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          解析運用在磷化硅電鍍的金材堵洞技藝

          2016/7/14 16:13:22      點擊:

          核心提示:采用電鍍技術來填滿微導通孔的工藝是以倒置充填模式來進行的,也就是說,在電鍍銅過程中,微導通孔的底部發生的銅沉積速度是最快采用電鍍技術來填滿微導通孔的工藝是以“倒置”充填模式來進行的,也就是說,在電鍍銅過程中,微導通孔的底部發生的銅沉積速度是最快的。但是,在制造IC封裝基板時,由于HDI的要求和今后三維結構的情況下,不僅微導通孔需要填孔,而且通孔內也要進行填孔。不管怎樣,通孔的幾何特性(形狀、結構、尺寸等)總是與微導通孔有差別,必然帶來液體(鍍液)流動特性的不同。文獻報告指出,對于微導通孔倒置填孔來說,強迫的遷移(對流)作用是一個重要的物理因素,也就是說,強迫的遷移可以強有力地沖擊板的表面,而微導通孔的底部能夠接受的有力(動態)沖擊是受到限制的。有意義的是,某些添加劑的化學影響是依賴于這種遷移關系的。因此,在電鍍過程中,強迫的遷移可促進抑制劑優先吸附在銅的表面上,這樣可以通過調整鍍液的流動速度來很好地改進鍍液的填孔性能與效果。

          由此看來,由于孔的幾何形狀等不同,用于填塞微導通孔的鍍液組成是不同于填塞通孔的鍍液組成。用于填孔而含有加速劑的電鍍在微導通孔的底部可加速銅的沉積速度,并可認為是依賴吸附的遷移,這些電鍍方案可稱為有加速劑配方。而對于“沒有底部”的通孔的填塞而言,不能采用含加速劑配方(仍然是有疑問的),取代的是不含加速劑組成配方,即用于通孔銅沉積的是含有強抑制劑的鍍液,它是以地形分布的電壓(電流密度)關系方式而進行吸附的,使抑制劑的吸附濃度從孔口到孔內中心處形成濃度差。在電鍍過程中,理想地建立了這種濃度差分布,則最快的銅沉積速度將發生在孔內中心處。

          在通孔電鍍中,采用無加速劑組成的填孔機理是以改善(調整)吸附-消耗-擴散模式為基本概念的。其中,要考慮的是具有正電荷的添加劑的遷移問題。實際上,由于有四元銨鹽的很多整平劑將擠壓正電荷,因此,當這種添加劑能夠導致通孔(TH)的中心具有填塞孔的作用效果時,則因為有AFF的遷移,似乎也是有可能用于微導通孔的填孔效果。如果是這樣結果的話,則微導通孔和TH孔都可以采用AFF來得到連續的填孔效果。下面,我們將評述這個研究的可行性。

          1實驗方法與實驗采用CO2激光形成的微導通孔和機械鉆孔形成的TH孔作為PCB電鍍的樣品,PCB樣品尺寸為15cm×6cm.微導通孔和TH孔的壁面是采用化學鍍銅來金屬化的,接著便進行銅電鍍并使在填孔以前的鍍銅的厚度達到2μm ̄3μm,采用兩種含磷的銅作為陽極并直接放入1500ml槽液中進行電鍍銅。電鍍槽情況另作詳談。

          用于進行所有的電鍍試驗的基礎鍍液組成為0.88MCuSO45H2O,0.54MH2SO4,其它的添加劑,如SPS、強抑制劑、PEG、聚集劑等通過稀釋后的儲備溶液分別加入到鍍槽中,這些添加劑的儲備溶液是采用適當濃度而制備的。填孔性能是采用微導通孔和TH孔的橫截(剖切)面并通過光學顯微鏡來測評的。

          結果與討論大家知道,Cl-離子對銅表面的吸附是依賴電位的。另外,這種Cl-離子的依賴電位吸附取決于整體溶液的濃度,當Cl-離子濃度低于20×10-6時,只要整個陰極電位高于特定值,則PDA行為是Cl-離子從銅表面解吸作用為特征的,這是由于負離子電荷和強負電性Cl之間排斥力而引起的結果。一旦Cl-離子濃度高于20×10-6時,則在銅表面上就容易形成CuCl,接著PDA也將相應地消失。

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