电流密度对填孔效果影响研究

2020-11-12朱常军何小国

印制电路信息 2020年10期

朱常军何小国

（四会富仕电子科技股份有限公司，广东肇庆 526236 ）

0 前言

随着电子产品逐步往轻、薄、短、小、集成化方向发展，产品的微型化、高集成化程度越来越高，推动HDI孔加工由简单的盲埋孔向复杂的电镀填埋孔发展。电镀填埋孔有利于叠孔和盘上孔设计，提高了载板密度，有利于改善电气性能，提高连接可靠性，提升运行频率以及避免电磁干扰。填孔和电气互连同时完成，避免了树脂、导电胶填孔造成的缺陷和填孔材料不一致导致的CTE差异现象。电镀填孔后表面没有凹陷，有利于精细线路的制作，孔内为铜柱，导电性能与散热性能相比导电树脂更加优异，因此电镀填孔的应用越来越广。本文通过几种不同的电镀方法，探寻影响电镀填孔的影响因素。

1 实验

1.1 不同电镀时间对填孔效果的影响

1.1.1 填孔电镀实验条件

填孔电镀镀液组成，见表1所示。填孔电镀添加剂采用A公司3组成分，龙门电镀线电镀。

1.1.2 实验方案

实验板盲孔制作采用三菱激光机钻孔，孔径为0.100 mm，介质层使用型号1080玻纤布RC64%、 t0.076 mm半固化片。对应孔径0.100 mm进行填孔电镀，电流密度使用9.5 ASF，分别填孔电镀10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min，然后分别对同一位置取样进行切片研磨及观察。

表1 填孔电镀液组成

1.1.3 不同电镀时间对填孔结果及分析

图1 不同位置不同电镀时间切片情况

不同位置、不同时间条件下，填孔情况见图1。从切片结果可以看出，填孔电镀时，填铜沉积速度最快，处于孔底拐角位置，再由孔底的两边向中间生长填铜；此时孔底铜的沉积速度相对于孔的两侧较缓慢（见表1，10～30 min）。当电镀时间到达30～40 min区间时，孔底铜的沉积速度开始急剧加速；到达60 min时，孔内铜的沉积速度开始下降，然后其沉积速度与孔的表面铜厚沉积速度趋于一致，最终孔的凹陷度保持在一个稳定的值。

1.2 不同孔径、电镀时间组合填孔效果

1.2.1 填孔电镀实验条件

填孔电镀镀液组成，采用龙门电镀线电镀；选择不同的电流密度和电镀时间（见表2所示）。

1.2.2 实验方案

盲孔制作采用三菱激光机钻孔，孔径分别为0.100 mm、0.125 mm、0.150 mm。

介质层：（1）使用型号1080玻纤布RC64%，t0.076 mm半固化片，对应孔径0.100 mm；（2）使用型号1080玻纤布RC70%、 t0.081 mm半固化片，对应孔径0.125 mm；（3）使用型号3313玻纤布RC59% 、t0.104 mm半固化片，对应孔径0.150 mm；（4）使用型号2116玻纤布RC58%、 t0.130 mm半固化片，对应孔径0.150 mm。

1.2.3 电镀填孔结果

不同的介质层、孔径、电流密度及电镀时间所得到的填孔结果（见表2所示）。