印制电路板电镀填盲孔失效分析

图1 盲孔漏填失效现象
激光钻孔后的孔径、孔深、孔口悬伸量、孔底侧蚀量等对填孔效果都有一定的影响。

孔径过大需要更多的铜来填满盲孔，同时药水交换不能过于激烈，否则很难将盲孔填满；孔径过小或过深则不利于药水的交换，如果药水交换不好或电流密度过大，盲孔内极易出现漏填或空洞问题[4]。

而孔深过深会造成电镀的深镀能力不足，也会造成漏填的几率大大增加。

2.1.2 前处理不良
无论是采用一次性直接电镀填盲孔还是采用闪镀后再电镀填盲孔，都需要对盲孔里面进行除氧化、气调，出现某个或某几个组分偏高许多，出现某个组分或某几个组分严重偏低许多，就不可能很好的“配合”，发挥各自应有的效应，导致漏填失效的可能性是很大的。

另外，由于镀液在生产过程中是在一直进行着物理、化学反应，必然会有副产物产生，副产物的产生会导致药液的老化或失效。

因此，
液进行定期的工艺维护，除去药液中的残留物和副产物，保持药液的鲜活性和清色度。

2.2 Dimple大
Dimple大与漏填有一定的相似之处，也就是说漏
图2 镭射钻孔孔型
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Dimple 控制在多少为宜，Dimple 大到多少就会造成失效呢？这个问题是大家最想知道的，其实Dimple 大小的控制与产品类型和设备能力等有很大的关系。

一般来说，普通的HDI 板内层Dimple 控制在20μm 以内，外层控制在25μm 以内即可，而对于高端HDI 板内层Dimple 要控制在15μm 以内，甚至是10μm 以内，外层Dimple 要控制20μm 以内。

Dimple 大主要不良影响是会造成下一层的互连困难或失效，如图4所示[7]。

2.2.1 电镀参数Dimple 过大的原因最容易想到的就是电镀参数不当，即由于电流密度过小，理论铜的沉积不足以将盲孔内填满，尚欠缺一部分镀铜厚度。

这种因素导致的Dimple 过大也比较容易解决，通常采用加大电流密度
或加长电镀时间两种方式，但如采用加大电流密度的方式则要注意不能过大，过大的电流密度会造成盲孔“封镀”，出现盲孔空洞问题。

而采用加长电镀时间的话，往往会造成生产效率低下和资源浪费，因此，最好的做法就是结合两种方式同时进行，通过试验得出最佳的电镀参数。

利用好电镀参数与填孔效果的最佳比对关系，不图3 电镀填孔效果表征示意图图4 Dimple 过大造成的smear 和设备保养时掉落污染物等。

尤其是油脂类污染物具有扩散快、影响大、清除难等特点，在生产过程中要特别引起注意，在保养时尽可能采取一些隔离或防护措施来防止污染物落入镀液。

填孔电镀液对污染物是十分敏感的，稍有一点污染物或异物，就有可能造成填孔的失效，出现漏填、Dimple 大和空洞等问题均有可能。

因此，对于填孔电镀液除了定期进行日常工艺维护外，还要防止各类污染物的进入，对人员操作进行规范性培训也是十分必
要的。

关于药水失调问题在前文中已有讲解，在此不
做赘述，需要强调一点的是要定期对镀液的组分进行
除此之外，还有一部分气泡是在电镀过程中产生的，来源是铜槽阳极反应产生，在使用不溶性阳极时，阳极会有如下反应：
H20→1/202+2e-+2h+
通过适量的硫酸亚铁加入到镀液中，消除阳极氧气的逸出，则阳极反应变成[9]：
Fe→Fe3++e-
Fe3++Cu→Fe2++e-
改善此类空洞失效一般要从板子停放环境、增加消除气泡装置和改变铜槽阳极材料等方面入手，可以得到较为理想的改善效果。

2.3.2 添加剂组分失调2.3.3 异物引起
异物的来源主要是固体类杂质，以外界带入居多，这些微小异物通常只有几十微米或十几微米，甚至只有几微米，一旦进入盲孔内极易形成盲孔空洞。

由于异物多为不规则形状，所形成的盲孔空洞也是不规则的，多为菱形、三角形或斜四边形几种形状（图
通过镜像显微镜或SEM可以清晰地观察到孔内的异物，解决此类问题要以防治为主，消除一切外物可以进入前处理和镀液的途径，确保过滤泵的过滤效果处于良好状态，以及评估好所用物料的纯度等级是否符合要求等，是解决这类失效异常的关键所在。

3 结语
解决电镀填盲孔失效问题，首先是要从查找其引起失效的原因入手，对其形成机理进行科学地分析，然后制定出具体的操作规范文件，生产中要严格执行并予以监督。

同时，也要以预防为主，落实好各项预
图5 气泡残留引起的盲孔空洞
图6 添加剂组分失调引起的空洞
图7 盲孔内异物引起的空洞。