PCB電気めっき穴充填プロセスに影響を与える要因の分析

グローバル電気めっきの出力値 PCB 業界は、電子部品業界の総出力値の割合の急速な増加を占めています。 電子部品業界で最大の割合を占める業界であり、独自の地位を占めています。 電気めっきされたPCBの年間出力値は60億米ドルです。 電子製品の量はますます軽くなり、薄くなり、短くなり、小さくなっています。ブラインドビアにビアを直接積み重ねることは、高密度の相互接続を実現するための設計方法です。 穴をうまく積み重ねるには、穴の底を平らにする必要があります。 典型的な平らな穴の表面を作るにはいくつかの方法があり、電気めっき穴の充填プロセスは代表的なもののXNUMXつです。 追加のプロセス開発の必要性を減らすことに加えて、電気めっきおよび充填プロセスは、現在のプロセス装置とも互換性があり、優れた信頼性を得るのに役立ちます。

ipcb

電気めっき穴の充填には、次の利点があります。

(1)スタックホール(スタック)およびオンディスクホール(V​​ia.on.Pad)の設計に役立ちます。

(2)電気的性能を改善し、高周波設計を支援します。

(3)熱放散に貢献します。

(4)プラグホールと電気的相互接続がXNUMXつのステップで完了します。

(5)止まり穴には、導電性接着剤よりも信頼性と導電性に優れた電気めっき銅が充填されています。

物理的影響パラメータ

調査する必要のある物理的パラメータは、アノードの種類、アノードとカソードの間隔、電流密度、攪拌、温度、整流器、波形などです。

(1)アノードタイプ。 アノードの種類に関しては、可溶性アノードと不溶性アノード以外の何物もありません。 可溶性陽極は通常、リン銅球であり、陽極泥を生成しやすく、めっき液を汚染し、めっき液の性能に影響を与えます。 不活性アノードとしても知られる不溶性アノードは、一般に、タンタルとジルコニウムの混合酸化物でコーティングされたチタンメッシュで構成されています。 不溶性アノード、良好な安定性、アノードのメンテナンスなし、アノードの泥の生成なし、パルスまたはDC電気めっきが適用可能です。 ただし、添加剤の消費量は比較的多いです。

(2)カソードとアノードの間の距離。 電気めっき穴充填プロセスにおけるカソードとアノードの間の間隔の設計は非常に重要であり、異なるタイプの機器の設計は同じではありません。 ただし、デザインがどのようなものであっても、ファラの第一法則に違反してはならないことを指摘しておく必要があります。

3)攪拌。 攪拌には、機械的振とう、電気的振とう、空気振とう、空気攪拌、ジェット(エダクター)など、さまざまな種類があります。

電気めっきおよび穴の充填については、一般に、従来の銅シリンダーの構成に基づいてジェットの設計を増やす傾向があります。 ただし、ボトムジェットであろうとサイドジェットであろうと、ジェットチューブと空気攪拌チューブをシリンダー内に配置する方法。 XNUMX時間あたりのジェット流量はどれくらいですか。 ジェット管と陰極の間の距離はどれくらいですか。 サイドジェットを使用する場合、ジェットはアノードの前面または背面にあります。 ボトムジェットを使用すると、混合が不均一になり、めっき液が弱く攪拌され、強く攪拌されます。 ジェットチューブ上のジェットの数、間隔、および角度はすべて、銅シリンダーを設計するときに考慮しなければならない要素です。 多くの実験が必要です。

さらに、最も理想的な方法は、流量を監視する目的を達成するために、各ジェットチューブを流量計に接続することです。 ジェットの流れが大きいため、溶液は熱を発生しやすく、温度制御も非常に重要です。

(4)電流密度と温度。 低電流密度と低温は、穴に十分なCu2と光沢剤を供給しながら、表面の銅の堆積速度を低下させる可能性があります。 この状態では、穴埋め能力は向上しますが、同時にコロニー形成率は低下します。

(5)整流器。 整流器は、電気めっきプロセスにおける重要なリンクです。 現在、電気めっきの穴埋めに関する研究は、ほとんどがフルプレート電気めっきに限定されています。 パターン電気めっき穴の充填を考慮すると、カソードの面積は非常に小さくなります。 現時点では、整流器の出力精度に対して非常に高い要件が提唱されています。

整流器の出力精度は、製品ラインとビアのサイズに応じて選択する必要があります。 線が細く、穴が小さいほど、整流器の精度要件は高くなります。 一般に、出力精度が5%未満の整流器を選択する必要があります。 選択した整流器の高精度により、設備投資が増加します。 整流器の出力ケーブル配線は、出力ケーブルの長さを短くし、パルス電流の立ち上がり時間を短くするために、まず整流器をめっき槽側にできるだけ配置してください。 整流器の出力ケーブルの仕様を選択する際には、最大出力電流が0.6%のときに、出力ケーブルの線間電圧降下が80V以内になるようにする必要があります。 必要なケーブル断面積は、通常、2.5A / mmの通電容量に基づいて計算されます。 ケーブルの断面積が小さすぎるか、ケーブルの長さが長すぎて、線間電圧降下が大きすぎる場合、伝送電流は生産に必要な電流値に達しません。

溝幅が1.6mを超えるめっき槽の場合は、両面電源方式を検討し、両面ケーブルの長さを等しくする必要があります。 このようにして、二国間電流誤差が特定の範囲内に制御されることを保証することができる。 メッキタンクの各フライバーの両側に整流器を接続して、ピースの両側の電流を個別に調整できるようにする必要があります。

(6)波形。 現在、波形の観点から、電気めっき穴埋めにはパルス電気めっきとDC電気めっきのXNUMX種類があります。 電気めっきと充填の両方の方法が研究されてきました。 直流電気めっき穴埋めは、操作が簡単な従来の整流器を採用していますが、プレートが厚いと何もできません。 パルス電気めっき穴埋めは、PPR整流器を使用します。これは、多くの操作ステップがありますが、より厚いインプロセスボードに対して強力な処理能力を備えています。

基質の影響

電気めっきされた穴の充填に対する基板の影響も無視されるべきではありません。 一般に、誘電体層の材料、穴の形状、厚さ対直径の比率、化学銅メッキなどの要因があります。

(1)誘電体層の材質。 誘電体層の材料は、穴の充填に影響を与えます。 ガラス繊維強化材料と比較して、非ガラス強化材料は穴を埋めるのが簡単です。 穴の中のガラス繊維の突起が化学銅に悪影響を与えることは注目に値します。 この場合、穴埋めを電気めっきすることの難しさは、穴埋めプロセス自体ではなく、無電解めっき層のシード層の接着を改善することです。

実際、実際の製造では、ガラス繊維強化基板の電気めっきと穴埋めが使用されています。

(2)厚さと直径の比率。 現在、メーカーと開発者の両方が、さまざまな形状とサイズの穴の充填技術を非常に重要視しています。 穴埋め能力は、穴の厚さと直径の比率に大きく影響されます。 相対的に言えば、DCシステムはより商業的に使用されています。 製造時には、穴のサイズ範囲は狭くなり、通常、直径80 pm〜120Bm、深さ40Bm〜8Bmであり、厚さと直径の比率は1:1を超えてはなりません。

(3)無電解銅めっき層。 無電解銅めっき層の厚さと均一性、および無電解銅めっき後の配置時間はすべて、穴埋め性能に影響を与えます。 無電解銅は薄すぎるか厚さが不均一であり、穴埋め効果が低い。 一般に、化学銅の厚さが0.3pmを超える場合は、穴を埋めることをお勧めします。 さらに、化学銅の酸化も穴埋め効果に悪影響を及ぼします。