化学镀铜影响因素研究论文

全球电镀PCB产业产值占电子元件产业总产值的比例迅速增长，是电子元件细分产业中比重最大的产业，占有独特地位，电镀PCB的每年产值为600亿美元。电子产品的体积日趋轻薄短小，通盲孔上直接叠孔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(Via．on．Pad)；     (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。     物理影响参数     需要研究的物理参数有：阳极类型、阴阳极间距、电流密度、搅动、温度、整流器和波形等。     (1)阳极类型。谈到阳极类型，不外乎是可溶性阳极与不溶性阳极。可溶性阳极通常是含磷铜球，容易产生阳极泥，污染镀液，影响镀液性能。不溶性阳极，亦称惰性阳极，一般是涂覆有钽和锆混合氧化物的钛网来组成。不溶性阳极，稳定性好，无需进行阳极维护，无阳极泥产生，脉冲或直流电镀均适用；不过，添加剂消耗量较大。     (2)阴阳极间距。电镀填孔工艺中阴极与阳极之间的间距设计是非常重要的，而且不同类型的设备的设计也不尽相同。不过，需要指出的是，不论如何设计，都不应违背法拉第一定律。     (3)搅拌。搅拌的种类很多，有机械摇摆、电震动、气震动、空气搅拌、射流(Eductor)等。     对于电镀填孔，一般都倾向于在传统铜缸的配置基础，增加射流设计。不过，究竟是底部喷流还是侧面射流，在缸内喷流管与空气搅拌管如何布局；每小时的射流量为多少；射流管与阴极间距多少；如果是采用侧面射流，则射流是在阳极前面还是后面；如果是采用底部射流，是否会造成搅拌不均匀，镀液搅拌上弱下强；射流管上射流的数量、间距、角度都是在铜缸设计时不得不考虑的因素，而且还要进行大量的试验。     另外，最理想的方式就是每根射流管都接入流量计，从而达到监控流量的目的。由于射流量大，溶液容易发热，所以温度控制也很重要。     (4)电流密度与温度。低电流密度和低温可以降低表面铜的沉积速率，同时提供足够的Cu2和光亮剂到孔内。在这种条件下，填孔能力得以加强，但同时也降低了电镀效率。     (5)整流器。整流器是电镀工艺中的一个重要环节。目前，对于电镀填孔的研究多局限于全板电镀，若是考虑到图形电镀填孔，则阴极面积将变得很小。此时，对于整流器的输出精度提出了很高的要求。     整流器的输出精度的选择应依产品的线条和过孔的尺寸来定。线条愈细、孔愈小，对整流器的精度要求应更高。通常应选择输出精度在5％以内的整流器为宜。选择的整流器精度过高会增加设备的投资。整流器的输出电缆配线，首先应将整流器尽量安放在镀槽边上，这样可以减少输出电缆的长度，减少脉冲电流上升时间。整流器输出电缆线规格的选择应满足在80％最大输出电流时输出电缆的线路压降在0．6V以内。通常是按2．5A／mm：的载流量来计算所需的电缆截面积。电缆的截面积过小或电缆长度过长、线路压降太大，会导致输电流达不到生产所需的电流值。     对于槽宽大于1．6m的镀槽，应考虑采用双边进电的方式，并且双边电缆的长度应相等。这样，才能保证双边电流误差控制在一定范围内。镀槽的每根飞巴的两面应各连接一台整流器，这样可以对件的两个面的电流分别予以调整。     (6)波形。目前，从波形角度来看，电镀填孔有脉冲电镀和直流电镀两种。这两种电镀填孔方式都已有人研究过。直流电镀填孔采用传统的整流器，操作方便，但是若在制板较厚，就无能为力了。脉冲电镀填孔采用PPR整流器，操作步骤多，但对于较厚的在制板的加工能力强。     基板的影响     基板对电镀填孔的影响也是不可忽视的，一般有介质层材料、孔形、厚径比、化学铜镀层等因素。     (1)介质层材料。介质层材料对填孔有影响。与玻纤增强材料相比，非玻璃增强材料更容易填孔。值得注意的是，孔内玻纤突出物对化学铜有不利的影响。在这种情况下，电镀填孔的难点在于提高化学镀层种子层(seedlayer)的附着力，而非填孔工艺本身。     事实上，在玻纤增强基板上电镀填孔已经应用于实际生产中。     (2)厚径比。目前针对不同形状，不同尺寸孔的填孔技术，不论是制造商还是开发商都对其非常重视。填孔能力受孔厚径比的影响很大。相对来讲，DC系统在商业上应用更多。在生产中，孔的尺寸范围将更窄，一般直径80pm～120Bm，孔深40Bm~8OBm，厚径比不超过1：1。     (3)化学镀铜层。化学铜镀层的厚度、均匀性及化学镀铜后的放置时间都影响填孔性能。化学铜过薄或厚度不均，其填孔效果较差。通常，建议化学铜厚度>0．3pm时进行填孔。另外，化学铜的氧化对填孔效果也有负面影响。

一般用硫酸铜溶液。被镀物质为阴极，被镀部分放在溶液中，再用铜电极作为阳极。以前用氰化亚铜，但因为毒性太高而被淘汰

它是原电池原理,将容易被腐蚀得比铜活泼的金属包在铜的里面,也就是镀铜

化学镀铜：传统化学镀铜多为垂直线，流程各家均大同小异，一般流程为：膨胀→去钻污→中和→除油→微蚀→预浸→活化→加速→化学镀铜

主要部件为阴极和阳极：

阴极：引发起镀部分起始端的一对不锈钢棒具有铜制的电接触环，铜电刷被压在铜环上，以便获得良好的接触，连接到整流器的负极上。阴极通过挡水辊与药水隔绝接触。

阳极：安装在槽中的两个钛片，这两片阳极板用两根电缆直接接到整流的正极上。阳极浸泡在药水中。

扩展资料

化学镀铜广泛应用于各行各业，如：电子电器、五金工艺、工艺品、家具装饰等等。例如：不锈钢表面镀铜，线路板镀铜，铝材镀铜，铁件镀铜，铜上镀铜，树脂镀铜，玻璃镀铜，塑料镀铜，金刚石镀铜，树叶镀铜，等等。

化学镀铜操作简单，大型流水线可操作，无设备的小工厂也可以操作。不需要通电。而且环保、无氰。化学镀铜稳定性高，工作温度和溶液浓度适用范围较宽。铜层致密，有极佳的结合力。这些都是化学镀铜的优势。基本适用于所有金属及非金属表面镀铜。

参考资料来源：百度百科-化学镀铜

化学镀 electroless plating 化学镀是指没有外电流通过，利用还原剂将溶液中金属离子化学还原在呈催化活性的机件表面，使之形成金属镀层的工艺过程。机械维修中以镀化学镍最为实用。化学镀最大特点是镀液的分散力强，凡接触镀液部位均有厚度基本相等的金属镀层镀上，而且镀层外观好、致密、耐腐蚀。 一、化学镀技术简介 1、原理 化学浸镀（简称化学镀）技术的原理是：化学镀是一种不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液：化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。 2、化学镀特点 化学镀是无电沉积镀层，选择合适的化学镀溶液，将被镀工件表面去除油污后直接放入镀液中。根据设定的厚度确定浸镀的时间即可。一般只要有塑料或聚四氟容器，加热方式灵活，备有（如蒸汽、油炉、煤气）烧水装置均可！这三种方法获得的镀层中，对于大多数金属镀层结合强度及硬度等来说无明显差异！化学镀优点是： （1）工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一般操作人员均可操作。（2）镀层与基体的结合强度好。（3）成品...