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印刷线路板多层电镀工艺

随着表面黏装技术的蓬勃发展,印刷电路板未来的趋势必然走向细线、小孔、多层之高密度封装型态.然而制造此种高层次电路板其镀铜制程也将面临一些技术瓶颈,例如: 如何使面板中央和边缘得到均匀之镀层,如何提高小孔孔壁之分布力、如何改善镀层之物性如延展性、抗拉强度等都是未来值得努力之课题,本文主旨即是以基本的原理来说明制程困难所在及谋求因应之道,希望个人的浅见能对电路板从业人员有所帮助.近年来随着半导体及计算机工业的快速发展,印刷电路板的制作亦日益复杂,我们可由下列经验公式作为判断电路板困难程度之指针.电路板复杂程序指针=电路板层数*两焊点间导线数目/二焊点间距(吋)*导线宽度(mil) (1)举例而言,一个16层板,其焊点间距为0.1吋,导线宽度为5mils,二焊点间有三条导线则其复杂程度指标为96,自80年代起表面装技术的风行带动电路板工业朝向高层次之多层板迈进,因而使复杂指标快速上升,从传统电路板的20左右升高到目前的100或更高,在此种更新、产品演进的过程中,当然不免遇到的一些技术瓶颈,以镀铜制程为例,笔者尝试以巨观、微观及微结构等三方面来探讨其基本原理并谋求因应策略.
方法/步骤
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二次电流分布由于电极产生极化而改变了一次电流分布,此时,所得到之电流称为二次电流分布,在此,首先必须将极化的观念略加说明.简单而言,极化是因为电极附近发生电化学反应而增加了溶液中之电阻.若要使期望的反应能顺利产生,必须增加外加电压.如此一来,将产生额外的热及电力消耗.由于极化作用,电极电压将与平稀电位有所差异,此二者之差值称为过电压在阴极附近,离子因参与电极反应,消耗太快来不及补充,此时造成之过电压称为浓度过电压,若要使离子顺利通过某种能量障碍而达到电极参加反应所须要之过电压称为活化过电压,而总过电压是浓度过电压与活化过电压之总和,是用来测量电极极化程度之指标.由于电流大小和阴阳极间之距离成反比,在电术术化作用下,相当于增加了阴阳极之距离.此距离双称为特征长度因为此种效应,二次电流或多或少将可减少一次电流不均匀的现象.

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极化参数由前述电场基本理论了解到电流之分布力实际受下列两种因素所左右,分别为溶液中之电阻及极化作用产生之电阻和ALKIRE曾经将极化参数P作了以下的定义.P=R/Rp =acFLj/RgTK (2)其中ac是移转系数,F是法拉第常数,L是阴阳极距离,j是平均电流密度, Rg是气体常数,T是温度,K是溶液中之导电度.如果P<<1,代表极化作用远超过电场效应,则电流倾向于二次电流分布,将十分均匀.如果P>>1,则电流倾向于一次电流分布,完全取决于镀槽之几何形状,他们并以硫酸铜镀浴作多层板镀铜实验,各参数基本数据为ac=0.5, Ma-sec/g-ep, L=762.5px, j=26.9Ma/cm2 , K=0.55(奥姆cm)-1, RgT/F=25.6Mv/(23℃)结果P=29.13>>1代表电流倾向于一次电流分布,其均匀与否完全决定于镀槽之设计,而溶液之导电度、极化反应之影响均不大,此外,光泽剂或添加剂对板面的巨观电流分布力均没有什么影响,若要得到均匀之电流分布可使用屏蔽物或辅助阴极.

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