电镀填孔凹陷偏大不良的改善

孙亮亮 席道林 万会勇

（广东东硕科技有限公司，广东 广州 510288）

近年来，电子产品对于轻薄小、多功能、高可靠性的需求日益迫切，对印制电路板的技术要求越来越高，从工程、工艺设计到配套设备和人员操作等都提出了更高的要求[1]。采用垂直连续电镀线（VCP）搭配可溶或不溶性阳极进行盲孔电镀，在近几年得到快速发展[2]。而填孔凹陷值偏大是线路板加工企业面临的一个主要的问题[3]-[5]。本文针对一种在垂直连续电镀填孔中发现的底部凹陷偏大进行深入研究，通过对设备排查及调整，最终彻底解决问题。

1 填孔电镀凹陷偏大现象描述

我公司某客户采用的是水平沉铜和盲孔直填工艺方式，其中填孔设备采用不溶性垂直连续电镀生产线，传动为最新一代钢带一体化设计。在FQC检板过程中，发现多个型号出现凹陷过大现象，且每片板都是局部不良，不良切片如图1，面铜无异常，电镀填孔效果表征示意图如图2所示。

通常凹陷（Dimple）评价填孔品质∶内层Dimple控制＜15 μm，外层Dimple控制＜25 μm。

2 填孔电镀凹陷偏大原因分析

从不良切片图来看，凹陷偏大微切片均出现了盲孔内镀铜明显分层现象，填平位置盲孔切片无分层现象。从填孔机理分析，是因为填孔电镀电流不连续引起填孔不足，而最终产生凹陷偏大现象。填孔电镀分层引起凹陷偏大真因查找如下。

图1 盲孔凹陷偏大图示

图2 电镀填孔效果表征示意图

（1）铜缸槽液打入下槽，检查缸体无掉板、无明显异物进缸现象；

（2）模拟陪镀板数量不够，受影响的仅为前后几块产品，表现为个体现象，切片有明显的分层现象，无填孔效果，且表观为整板填孔不良，如图3所示；

图3 陪镀板不足异常板盲孔切片图

（3）跟进在线产品从板子进铜缸到出铜缸过程中钳表全程测量夹具电流，无明显波动，排除电源接触不良；

（4）随机调取三款有异常反馈产品电镀资料，核查资料无误；生产该款板期间，电流输出正常，无异常报警；填孔线保护电流均设置80%无异常；浮架遮掩设置无异常。

（5）模拟因浮架卡住未完全回位，结果会造成局部填孔不良，现象基本吻合，但不良位置CMI测量铜厚比其他正常位置偏薄约15 μm，不同于此次问题（本次电镀分层引起凹陷大，面铜厚度无异常）；

（6）进一步将FQC挑选的不良板进行排布归类，发现固定宽度（约6 cm）两面均凹陷过大，微切片均有分层现象，规律一致，查电镀生产记录，均显示为填孔4#线生产，立即对现场填孔4#线产品进行跟进确认，发现在线产品板底部两面均出现凹陷偏大现象，结果如图4。

图4 底部凹陷偏大及切片图

此问题类似与另一家客户单面底部凹陷偏大现象，立即对设备进行再次确认，由于此线设计喷管与板面距离15 cm，排除板子底部靠近喷管引起的阻挡电力线现象。经进一步与垂直连续电镀设备商沟通了解，此电镀线需要兼顾薄板生产，为了防止卡板，设备商在每个铜缸连接位加有导向块。随即对导向块进行确认如图5，长100 cm×高6 cm，为PP实心板，板子在通过此位置期间，导向块对电流扩散产生影响，填孔爆发阶段不能持续，造成填孔能力不够（孔内的分层线比面铜的分层线会更为明显），最终产生凹陷偏大现象，原因等同于《垂直连续电镀填孔凹陷的原因分析与改善》[7]中提到的单面凹陷偏大现象。

图5 铜缸间导向块图片

3 改善后效果验证

根据真因分析结果，与设备商一起讨论解决方案：去除现有的导向块，浮架底部增加一对波浪条，既不阻挡电力线，又可以防止薄板卡板。

全线改造后跟进首件及批量生产，未再出现板底两面凹陷偏大现象，切片确认也无分层现象，如图6，此问题得到彻底改善。

图6 设备改造后生产板切片图

随着PCB技术的飞速发展，HDI板的要求会越来越高，垂直连续电镀填孔技术的推广和应用会日益普及，作为技术应用人员需要深入研究盲孔填平工艺中出现的各类问题，并不断总结经验。针对本文提及的填孔电镀底部分层引起的凹陷偏大问题，期望能为后续的产品应用和制程改善提供参考依据。

4 总结