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1、镀覆孔的质量控控制和检测方方法 随着微微电子技术的的飞速发展，多多层和积层印印制电路板在在电子工业中中获得广泛的的应用，并且且对可靠性的的要求越来越越高。而镀覆覆孔作为贯穿穿连接多层与与积层式印制制电路板各层层电路的导体体，其质量的的优劣对印制制电路板的可可靠性有着很很大的影响。因因此，在印制制电路板生产产过程中对镀镀覆孔的质量量控制和质量量检测，对镀镀覆孔的质量量保证起着非非常重要的作作用。 在在印制电路板板制造程序中中，对镀覆孔孔质量影响较较大的工序主主要是数控钻钻孔、化学沉沉铜和电镀等等。要实行质质量跟踪与检检测，就必须须根据不同的的工序的特点点，制定与建建立控制要点点和设立控制制点，并
2、采取取不同的工艺艺方法和检测测手段，实现现随机质量控控制。为更加加深刻地了解解各工序的工工艺特性，就就需分别加以以研究与讨论论。 一钻孔质质量的控制 钻孔是印制制电路板制造造的关键工序序之一。对于于钻孔工序而而言，影响孔孔壁质量的主主要因素是钻钻头的转速和和进刀速度。要要设定正确的的钻孔工艺参参数，就必须须了解所采用用的基板材料料的性质和特特点。否则所所设定的工艺艺参数：转速速、进刀速度度等所钻的孔孔就达不到技技术要求，严严重的就会造造成孔壁环氧氧钻污或拉伤伤，以致在后后工序沉铜或或电镀过程中中产生空洞、镀镀瘤等缺陷。根根据这种情况况，就必须采采用工艺试验验法，也就是是将进厂的基基板材料进行行
3、实验，设定定不同的进刀刀速度和转速速进行组合钻钻孔，再经化化学沉铜后，采采用金相剖切切法对切片呈呈现的孔镀层层图像与实物物进行评估，确确定最隹的工工艺参数范围围，以便 在在生产过程中中根据不同厂厂家供应的基基板材料调整整工艺参数。 当然，在钻孔工序中其它影响孔壁质量有因素也必须予以重视和控制。如钻头的质量及钻孔过程所使用的上盖板下垫板材料、钻孔过程的吸尘系统和叠层的数量等。 二沉铜铜工序的质量量控制 化学沉铜是是镀覆孔过程程的第一步，它它的质量优劣劣直接影响电电镀的质量。因因此确保化学学沉铜层的质质量，是保证证通孔电镀质质量的基础。为为此，必须严严格地对化学学沉铜槽液进进行有效的控控制和检测。
4、这这因为化学沉沉铜溶液在生生产过程中溶溶液的各种成成份会有很大大的变化，除除了实现自动动控制系统的的作用外，还还应采取定期期定时的抽查查分析溶液中中各种成份的的含量是否符符合工艺规范范要求，以确确保溶液正常常工作。根据据化学沉铜机机理主要控制制其沉积速率率及沉积层的的密实性。化化学沉铜的沉沉积效果检测测的主要项目目是沉积速率率和背光试验验来进行。（1）沉铜铜速率的控制制和检测 根据化学沉沉铜的反应化化学原理，对对化学沉铜速速率的主要影影响因素有二二价铜离子浓浓度、甲醛浓浓度、PH值值、添加剂、温温度和溶液搅搅拌等。所以以，每当溶液液工作一段时时间（时间的的长短由溶液液的负载量来来决定），就就采
5、用一块试试验板（带有有孔）随产品品流过沉铜生生产线，以测测试其沉铜速速度是否符合合工艺技术指指标与要求。如如符合工艺要要求，产品板板还必须使用用检孔镜对产产品板进行检检查后转入下下道工序。如如未符合工艺艺要求，就必必须进行背光光实验作进一一步的测试与与判断。测试试沉铜沉积速速率和背光试试验的具体工工艺方法如下下：1沉沉积速率的测测定： 首首先将剥掉铜铜的基板，剪剪裁成尺寸为为1001100mm（即即1dm2）在在试验板上一一排小孔，留留着背光试验验用。测定沉沉积速率的板板沉铜前后均均在120下烘1小时时再称重。沉沉铜速率可通通过下式计算算： S（WW2W1）/t5.580式中中：S沉铜铜速率（
6、(mm/min） W1沉铜前试验板重量（g） W2沉铜后试验板重量（g） T沉铜时间（min） 5.580每沉积1克铜新增加铜层厚度（(m）2背光实验的检测： 主要检测沉铜层的致密度。评定的标准要根据所采用的供应商提供的标准而定。德国先灵公司将沉铜层的致密度分为12个背光等级，最高为5 级，最低为0.5级；其它公司所提供的等级标准各有不同，都有评定的合格标准，如背光等级低于合格标准，就说明沉铜层的致密度差，其最终的电镀质量也就无法保证。其具体的方法就是将试验板切一块带有孔的基板材料作试样，经过锯切或磨制到孔中心位置（即中心线上）。测试时利用光从底面射入，然后使用100倍放大镜进行检查即可。 通
7、过上述两种控制沉铜质量的工艺方法，就可以进一步确定孔壁质量的可靠性，当转入下道工序进行电镀铜时，只要能够严格的控制电镀工艺参数就可以达到最终的技术标准和技术要求。 三电镀铜层质量的控制 通孔电镀铜铜层质量控制制是非常重要要的，因为多多层或积层板板向高密度、高高精度、多功功能化方向的的发展，对镀镀铜层的结合合力、均匀细细致性、抗张张强度及延伸伸率等要求越越来越严，也也越来越高，因因此对通孔电电镀的质量控控制就显得特特别重要。为为确保通孔电电镀铜层的均均匀性和一致致性，在高纵纵横比印制电电路板电镀铜铜工艺中，大大多都是在优优质的添加剂剂的辅助作用用下，配合适适度的空气搅搅拌和阴极移移动，在相对对较
8、低的电流流密度条件下下进行的，使使孔内的电极极反应控制区区加大，电镀镀添加剂的作作用才能显示示出来，再加加上阴极移动动非常有利于于镀液的深镀镀能力的提高高，镀件的极极化度加大，镀镀层电结晶过过程中晶核的的形成速度与与晶粒长大速速度相互补偿偿，从而获得得高韧性铜层层。 当然然，电流密度度的设定是根根据被镀印制制电路板的实实际电镀面积积而定。从电电镀原理解度度分析，电流流密度的取值值还必须依据据高酸低铜电电解液的主盐盐浓度、溶液液温度、添加加剂含量、搅搅拌程度等因因素有关。总总之，要严格格控制电镀铜铜的工艺参数数和工艺条件件，才能更能能确保孔内镀镀铜层的厚度度符合技术标标准的规定。但但必须通过评评
9、定，做法如如下：（11）孔壁镀铜铜层厚度的测测定 根据据标准规定，孔孔壁镀铜层的的厚度应(225微米。镀镀铜层过薄会会导致孔电阻阻超标，而且且还有可能经经红外热熔或或热风整平过过程中出现孔孔壁铜层的破破裂。 具具体的测定方方法就是利用用金相切片，选选择孔壁镀层层内最薄的部部位不同位置置三个测点，进进行测试，将将其测试结果果取平均值。（2）孔壁铜层热应力的测试 孔壁在电镀过程中，镀层会有应力产生。特别当电镀液洁净度不高的情况下，孔壁镀铜层的应力就大，通过热应力的试验 ，孔口处会因为应力集中而产生开裂；如果电镀质量高的话，其产生的应力就很小，通过热应力试验后，其金相部切的结果，孔口未开裂。通过测试
10、结果就可以确定其生产还是停产。 上述所谈及的有关镀覆孔质量的控制问题，是最普遍采用的工艺措施和方法。随着高科技的发展，新的控制系统就会出现，特别全封闭式水平生产流水线上采用“反脉冲技术” 的供电方式逐步取代直流供电形式，达到解决深导通孔与深盲孔电镀问题已取得更加明显的经济和技术效果。 高高纵横比导通通孔电镀技术术 印制电路板板制造业越来来越需要高纵纵横比、小孔孔印制电路板板的电镀工艺艺。它是推动动高层数多层层印制电路板板制造技术发发展的动力。因因为孔镀层的的可靠性，对对印制电路板板的运用起到到了关键性的的作用。如何何确保高纵横横比深孔电镀镀问题，是所所有印制电路路工作者的科科技任务，是是必须面
11、临的的最重要问题题。为此，很很多研究部门门着手进行有有计划的研制制和开发。从从当前的科技技资料报导推推芨的方法很很多，其中有有脉冲电镀技技术、化学气气相沉积技术术、溶液冲击击电镀技术、全全化学镀铜技技术和改进型型（高酸低铜铜）的空气搅搅拌技术等。现现将这部分技技术分别简介介如下： 一脉冲电电镀工艺技术术 脉冲电电镀技术，早早已运用于电电铸成型工艺艺中，是比较较成熟的技术术。但运用在在高纵横比小小孔电镀还必必须进行大量量的工艺试验验。因脉冲电电源不同于一一般的直流电电源，它是通通过一个开关关元件使整流流器以US的的速度开/关关，向阴极提提供脉冲信号号，当整流器器处于关的状状态时，它比比直流电更有
12、有效地向孔内内的边界层补补充铜离子，从从而使高纵横横比的印制电电路板沉积层层更加均匀。目目前已研制的的脉冲整流器器运用在全封封闭式水平电电镀生产流水水线上，使用用的效果取得得极为明显的的经济和技术术成效。 采用了“定定时反脉冲”按按照时间使电电流在供电方方式上忽而正正镀忽而反镀镀（即阳极溶溶解）按照时时间比例交替替进行，使电电度铜的沉积积很难在常规规供电方式取取得相应的铜铜层厚度而得得以解决。当当阴极上的印印制电路板处处于反电流时时，就可以将将孔口高电流流密度区铜层层迅速得到迅迅速的溶解，由由于添加剂的的作用，对低低电流密度区区影响却很微微，因而将逐逐渐使得孔内内铜层厚度与与板面铜的厚厚度趋向
13、于均均等。 反反脉冲技术应应用到印制电电路板生产中中，很好的解解决了多层板板与积层板上上面的深孔或或深盲孔（纵纵横比为1:1以上指指盲孔而言）电电镀的难题。它它与常规的供供电方式电镀镀铜进行比较较，其数据列列表如下： 表4 直流与脉脉冲对深孔镀镀铜的比较样板孔长长(板厚)(mm)孔孔径(mmm)纵横比电流密密 度ASSD 脉脉 冲 电 镀 铜 直直流电镀铜 反波/正波电流流比(%)正正反时间比(mss)分布力(%)全程时 间间(分)分布布力(%)全程时 间间(分) A 2.4 0.3 8:13.33310220/1.00 92558751113 D 33.2 00.3100.7:13.0225
14、0200/1.0 7844570-75 770 二化学气气相沉积技术术 化学气相相沉积是沉铜铜工艺方法之之，它是将将气相中的一一种组份或多多种组份聚积积于基体上，并并在基体上发发生反应，产产生固相沉积积层。而化学学气相沉积属属于原子沉积积类，其基本本原理是沉积积物以原子、离离子、分子等等原子尺度的的形态在材料料表面沉积，形形成外加覆盖盖层，如果覆覆盖层是通过过化学反应形形成的，则称称为化学气相相沉积（CVVD），其过过程包括三个个阶段即：物物料气化、运运到基材附近近的空间和在在基体上形成成覆盖层。该该技术发展很很快，它所得得以迅速发展展，是和它的的本身的特点点分不开的，其其特点是：沉沉积物众多，它它可以沉积金金属；能均匀匀涂覆几何形形状复杂的零零件，这是它它具有高度的的分散性；涂涂层与基体结结合牢固；设设备简单操作作方便。采用用CVD新技技术的目的在在于解决高纵纵横比小孔电电镀问题，提提高生产效率率和镀层的均均匀性和物化化性能及使用用帮命。最常常用CVD的的新技术有脉脉冲CVD法法、超声波CCVD等。 化学气相相法沉积技术术的应用，还还必须做大量量的工艺试验验，使该项新新技术，能在在解决高纵横横比深孔或积积层式的深盲盲孔电镀上起起到应有的作作用。 三三溶液冲击击电镀铜工艺艺技术 它它是和电镀金金生产线高速速流动的金液液冲击印制电电路板
