一、電鍍填孔工藝的復(fù)雜性
電鍍填孔屬于PCB制造中的高階工藝,它要求在微小孔徑和高深徑比的結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)均勻、無缺陷的銅沉積。工藝過程涉及電解化學(xué)反應(yīng)、電流分布、流體動力學(xué)和添加劑化學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域。其復(fù)雜性決定了某些參數(shù)極難保持穩(wěn)定,一旦偏離,就容易引發(fā)良率下降。
二、最難控制的關(guān)鍵參數(shù)
電流密度分布
電流在孔口與孔底的分布往往不均,導(dǎo)致“口厚底薄”。
控制難點(diǎn)在于,電流分布受到孔徑、板厚、陽極與陰極距離等多因素影響。
即使采用脈沖電鍍或反向電鍍,也需要在不同產(chǎn)品批次間反復(fù)優(yōu)化。
添加劑濃度與擴(kuò)散
電鍍液中添加劑(光亮劑、整平劑、填孔劑)的作用是調(diào)節(jié)沉積速率,使孔口與孔底趨于均衡。
難點(diǎn)在于,添加劑在孔內(nèi)的擴(kuò)散速度有限,容易出現(xiàn)濃度不足或過量分布不均。
若控制不當(dāng),就會產(chǎn)生空洞、表面凹陷或鍍層粗糙。
溶液流動與攪拌效率
電鍍過程需要保證電解液在孔內(nèi)循環(huán)流動,以帶入銅離子并帶走副產(chǎn)物。
孔徑越小,深徑比越大,液體流動阻力越大。即使外部攪拌充分,孔內(nèi)也可能“死角停滯”。
這是孔底電鍍不足、形成空洞的重要原因之一。
溫度與藥液穩(wěn)定性
溫度過高,鍍層結(jié)晶粗糙;溫度過低,沉積速度減慢。
電鍍液成分(硫酸銅、硫酸、氯離子等)濃度波動,也會直接影響沉積速率和均勻性。
在大規(guī)模生產(chǎn)中保持溫度和濃度長期穩(wěn)定極具挑戰(zhàn)。
深徑比控制
當(dāng)孔徑小于 100 μm、深徑比大于 1:8 時,電鍍難度陡增。
工藝窗口變得極其狹窄,任何輕微參數(shù)偏差都會放大為嚴(yán)重缺陷。
三、控制難點(diǎn)帶來的風(fēng)險(xiǎn)
孔內(nèi)空洞(Void):添加劑擴(kuò)散不足或電流密度偏差導(dǎo)致。
厚度不均:電流分布不均造成的“口厚底薄”。
表面凹陷或鼓包:電流過大或添加劑不均衡引起。
良率下降:工藝穩(wěn)定性不足,批次間一致性差。
四、總結(jié)
在電鍍填孔工藝中,電流密度分布、添加劑濃度與擴(kuò)散、溶液流動性是最難控制的關(guān)鍵參數(shù)。它們彼此關(guān)聯(lián),相互影響,任何一項(xiàng)偏差都會放大為缺陷。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,需要通過自動化電鍍控制、在線藥液監(jiān)控、優(yōu)化流體力學(xué)設(shè)計(jì)等方式,持續(xù)提升工藝可控性,才能保證高良率與高可靠性