎn)生溫度梯度，該溫度梯度對鍍液有強烈的微攪拌作用，因而沉積速度快，激光照射區(qū)域的沉積速率是本體鍍液沉積速率的 1 000 倍左右；（2）激光的聚焦能力很強，可在需要的地方進行選擇性的局部沉積，適合制造復雜的線路圖形并能進行微細加工[38-39]；（3）使用激光電鍍銅成核速度快，結(jié)晶細微，鍍層質(zhì)量好。張慶等[40]曾對硅片上進行激光誘導選擇性鍍銅進行過研究，進一步驗證了上述優(yōu)點，并對激光的熱效應和光效應在金屬基體、半導體基體上進行選擇性電鍍銅的不同影響機理進行了探討。激光電鍍銅技術(shù)的優(yōu)勢決定了它在微細電子加工領域有很好的應用前景。
    5 結(jié)語
     隨著科技的發(fā)展，具有高技術(shù)含量的電子產(chǎn)品制造難度不斷增大，傳統(tǒng)的電鍍銅技術(shù)難以滿足生產(chǎn)的要求。然而內(nèi)的電子企業(yè)對電鍍銅工藝的研發(fā)普遍投入不足，先進的電鍍設備、電鍍配方、電鍍工藝都被外所掌握，對外技術(shù)依賴性比較強，故在價格上容易受制于人。中的芯片制造、電子封裝和 PCB制造等電子信息產(chǎn)業(yè)正在迅猛發(fā)展，內(nèi)企業(yè)應該抓住這個機遇，不斷自主開發(fā)新的電鍍銅工藝，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。

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