电镀铜技术在电子材料中的应用下.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电镀铜技术在电子材料中的应用下.精品文档.电镀铜技术在电子材料中的应用（下） 3. 2 PCB 制作 3. 2. 1 PCB 微孔制作 印制板上的小孔具有至关重要的作用，通过它不仅可以实现印制板各层之间的电气互连，还可以实现高密度布线。一张印制板上常常具有成千上万个小孔，有的多达数万个甚至十万个。在这些孔中不仅有贯通于各层之间的导通孔，还有位于印制板表层的盲孔和位于内部的埋孔，而且孔径大小不一，位置各异。因此，孔内铜金属化的质量就成为决定印制板层间电气互连的关键12。传统的印制板孔金属化工艺主要分2步：一是通过化学镀铜工艺在钻孔上形成一层导电

2、薄层（厚度一般为 0.5 m），二是在已经形成的化学镀铜层上再电镀一层较厚的铜层（20 m 左右）。 但是化学镀铜层存在以下问题：（1）镀速比较慢，生产效率低，镀液不稳定，维护严格13；（2）使用甲醛为还原剂，是潜在的致癌物质且操作条件差14；（3）使用的 EDTA 等螯合剂给废水处理带来困难15；（4）化学镀铜层和电镀层的致密性和延展性不同，热膨胀系数不同16，在特定条件下受到热冲击时容易分层、起泡，对孔的可靠性造成威胁。基于以上几点，人们开发出了不使用化学镀铜而直接进行电镀铜的工艺14-16。该方法是在经过特殊的前处理后直接进行电镀铜，简化了操作程序。随着人们环保意识的增强，又由于化学镀铜

3、工艺存在种种问题，化学镀铜必将会被直接电镀铜工艺所取代。 水平电镀时，工件在镀液中水平放置并随传送装置传送，镀液通过泵加压后经喷嘴垂直喷出促使其在板面和孔内流动并在孔内形成涡流，加快了孔内镀液 的交换，减小了板面与孔内的电流密度差别。使用该电镀系统并配合脉冲直接电镀微孔的效果非常好且工艺简单，尽管其成本较高但目前在高密度印制板制作中必不可少。 4. 3 超声波电镀铜技术 为了改善镀层的质量，人们在印制电路电镀铜时引入超声波技术。超声波的主要作用有：（1）超声波产生的强大冲击波能渗透到不同介质电极表面和空隙，达到彻底清洗的作用；（2）超声波产生的“空化”作用，加快了氢的析出；（3）超声波的空化作

4、用产生的微射流强化对溶液的搅拌，加快了传质过程，降低了浓差极化，增加了极限电流密度，优化了操作条件34-35。尽管关于超声波电镀铜方面的研究取得了一定的研究成果，超声波电镀铜技术在规模化生产中应用也越来越多，但是关于超声波电镀的作用机理尚不清楚。有人认为超声波振动实质上是一种毫秒级的脉冲过程36，它改变了镀铜过程中的晶面取向，从而改善镀层质量。也有人认为超声波电镀铜之所以有很好的电镀效果，主要是空化现象产生的强烈搅拌作用优化了电镀条件。尤其在高密度多层印制电路微孔制作时，超声波的搅拌作用可以促进镀液在微孔内的交换37，再结合脉冲技术，能在印制板的板面和微孔内沉积出非常均匀的铜镀层，并减小板面与

5、孔内镀层的厚度差别。 4. 4 激光电镀铜技术 随着电子产品向轻、薄、短、小化发展，电子产品用芯片的集成度进一步提高，其特征线宽由原来的微米级进入到亚微米级，采用蚀刻铜箔的方法（通常用于特征线宽大于 20 m）已很难满足线路精度的要求。美国IBM 公司首先把激光技术引入到电镀铜工艺当中去。使用激光电镀铜具有以下优点：（1）利用激光照射在很短时间产生的高热量来代替对镀液进行加热，使电极附近产生温度梯度，该温度梯度对镀液有强烈的微搅拌作用，因而沉积速度快，激光照射区域的沉积速率是本体镀液沉积速率的 1 000 倍左右；（2）激光的聚焦能力很强，可在需要的地方进行选择性的局部沉积，适合制造复杂的线路

6、图形并能进行微细加工38-39；（3）使用激光电镀铜成核速度快，结晶细微，镀层质量好。张国庆等40曾对硅片上进行激光诱导选择性镀铜进行过研究，进一步验证了上述优点，并对激光的热效应和光效应在金属基体、半导体基体上进行选择性电镀铜的不同影响机理进行了探讨。激光电镀铜技术的优势决定了它在微细电子加工领域有很好的应用前景。 5 结语 随着科技的发展，具有高技术含量的电子产品制造难度不断增大，传统的电镀铜技术难以满足生产的要求。然而国内的电子企业对电镀铜工艺的研发普遍投入不足，先进的电镀设备、电镀配方、电镀工艺都被国外所掌握，对国外技术依赖性比较强，故在价格上容易受制于人。中国的芯片制造、电子封装和 PCB制造等电子信息产业正在迅猛发展，国内企业应该抓住这个机遇，不断自主开发新的电镀铜工艺，降低生产成本，提高产品的市场竞争力。