一、电镀填孔工艺的复杂性
电镀填孔属于PCB制造中的高阶工艺,它要求在微小孔径和高深径比的结构中,实现均匀、无缺陷的铜沉积。工艺过程涉及电解化学反应、电流分布、流体动力学和添加剂化学等多个学科领域。其复杂性决定了某些参数极难保持稳定,一旦偏离,就容易引发良率下降。
二、最难控制的关键参数
电流密度分布
电流在孔口与孔底的分布往往不均,导致“口厚底薄”。
控制难点在于,电流分布受到孔径、板厚、阳极与阴极距离等多因素影响。
即使采用脉冲电镀或反向电镀,也需要在不同产品批次间反复优化。
添加剂浓度与扩散
电镀液中添加剂(光亮剂、整平剂、填孔剂)的作用是调节沉积速率,使孔口与孔底趋于均衡。
难点在于,添加剂在孔内的扩散速度有限,容易出现浓度不足或过量分布不均。
若控制不当,就会产生空洞、表面凹陷或镀层粗糙。
溶液流动与搅拌效率
电镀过程需要保证电解液在孔内循环流动,以带入铜离子并带走副产物。
孔径越小,深径比越大,液体流动阻力越大。即使外部搅拌充分,孔内也可能“死角停滞”。
这是孔底电镀不足、形成空洞的重要原因之一。
温度与药液稳定性
温度过高,镀层结晶粗糙;温度过低,沉积速度减慢。
电镀液成分(硫酸铜、硫酸、氯离子等)浓度波动,也会直接影响沉积速率和均匀性。
在大规模生产中保持温度和浓度长期稳定极具挑战。
深径比控制
当孔径小于 100 μm、深径比大于 1:8 时,电镀难度陡增。
工艺窗口变得极其狭窄,任何轻微参数偏差都会放大为严重缺陷。
三、控制难点带来的风险
孔内空洞(Void):添加剂扩散不足或电流密度偏差导致。
厚度不均:电流分布不均造成的“口厚底薄”。
表面凹陷或鼓包:电流过大或添加剂不均衡引起。
良率下降:工艺稳定性不足,批次间一致性差。
四、总结
在电镀填孔工艺中,电流密度分布、添加剂浓度与扩散、溶液流动性是最难控制的关键参数。它们彼此关联,相互影响,任何一项偏差都会放大为缺陷。因此,在实际生产中,需要通过自动化电镀控制、在线药液监控、优化流体力学设计等方式,持续提升工艺可控性,才能保证高良率与高可靠性