镀通率测试

3、.镀通率测试

3.1测试背景

（1）镀铜率介绍。

电镀工序中，由于导通孔内需要电镀一定厚度的铜层，以保证孔铜良好的可靠性。IPC 等规定了不同产品孔铜的厚度要求。由于孔内的液体流动及铜离子扩散阻力在孔内各处均不一致，要达到孔内镀铜层的厚度，就需必须保证良好的镀通率，保证孔内铜厚的均一性，为维护制程电镀通孔加厚铜的稳定性需对其镀通率做定期测试。

通过设计不同板厚及孔径的测试板，按生产要求进行电镀，测试面铜厚度与孔口及孔中心电镀铜厚，来表征电镀后孔内铜厚的均一性。电镀理论认为：在高酸低铜的溶液中，PCB板面与孔内镀层的电位差(EIR)由以下公式决定：ElR=IL2／KD 式中：I 为阴极电流密度，L为板厚，K 为电导率，D 为孔径。

图中示意图表示通孔孔铜测量点，通孔镀铜的计算主要分为十点法及六点法其公式分别如下：

十点法：Throwing_Power% =(E+F+G+H+I+J)/6/(A+B+C+D)/4*100%

六点法：Throwing_Power% =(G+H)/2/(A+B+C+D)/4*100%

图中示意图表示盲孔孔孔铜测量点，通孔镀铜的计算主要分为五点法及三点法其公式分别如下：

五点法：Throwing_Power%=(C+D+E)/3/(A+B)/2*100%

三点法：Throwing_Power%=E/(A+B)/2*100%

目前我司工艺工程师对电镀线及进行工艺测试的计算时，建议采用IPC 之规定，通孔采用十点法进行计算，盲孔采用五点法进行测量取点和计算。

（2）镀铜率的影响因素：

①硫酸铜浓度。硫酸铜浓度越高其镀通率越差，随着铜离子浓度升高，孔内浓差扩散阻力越大，扩散层厚度更厚，镀通率下降。但铜离子浓度降低，相同条件下镀通率会有所提

高。

②硫酸浓度。硫酸浓度太低，溶液导电性差，镀液分散能力下降，镀层光亮范围缩小，通盲孔电镀的镀通率下降。

③添加剂含量。添加剂分为抑制剂与光亮剂，如果光亮剂的浓度偏高将导致孔口沉积速度加快，导致镀通率变差，另外若抑制剂的过低，孔口高电流密度区的沉积速度无法得到有效的抑制，可导致通孔镀通率下降。

④整流器的精度。电流实际值与设定值偏差过大，引起电镀参数的变化，将导致电镀均匀性以及电镀镀通率等波动，达不到预定的电镀品质要求。

⑤摇摆方式。摇摆的不同方式主要影响镀液流动方式，对通盲孔镀通率产生影响，并且摇摆方式不同电镀均匀性效果各异。

⑥喷流量。喷流量大，通孔孔内的交换性能提高，扩散阻力减小，可提高通孔镀通率。

但喷流越大，研究表明对通孔镀通率的影响效果有限，对于盲孔随着厚径比增加（AR≥1:1），侧面喷流大小对镀通率基本无改善作用。

3.2 测试目的及意义：通过镀铜率的测试检验孔内铜厚的均一性，并通过检验结果指导制程生产与改善。

3.3 测试条件

3.3.1 实验设备：P2厂A0705001型号手动电镀线，垂直龙门电镀线，切片机，切片研磨机

3.3.2 检测设备：金相显微镜

3.3.3 测试物料：FR-4，2.4mm，0.5/0.5OZ ，18*24Inch2 的板材，最小钻孔孔径0.2mm；盲孔镀通率测试采用：介质层采用LDPP1086或1080，激光盲孔4mil，5mil，6mil；

3.4 判定标准

3.5 测试原理及方法

3.5.1 测试原理：采用几点法公式计算出镀铜率

3.5.2 测试方法：

①通孔镀通率测试采用： FR-4，2.4mm，0.5/0.5OZ，18*24Inch2为板材，最小钻孔孔径0.2mm；盲孔镀通率测试采用：介质层采用LDPP1086 或1080，激光盲孔4mil，5mil，6mil；

②电镀参数为10ASF*100min 进行电镀；

③电镀完成后，在板面中间位置上中下取三个切片，金相显微镜测量通孔盲孔孔铜厚度，注意量取铜厚为二次铜铜厚；

④测试频率：1 次/6 月；

⑤测试范围：通孔镀通率测试适用于所有电镀线；盲孔镀通率测试仅适应于P2亚硕电镀线或有盲孔电镀生产板之电镀线。

⑥测试标准及具体操作，见附表9。

3.6 数据结果记录及分析

数据测量点以及镀通率计算方法参照12.4.2（2）中测试原理。

4.电流效率测试

4.1 测试背景：

电镀过程中由于电镀时会有副反应存在，酸性电镀体系中一般为析氢反应，因此为判断回路电量中应用于沉积铜的量占整个通电量的比例，对于了解电镀过程监控电镀铜量具有十分重要的意义。

采用称重法测试电镀沉积测铜量，通过法拉第定律计算理论沉积的铜量，以此来表征电镀沉积的效率，即用于铜沉积的电量占整个回路电量的比重。由于在电沉积过程中由于一部分电量用于沉积的副反应沉积的铜量与实际流过回路的电量存在差别。

影响因素：硫酸浓度过高将导致在高电流密度时产生析氢，电流效率降低。

4.2 测试目的及意义：测量电流效率是否在正常范围内，并根据测量值指导电镀药水配置。4.3 测试条件：

4.3.1 实验设备：P2厂A0705001型号手动填孔线

4.3.2 检测设备：电子计重天平（精度为1g）

4.3.3 测试物料：FR-4，1.5mm，0.5/0.5OZ 18*24Inch2板材

4.4 判定标准：

4.5 测试原理及方法

4.5.1 测试原理：

4.5.2 测试方法：

①测试前用电子计重天平（精度为1克），称重板材重量m0；

②开始电镀，电镀参数为：10ASF*150min，电镀完成后烘干，称重m2。

（4）测试频率：1次/3 月；

（5）测试范围：适用于所有电镀线。

（6）测试标准及具体数据记录，见附表。

4.6 数据结果记录及分析：

理论镀铜质量：m l＝I*T* M/(n*F)。I为通的电流数值（A）；T为电镀时间（S）；M 为铜的分子量（63.5）；n 为二价铜价电数；F为-库仑当量（96485）；ml为理论镀铜质量（g）；

③实际镀铜质量：m s=m2-m0；m2为镀铜后板的质量（g）；m0为电镀前板质量（g）；m s为电镀铜实际质量（g）。

电流效率ŋ＝m s/m l*100%；

5.HULL-Cell测试

5.1测试背景：

电镀添加剂

电镀添加剂有两方面作用：①整平光亮镀层，添加剂通过物理或化学吸附在阴极的表面，