朱常軍 何小國

（四會富仕電子科技股份有限公司，廣東 肇慶 526236 ）

0 前言

隨著電子產(chǎn)品逐步往輕、薄、短、小、集成化方向發(fā)展，產(chǎn)品的微型化、高集成化程度越來越高，推動HDI孔加工由簡單的盲埋孔向復雜的電鍍填埋孔發(fā)展。電鍍填埋孔有利于疊孔和盤上孔設(shè)計，提高了載板密度，有利于改善電氣性能，提高連接可靠性，提升運行頻率以及避免電磁干擾。填孔和電氣互連同時完成，避免了樹脂、導電膠填孔造成的缺陷和填孔材料不一致導致的CTE差異現(xiàn)象。電鍍填孔后表面沒有凹陷，有利于精細線路的制作，孔內(nèi)為銅柱，導電性能與散熱性能相比導電樹脂更加優(yōu)異，因此電鍍填孔的應(yīng)用越來越廣。本文通過幾種不同的電鍍方法，探尋影響電鍍填孔的影響因素。

1 實驗

1.1 不同電鍍時間對填孔效果的影響

1.1.1 填孔電鍍實驗條件

填孔電鍍鍍液組成，見表1所示。填孔電鍍添加劑采用A公司3組成分，龍門電鍍線電鍍。

1.1.2 實驗方案

實驗板盲孔制作采用三菱激光機鉆孔，孔徑為0.100 mm，介質(zhì)層使用型號1080玻纖布RC64%、 t0.076 mm半固化片。對應(yīng)孔徑0.100 mm進行填孔電鍍，電流密度使用9.5 ASF，分別填孔電鍍10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min，然后分別對同一位置取樣進行切片研磨及觀察。

表1 填孔電鍍液組成

1.1.3 不同電鍍時間對填孔結(jié)果及分析

圖1 不同位置不同電鍍時間切片情況

不同位置、不同時間條件下，填孔情況見圖1。從切片結(jié)果可以看出，填孔電鍍時，填銅沉積速度最快，處于孔底拐角位置，再由孔底的兩邊向中間生長填銅；此時孔底銅的沉積速度相對于孔的兩側(cè)較緩慢（見表1，10～30 min）。當電鍍時間到達30～40 min區(qū)間時，孔底銅的沉積速度開始急劇加速；到達60 min時，孔內(nèi)銅的沉積速度開始下降，然后其沉積速度與孔的表面銅厚沉積速度趨于一致，最終孔的凹陷度保持在一個穩(wěn)定的值。

1.2 不同孔徑、電鍍時間組合填孔效果

1.2.1 填孔電鍍實驗條件

填孔電鍍鍍液組成，采用龍門電鍍線電鍍；選擇不同的電流密度和電鍍時間（見表2所示）。

1.2.2 實驗方案

盲孔制作采用三菱激光機鉆孔，孔徑分別為0.100 mm、0.125 mm、0.150 mm。

介質(zhì)層：（1）使用型號1080玻纖布RC64%，t0.076 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.100 mm；（2）使用型號1080玻纖布RC70%、 t0.081 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.125 mm；（3）使用型號3313玻纖布RC59% 、t0.104 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.150 mm；（4）使用型號2116玻纖布RC58%、 t0.130 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.150 mm。

1.2.3 電鍍填孔結(jié)果

不同的介質(zhì)層、孔徑、電流密度及電鍍時間所得到的填孔結(jié)果（見表2所示）。

2 實驗結(jié)果及分析

不同孔徑的電鍍最佳參數(shù)分別如下：

（1）表2序號A-3，使用介質(zhì)層型號1080 RC64%t0.076 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.100 mm進行填孔電鍍，電鍍條件9.5 ASF×40＋14 ASF×45 min，填孔后無空洞發(fā)生，凹陷量4～6 μm。

（2）表2序號B-2，使用介質(zhì)層型號1080 RC70%t0.081 mm 半固化片，對應(yīng)孔徑0.125 mm進行填孔電鍍；電鍍條件9.5 ASF×90 min＋14 ASF×35 min，填孔后無空洞發(fā)生，凹陷量5～8 μm。

（3）表2序號C-2，使用介質(zhì)層型號3313 RC59%t0.104 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.150 mm進行填孔電鍍；電鍍條件9.5ASF×60 min＋14 ASF× 60 min，填孔后無空洞發(fā)生，凹陷量5～9 μm。

（4）表2序號D-3，使用介質(zhì)層型號2116 RC58%t0.130 mm半固化片，對應(yīng)孔徑0.150 mm進行填孔電鍍；電鍍條件9.5 ASF×60 min＋14 ASF×115 min，填孔后無空洞發(fā)生，凹陷量10～15 μm。

這些最佳電鍍填孔參數(shù)的共同特點是先小電流密度將孔底部填滿，當?shù)撞刻顫M后馬上啟用大電流，可杜絕空洞發(fā)生，同時也縮短了加工時間。

填孔效果不同的切片，見圖2所示。

3 結(jié)論

（1）激光孔填孔電鍍時填銅生長速度最快為孔底拐角位置，然后由孔底兩邊向中間生長。不同時間段銅的生長速度不一樣，當達到一定時間時，孔里銅的生長速度與表面銅厚的生長速度趨于一致，此時填孔凹陷達到最小值，若要保證填孔凹陷最小，此時必須停止電鍍。

表2 介質(zhì)、孔徑、電流密度及電鍍時間

圖2 填孔切片圖

（2）由于填孔電鍍時銅的生長特性，采用二次分段電流填孔，先小電流密度將孔底完全填充，然后再用大電流加快銅的生長，可有效避免填孔空洞現(xiàn)象及減小填孔凹陷量，同時也可減少加工時間，提高生產(chǎn)效率。