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杭州PCB抄板公司-緯亞電子:3. 2 PCB 制作
3. 2. 1 PCB 微孔制作
印制板上的小孔具有至關(guān)重要的作用,通過它不僅可以實現(xiàn)印制板各層之間的電氣互連,還可以實現(xiàn)高密度布線。一張印制板上常常具有成千上萬個小孔,有的多達數(shù)萬個甚至十萬個。在這些孔中不僅有貫通于各層之間的導通孔,還有位于印制板表層的盲孔和位于內(nèi)部的埋孔,而且孔徑大小不一,位置各異。因此,孔內(nèi)銅金屬化的質(zhì)量就成為決定印制板層間電氣互連的關(guān)鍵[12]。傳統(tǒng)的印制板孔金屬化工藝主要分2步:一是通過化學鍍銅工藝在鉆孔上形成一層導電薄層(厚度一般為 0.5 μm),二是在已經(jīng)形成的化學鍍銅層上再電鍍一層較厚的銅層(20 μm 左右)。
但是化學鍍銅層存在以下問題:(1)鍍速比較慢,生產(chǎn)效率低,鍍液不穩(wěn)定,維護嚴格[13];(2)使用甲醛為還原劑,是潛在的致癌物質(zhì)且操作條件差[14];(3)使用的 EDTA 等螯合劑給廢水處理帶來困難[15];(4)化學鍍銅層和電鍍層的致密性和延展性不同,熱膨脹系數(shù)不同[16],在特定條件下受到熱沖擊時容易分層、起泡,對孔的可靠性造成威脅?;谝陨蠋c,人們開發(fā)出了不使用化學鍍銅而直接進行電鍍銅的工藝[14-16]。該方法是在經(jīng)過特殊的前處理后直接進行電鍍銅,簡化了操作程序。隨著人們環(huán)保意識的增強,又由于化學鍍銅工藝存在種種問題,化學鍍銅必將會被直接電鍍銅工藝所取代。
水平電鍍時,工件在鍍液中水平放置并隨傳送裝置傳送,鍍液通過泵加壓后經(jīng)噴嘴垂直噴出促使其在板面和孔內(nèi)流動并在孔內(nèi)形成渦流,加快了孔內(nèi)鍍液
的交換,減小了板面與孔內(nèi)的電流密度差別。使用該電鍍系統(tǒng)并配合脈沖直接電鍍微孔的效果非常好且工藝簡單,盡管其成本較高但目前在高密度印制板制作中必不可少。
4. 3 超聲波電鍍銅技術(shù)
為了改善鍍層的質(zhì)量,人們在印制電路電鍍銅時引入超聲波技術(shù)。超聲波的主要作用有:(1)超聲波產(chǎn)生的強大沖擊波能滲透到不同介質(zhì)電極表面和空隙,達到徹底清洗的作用;(2)超聲波產(chǎn)生的“空化”作用,加快了氫的析出;(3)超聲波的空化作用產(chǎn)生的微射流強化對溶液的攪拌,加快了傳質(zhì)過程,降低了濃差極化,增加了極限電流密度,優(yōu)化了操作條件[34-35]。盡管關(guān)于超聲波電鍍銅方面的研究取得了一定的研究成果,超聲波電鍍銅技術(shù)在規(guī)?;a(chǎn)中應(yīng)用也越來越多,但是關(guān)于超聲波電鍍的作用機理尚不清楚。有人認為超聲波振動實質(zhì)上是一種毫秒級的脈沖過程[36],它改變了鍍銅過程中的晶面取向,從而改善鍍層質(zhì)量。也有人認為超聲波電鍍銅之所以有很好的電鍍效果,主要是空化現(xiàn)象產(chǎn)生的強烈攪拌作用優(yōu)化了電鍍條件。尤其在高密度多層印制電路微孔制作時,超聲波的攪拌作用可以促進鍍液在微孔內(nèi)的交換[37],再結(jié)合脈沖技術(shù),能在印制板的板面和微孔內(nèi)沉積出非常均勻的銅鍍層,并減小板面與孔內(nèi)鍍層的厚度差別。
4. 4 激光電鍍銅技術(shù)杭州PCB|杭州smt
隨著電子產(chǎn)品向輕、薄、短、小化發(fā)展,電子產(chǎn)品用芯片的集成度進一步提高,其特征線寬由原來的微米級進入到亞微米級,采用蝕刻銅箔的方法(通常用于特征線寬大于 20 μm)已很難滿足線路精度的要求。美IBM 公司首先把激光技術(shù)引入到電鍍銅工藝當中去。使用激光電鍍銅具有以下優(yōu)點:(1)利用激光照射在很短時間產(chǎn)生的高熱量來代替對鍍液進行加熱,使電極附近產(chǎn)生溫度梯度,該溫度梯度對鍍液有強烈的微攪拌作用,因而沉積速度快,激光照射區(qū)域的沉積速率是本體鍍液沉積速率的 1 000 倍左右;(2)激光的聚焦能力很強,可在需要的地方進行選擇性的局部沉積,適合制造復(fù)雜的線路圖形并能進行微細加工[38-39];(3)使用激光電鍍銅成核速度快,結(jié)晶細微,鍍層質(zhì)量好。張慶等[40]曾對硅片上進行激光誘導選擇性鍍銅進行過研究,進一步驗證了上述優(yōu)點,并對激光的熱效應(yīng)和光效應(yīng)在金屬基體、半導體基體上進行選擇性電鍍銅的不同影響機理進行了探討。激光電鍍銅技術(shù)的優(yōu)勢決定了它在微細電子加工領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
5 結(jié)語
隨著科技的發(fā)展,具有高技術(shù)含量的電子產(chǎn)品制造難度不斷增大,傳統(tǒng)的電鍍銅技術(shù)難以滿足生產(chǎn)的要求。然而內(nèi)的電子企業(yè)對電鍍銅工藝的研發(fā)普遍投入不足,先進的電鍍設(shè)備、電鍍配方、電鍍工藝都被外所掌握,對外技術(shù)依賴性比較強,故在價格上容易受制于人。中的芯片制造、電子封裝和 PCB制造等電子信息產(chǎn)業(yè)正在迅猛發(fā)展,內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住這個機遇,不斷自主開發(fā)新的電鍍銅工藝,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力。
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