Analisis faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengisian lubang elektroplating PCB

Nilai keluaran dari pelapisan listrik global PCB industri menyumbang peningkatan pesat dalam proporsi nilai total output industri komponen elektronik. Ini adalah industri dengan proporsi terbesar dalam industri komponen elektronik dan menempati posisi yang unik. Nilai keluaran tahunan PCB dilapisi adalah 60 miliar dolar AS. Volume produk elektronik menjadi lebih ringan, lebih tipis, lebih pendek dan lebih kecil, dan penumpukan langsung vias pada blind vias adalah metode desain untuk mendapatkan interkoneksi kepadatan tinggi. Untuk melakukan pekerjaan menumpuk lubang dengan baik, bagian bawah lubang harus rata. Ada beberapa cara untuk membuat permukaan lubang datar yang khas, dan proses pengisian lubang elektroplating adalah salah satu yang representatif. Selain mengurangi kebutuhan untuk pengembangan proses tambahan, proses pelapisan dan pengisian juga kompatibel dengan peralatan proses saat ini, yang kondusif untuk memperoleh keandalan yang baik.

ipcb

Pengisian lubang elektroplating memiliki keuntungan sebagai berikut:

(1) Kondusif untuk desain lubang bertumpuk (Stacked) dan lubang pada disk (Via.on.Pad);

(2) Meningkatkan kinerja listrik dan membantu desain frekuensi tinggi;

(3) Berkontribusi pada pembuangan panas;

(4) Lubang steker dan interkoneksi listrik diselesaikan dalam satu langkah;

(5) Lubang buta diisi dengan tembaga berlapis, yang memiliki keandalan lebih tinggi dan konduktivitas yang lebih baik daripada lem konduktif.

Parameter pengaruh fisik

Parameter fisik yang perlu dipelajari adalah: jenis anoda, jarak anoda-katoda, rapat arus, agitasi, suhu, penyearah dan bentuk gelombang, dll.

(1) Jenis anoda. Ketika datang ke jenis anoda, tidak ada yang lebih dari anoda larut dan anoda tidak larut. Anoda larut biasanya bola tembaga fosfor, yang mudah untuk menghasilkan lumpur anoda, mencemari larutan pelapis, dan mempengaruhi kinerja larutan pelapis. Anoda tidak larut, juga dikenal sebagai anoda inert, umumnya terdiri dari titanium mesh dilapisi dengan oksida campuran tantalum dan zirkonium. Anoda tidak larut, stabilitas yang baik, tidak ada perawatan anoda, tidak ada generasi lumpur anoda, pulsa atau elektroplating DC berlaku; Namun, konsumsi aditif relatif besar.

(2) Jarak antara katoda dan anoda. Desain jarak antara katoda dan anoda dalam proses pengisian lubang elektroplating sangat penting, dan desain berbagai jenis peralatan tidak sama. Namun perlu digarisbawahi bahwa bagaimanapun desainnya, tidak boleh melanggar hukum pertama Fara.

3) Pengadukan. Ada banyak jenis pengadukan, termasuk pengocokan mekanis, pengocokan listrik, pengocokan udara, pengadukan udara, dan jet (Eductor).

Untuk elektroplating dan lubang pengisian, umumnya cenderung untuk meningkatkan desain jet berdasarkan konfigurasi silinder tembaga tradisional. Namun, apakah itu jet bawah atau jet samping, bagaimana mengatur tabung jet dan tabung pengaduk udara di dalam silinder; berapa aliran jet per jam; berapa jarak antara tabung jet dan katoda; jika jet samping digunakan, jet berada di depan atau belakang anoda; jika jet bawah digunakan, akan menyebabkan pencampuran yang tidak merata, dan larutan pelapis akan diaduk dengan lemah dan kuat; jumlah, jarak, dan sudut pancaran pada tabung jet adalah semua faktor yang harus dipertimbangkan saat merancang silinder tembaga. Banyak eksperimen diperlukan.

Selain itu, cara yang paling ideal adalah menghubungkan setiap tabung jet ke pengukur aliran, sehingga mencapai tujuan pemantauan laju aliran. Karena aliran jetnya besar, solusinya mudah menghasilkan panas, jadi kontrol suhu juga sangat penting.

(4) Kepadatan dan suhu arus. Densitas arus yang rendah dan temperatur yang rendah dapat mengurangi laju deposisi tembaga permukaan, sekaligus memberikan cukup Cu2 dan pencerah ke dalam lubang. Di bawah kondisi ini, kemampuan mengisi lubang ditingkatkan, tetapi pada saat yang sama efisiensi pelapisan berkurang.

(5) Penyearah. Penyearah merupakan mata rantai penting dalam proses elektroplating. Saat ini, penelitian tentang pengisian lubang elektroplating sebagian besar terbatas pada elektroplating plat penuh. Jika pola pengisian lubang elektroplating diperhatikan, luas katoda akan menjadi sangat kecil. Pada saat ini, persyaratan yang sangat tinggi diajukan untuk akurasi keluaran penyearah.

Akurasi keluaran penyearah harus dipilih sesuai dengan lini produk dan ukuran via. Semakin tipis garis dan semakin kecil lubangnya, semakin tinggi persyaratan akurasi penyearah. Umumnya, penyearah dengan akurasi keluaran kurang dari 5% harus dipilih. Presisi tinggi dari penyearah yang dipilih akan meningkatkan investasi peralatan. Untuk pengkabelan kabel keluaran penyearah, pertama-tama letakkan penyearah di sisi tangki pelapis sebanyak mungkin, sehingga panjang kabel keluaran dapat dikurangi dan waktu naik arus pulsa dapat dikurangi. Pemilihan spesifikasi kabel keluaran penyearah harus memenuhi bahwa penurunan tegangan saluran kabel keluaran berada dalam 0.6V ketika arus keluaran maksimum adalah 80%. Luas penampang kabel yang dibutuhkan biasanya dihitung menurut daya dukung arus sebesar 2.5A/mm:. Jika luas penampang kabel terlalu kecil atau panjang kabel terlalu panjang, dan penurunan tegangan saluran terlalu besar, arus transmisi tidak akan mencapai nilai arus yang diperlukan untuk produksi.

Untuk tangki pelapisan dengan lebar alur lebih besar dari 1.6m, metode catu daya dua sisi harus dipertimbangkan, dan panjang kabel dua sisi harus sama. Dengan cara ini, dapat dipastikan bahwa kesalahan arus bilateral dikendalikan dalam kisaran tertentu. Penyearah harus dihubungkan ke setiap sisi setiap flybar tangki pelapis, sehingga arus di kedua sisi potongan dapat disesuaikan secara terpisah.

(6) Waveform. At present, from the perspective of waveforms, there are two types of electroplating hole filling: pulse electroplating and DC electroplating. Both of these two methods of electroplating and filling holes have been studied. The direct current electroplating hole filling adopts the traditional rectifier, which is easy to operate, but if the plate is thicker, there is nothing that can be done. Pulse electroplating hole filling uses PPR rectifier, which has many operation steps, but has strong processing ability for thicker in-process boards.

Pengaruh substrat

Pengaruh substrat pada pengisian lubang elektroplating juga tidak boleh diabaikan. Secara umum, ada faktor-faktor seperti bahan lapisan dielektrik, bentuk lubang, rasio ketebalan terhadap diameter, dan pelapisan tembaga kimia.

(1) Bahan lapisan dielektrik. Bahan lapisan dielektrik berpengaruh pada pengisian lubang. Dibandingkan dengan bahan yang diperkuat serat kaca, bahan yang tidak diperkuat kaca lebih mudah untuk mengisi lubang. Perlu dicatat bahwa tonjolan serat kaca di lubang memiliki efek buruk pada tembaga kimia. Dalam hal ini, kesulitan dari elektroplating pengisian lubang adalah untuk meningkatkan daya rekat lapisan benih dari lapisan pelapis tanpa listrik, daripada proses pengisian lubang itu sendiri.

Faktanya, lubang elektroplating dan pengisian pada substrat yang diperkuat serat kaca telah digunakan dalam produksi aktual.

(2) Rasio ketebalan terhadap diameter. Saat ini, baik produsen maupun pengembang sangat mementingkan teknologi pengisian lubang dengan berbagai bentuk dan ukuran. Kemampuan mengisi lubang sangat dipengaruhi oleh rasio ketebalan terhadap diameter lubang. Secara relatif, sistem DC digunakan lebih komersial. Dalam produksi, kisaran ukuran lubang akan lebih sempit, umumnya berdiameter 80pm~120Bm, kedalaman 40Bm~8OBm, dan rasio ketebalan terhadap diameter tidak boleh melebihi 1:1.

(3) Lapisan pelapisan tembaga tanpa listrik. Ketebalan dan keseragaman lapisan pelapisan tembaga tanpa listrik dan waktu penempatan setelah pelapisan tembaga tanpa listrik semuanya mempengaruhi kinerja pengisian lubang. Tembaga tanpa listrik terlalu tipis atau ketebalannya tidak rata, dan efek pengisian lubangnya buruk. Umumnya, direkomendasikan untuk mengisi lubang ketika ketebalan tembaga kimia> 0.3pm. Selain itu, oksidasi tembaga kimia juga berdampak negatif pada efek pengisian lubang.