电镀填孔工艺影响因素.doc

科技成果:电镀填孔工艺影响因素电子产品的体积日趋轻薄短小,通盲孔上直接叠孔(viaonHole或Viaonvia)是获得高密度互连的设计方法。要做好叠孔,首先应将孔底平坦性做好。典型的平坦孔面的制作方法有好几种,电镀填孔(ViaFillingPlating)工艺就是其中具有代表性的一种。电镀填孔工艺除了可以减少额外制程开发的必要性,也与现行的工艺设备兼容,有利于获得良好的可靠性。电镀填孔有以下几方面的优点:(1)有利于设计叠孔(Stacked)和盘上孔():(2)改善电气性能,有助于高频设计;(3)有助于散热;(4)塞孔和电气互连一步完成;(5)盲孔内用电镀铜填满,可靠性更高,导电性能比导电胶更好。电镀填孔是目前各PCB制造商和药水商研究的热门课题。Atotech、Shipley、奥野、伊希特化及Ebara等国外知名药水厂商都已推出自己的产品,抢占市场份额。2电镀填孔的影响参数电镀填孔工艺虽然已经研究了很多,但真正大规模生产尚有待时日。其中一个因素就是,电镀填孔的影响因素很多。如图1所示,电镀填孔的影响因素基本上可以分为三类:化学影响因素、物理影响因素与基板影响因素,其中化学影响因素又可以分为无机成分与有机添加剂。下面将就上述三种影响因素一一加以简单介绍。(Cu2+)离子、硫酸和***化物。(1)硫酸铜。硫酸铜是镀液中铜离子的主要来源。镀液中铜离子通过阴极和阳极之间的库仑平衡,维持浓度不变。通常阳极材料和镀层材料是一样的,在这里铜既是阳极也是离子源。当然,阳极也可以采用不溶性阳极,Cu2+采用槽外溶解补加的方式,如采用纯铜角、CuO粉末、CuCO3等。但是,需要注意的是,采用槽外补加的方式,极易混入空气气泡,在低电流区使Cu2+处于超饱和临界状态,不易析出。值得注意的是,提高铜离子浓度对通孔分散能力有负面影响。(2)硫酸。硫酸用于增强镀液的导电性,增加硫酸浓度可以降低槽液的电阻与提高电镀的效率。但是如果填孔电镀过程中硫酸浓度增加,影响填孔的铜离子补充,将造成填孔不良。在填孔电镀时一般会使用低硫酸浓度系统,以期获得较好的填孔效果。(3)酸铜比。传统的高酸低铜(Cw+:Ccu2+=8~13)体系适用于通孔电镀,电镀填孔应采用低酸高铜(Cw+:Ccu2+=3~10)镀液体系。这是因为为了获得良好的填孔效果,微导通孔内的电镀速率应大于基板表面的电镀速率,在这种情况下,与传统的电镀通孔的电镀溶液相比,溶液配方由高酸低铜改为低酸高铜,保证了凹陷处铜离子的供应无后顾之忧。(4)***离子。***离子的作用主要是让铜离子与金属铜在双电层间形成稳定转换的电子传递桥梁。在电镀过程中,***离子在阳极可帮助均匀溶解咬蚀磷铜球,在阳极表面形成一层均匀的阳极膜。在阴极与抑制剂协同作用让铜离子稳定沉积,降低极化,使镀层精细。另外,常规的***离子分析是在紫外可见光分光光度计进行的,而由于电镀填孔镀液对***离子浓度的要求较严格,同时硫酸铜镀液呈蓝色,对分光光度计的测量影响很大,所以应考虑采用自动电位滴定分析。2、,改善分散能力,使镀层光亮、整平。酸性镀铜液中添加剂类型主要有三种:载运剂(Carrier)、整平剂(Leveler)和光亮剂(Brightener)。(1)载运剂