Giá trị đầu ra của quá trình mạ điện toàn cầu PCB ngành công nghiệp chiếm tỷ trọng tăng nhanh trong tổng giá trị sản lượng của ngành công nghiệp linh kiện điện tử. Là ngành có tỷ trọng lớn nhất trong ngành linh kiện điện tử và chiếm vị trí độc tôn. Giá trị sản lượng hàng năm của PCB mạ điện là 60 tỷ đô la Mỹ. Khối lượng các sản phẩm điện tử ngày càng nhẹ hơn, mỏng hơn, ngắn hơn và nhỏ hơn, và việc xếp chồng trực tiếp các vias lên các vias mù là một phương pháp thiết kế để có được sự kết nối với mật độ cao. Để thực hiện tốt công việc xếp lỗ, đáy lỗ phải bằng phẳng. Có một số cách để tạo ra một bề mặt lỗ phẳng điển hình, và quy trình lấp đầy lỗ mạ điện là một trong những cách tiêu biểu. Ngoài việc giảm nhu cầu phát triển quy trình bổ sung, quy trình mạ điện và làm đầy cũng tương thích với thiết bị quy trình hiện tại, có lợi cho việc đạt được độ tin cậy tốt.

Mạ điện lấp đầy lỗ có những ưu điểm sau:

(1) Phù hợp với việc thiết kế các lỗ xếp chồng lên nhau (Stacked) và các lỗ trên đĩa (Via.on.Pad);

(2) Cải thiện hiệu suất điện và giúp thiết kế tần số cao;

(3) Góp phần tản nhiệt;

(4) Lỗ cắm và kết nối điện được hoàn thành trong một bước;

(5) Các lỗ mù được lấp đầy bằng đồng mạ điện, có độ tin cậy cao hơn và dẫn điện tốt hơn keo dẫn điện.

Các thông số ảnh hưởng vật lý

Các thông số vật lý cần được nghiên cứu là: loại cực dương, khoảng cách giữa cực dương và cực âm, mật độ dòng điện, kích động, nhiệt độ, bộ chỉnh lưu và dạng sóng, v.v.

(1) Loại cực dương. Khi nói đến các loại cực dương, không có gì hơn là cực dương hòa tan và cực dương không hòa tan. Anôt hòa tan thường là đồng phốt pho, dễ sinh ra bùn đất ở anôt, làm nhiễm bẩn dung dịch mạ, ảnh hưởng đến hiệu suất của dung dịch xi mạ. Cực dương không hòa tan, còn được gọi là cực dương trơ, thường được cấu tạo bởi lưới titan phủ hỗn hợp oxit tantali và zirconi. Anode không hòa tan, ổn định tốt, không cần bảo dưỡng anode, không tạo bùn anode, áp dụng xung hoặc mạ điện DC; tuy nhiên, lượng tiêu thụ phụ gia tương đối lớn.

(2) Khoảng cách giữa cực âm và cực dương. Việc thiết kế khoảng cách giữa cực âm và cực dương trong quá trình lấp đầy lỗ mạ điện là rất quan trọng, và thiết kế của các loại thiết bị không giống nhau. Tuy nhiên, cần phải chỉ ra rằng dù thiết kế như thế nào cũng không được vi phạm điều luật đầu tiên của Fara.

3) Khuấy trộn. Có nhiều kiểu khuấy, bao gồm lắc cơ học, lắc điện, lắc không khí, khuấy bằng không khí và máy khuấy (Eductor).

Đối với mạ điện và lấp đầy lỗ, nhìn chung có xu hướng tăng thiết kế phản lực dựa trên cấu hình của trụ đồng truyền thống. Tuy nhiên, dù là phản lực đáy hay phản lực phụ thì cách bố trí ống phụt và ống khuấy khí trong xilanh; dòng phản lực mỗi giờ là bao nhiêu; khoảng cách giữa ống phản lực và cực âm là bao nhiêu; nếu sử dụng phản lực phụ, thì phản lực ở cực dương Phía trước hoặc phía sau; nếu sử dụng máy bay phản lực phía dưới, nó sẽ gây ra sự trộn không đồng đều, và dung dịch mạ sẽ được khuấy lên yếu và mạnh xuống; số lượng, khoảng cách và góc của các tia phản lực trên ống phản lực là tất cả các yếu tố phải được xem xét khi thiết kế hình trụ đồng. Cần phải có rất nhiều thử nghiệm.

Ngoài ra, cách lý tưởng nhất là kết nối mỗi ống phản lực với đồng hồ đo lưu lượng, để đạt được mục đích theo dõi tốc độ dòng chảy. Do dòng phản lực lớn, dung dịch dễ sinh nhiệt nên việc kiểm soát nhiệt độ cũng rất quan trọng.

(4) Mật độ và nhiệt độ hiện tại. Mật độ dòng điện thấp và nhiệt độ thấp có thể làm giảm tốc độ lắng đọng đồng trên bề mặt, đồng thời cung cấp đủ Cu2 và chất tăng trắng vào lỗ. Trong điều kiện này, khả năng lấp đầy lỗ được nâng cao, nhưng đồng thời hiệu quả mạ bị giảm.

(5) Bộ chỉnh lưu. Bộ chỉnh lưu là một mắt xích quan trọng trong quá trình mạ điện. Hiện nay, các nghiên cứu về mạ điện lấp đầy lỗ hầu hết chỉ giới hạn trong mạ điện toàn tấm. Nếu xem xét việc lấp đầy lỗ mạ điện theo mẫu, thì diện tích của catốt sẽ trở nên rất nhỏ. Tại thời điểm này, các yêu cầu rất cao được đặt ra đối với độ chính xác đầu ra của bộ chỉnh lưu.

Độ chính xác đầu ra của bộ chỉnh lưu nên được chọn theo dòng sản phẩm và kích thước của qua. Các đường càng mỏng và các lỗ càng nhỏ thì yêu cầu về độ chính xác của bộ chỉnh lưu càng cao. Nói chung, nên chọn bộ chỉnh lưu có độ chính xác đầu ra nhỏ hơn 5%. Độ chính xác cao của bộ chỉnh lưu được chọn sẽ làm tăng đầu tư thiết bị. Đối với dây cáp đầu ra của bộ chỉnh lưu, đầu tiên đặt bộ chỉnh lưu ở phía bên của bể mạ càng nhiều càng tốt, để có thể giảm chiều dài của cáp đầu ra và có thể giảm thời gian tăng dòng xung. Việc lựa chọn các thông số kỹ thuật của cáp đầu ra bộ chỉnh lưu phải thỏa mãn rằng điện áp đường dây của cáp đầu ra nằm trong khoảng 0.6V khi dòng điện đầu ra tối đa là 80%. Diện tích mặt cắt ngang của cáp yêu cầu thường được tính theo khả năng mang dòng là 2.5A / mm:. Nếu diện tích tiết diện của cáp quá nhỏ hoặc chiều dài cáp quá dài và sụt áp đường dây quá lớn thì dòng điện truyền tải sẽ không đạt được giá trị dòng điện cần thiết cho sản xuất.

Đối với bể mạ có chiều rộng rãnh lớn hơn 1.6m, nên xem xét phương pháp cấp điện hai mặt, và chiều dài của cáp hai mặt phải bằng nhau. Bằng cách này, có thể đảm bảo rằng sai số dòng điện song phương được kiểm soát trong một phạm vi nhất định. Một bộ chỉnh lưu nên được kết nối với mỗi bên của mỗi flybar của bể mạ, để dòng điện trên hai mặt của mảnh có thể được điều chỉnh riêng biệt.

(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.

Ảnh hưởng của chất nền

Ảnh hưởng của chất nền đến việc lấp đầy lỗ mạ điện cũng không thể bỏ qua. Nói chung, có các yếu tố như vật liệu lớp điện môi, hình dạng lỗ, tỷ lệ độ dày trên đường kính và lớp mạ đồng hóa học.

(1) Chất liệu của lớp điện môi. Vật liệu của lớp điện môi có tác dụng lấp đầy lỗ trống. So với vật liệu gia cố bằng sợi thủy tinh, vật liệu không gia cố bằng thủy tinh dễ lấp lỗ hơn. Điều đáng chú ý là phần nhô ra của sợi thủy tinh trong lỗ có ảnh hưởng xấu đến đồng hóa học. Trong trường hợp này, khó khăn của quá trình mạ điện lấp đầy lỗ là cải thiện độ bám dính của lớp hạt của lớp mạ không điện, chứ không phải chính quá trình lấp lỗ.

Trên thực tế, việc mạ điện và lấp lỗ trên đế cốt sợi thủy tinh đã được sử dụng trong thực tế sản xuất.

(2) Tỷ lệ độ dày và đường kính. Hiện nay, cả nhà sản xuất và nhà phát triển đều rất chú trọng đến công nghệ lấp đầy các lỗ có hình dạng và kích thước khác nhau. Khả năng lấp đầy lỗ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi tỷ lệ chiều dày lỗ trên đường kính. Nói một cách tương đối, các hệ thống DC được sử dụng cho mục đích thương mại nhiều hơn. Trong sản xuất, phạm vi kích thước của lỗ sẽ hẹp hơn, thường có đường kính 80 pm～120Bm, chiều sâu 40Bm ～ 8OBm và tỷ lệ độ dày trên đường kính không được vượt quá 1: 1.

(3) Lớp mạ đồng không nhiễm điện. Độ dày và độ đồng đều của lớp mạ đồng không điện và thời gian đặt sau khi mạ đồng không điện đều ảnh hưởng đến hiệu suất lấp đầy lỗ. Đồng không điện quá mỏng hoặc có độ dày không đồng đều và hiệu quả lấp đầy lỗ của nó kém. Nói chung, nên lấp đầy lỗ khi độ dày của đồng hóa chất> 0.3pm. Ngoài ra, quá trình oxy hóa của đồng hóa học cũng có tác động tiêu cực đến hiệu quả lấp đầy lỗ.