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电镀工艺｜多层PCB电路板
发布日期:2017-03-25 浏览次数:5311次
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,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,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)举例说明：
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.
巨观方面是指电路板之板面而言,通常一大板子板面大小约为24”*18”,若要使中央和边缘镀层厚度均匀实非易事,根据法拉第电解定律,镀层的厚度与外加电流成正比,假设镀层的密度为一定值,则镀层厚度分布即为阴极电流之分布,影响电流分布的因素很多包括溶液中之电阻、电极之极化、镀件之几何形状、阴阳极之距离、外加电流大小、质量传迅速率等,我们将在以下各节分别讨论影响,当电流在电极上之分布没有产生极化或其它干扰因素的情况下称为一次电流分布其完全取决于镀槽之几何形状,当一定电压加于两电极上﹐镀浴中每一点亦有一定之电压存在,其大小介于两电极电压之间,因为金属电极导电性很强,我们可以假设电极表面每一点之电压均相等同理,在镀浴中亦可找出某些具有相等电位之假想平面,一般说,来靠近电极之位置,等电位平面与电极形状甚为类似但其形状却随着与电极之距离逐渐增大而改变,图一即说明等电位平面分布的状况,在等位面分布较密集的地方电流密度较大,反之则较小.由电场理论得知,等电位之平面和其对应力的平面是互相垂直的,而电极本身属于等电位平面,所以电流流进或流出电极某一点必与该点所在的平面互相垂直.图二即说明等电位平面及电流流向分布之关系.如果等电位平面被一定整的导体取代或是等电位面所对应力之平面为一绝缘体所替代将不致影响其电场.反之,若是等位面被任何替代物所切,断则整个电场将受到相等程度之干扰,电流分布亦将有所改变,以一为例,以A和BB当作电极和以A及C当作电极将会得到相同之电流分布,主要原因是BB平面恰好与等位面重合,因而不会影响电场,假设将图一之A与C略加移动,使其偏离中心位置,则等位线之分布将和原来有很大的不同,因为电极位置的更动影响了电场使得电流分布亦产生了变化.
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.
巨观方面是指电路板之板面而言,通常一大板子板面大小约为24”*18”,若要使中央和边缘镀层厚度均匀实非易事,根据法拉第电解定律,镀层的厚度与外加电流成正比,假设镀层的密度为一定值,则镀层厚度分布即为阴极电流之分布,影响电流分布的因素很多包括溶液中之电阻、电极之极化、镀件之几何形状、阴阳极之距离、外加电流大小、质量传迅速率等,我们将在以下各节分别讨论影响,当电流在电极上之分布没有产生极化或其它干扰因素的情况下称为一次电流分布其完全取决于镀槽之几何形状,当一定电压加于两电极上﹐镀浴中每一点亦有一定之电压存在,其大小介于两电极电压之间,因为金属电极导电性很强,我们可以假设电极表面每一点之电压均相等同理,在镀浴中亦可找出某些具有相等电位之假想平面,一般说,来靠近电极之位置,等电位平面与电极形状甚为类似但其形状却随着与电极之距离逐渐增大而改变,图一即说明等电位平面分布的状况,在等位面分布较密集的地方电流密度较大,反之则较小.由电场理论得知,等电位之平面和其对应力的平面是互相垂直的,而电极本身属于等电位平面,所以电流流进或流出电极某一点必与该点所在的平面互相垂直.图二即说明等电位平面及电流流向分布之关系.如果等电位平面被一定整的导体取代或是等电位面所对应力之平面为一绝缘体所替代将不致影响其电场.反之,若是等位面被任何替代物所切,断则整个电场将受到相等程度之干扰,电流分布亦将有所改变,以一为例,以A和BB当作电极和以A及C当作电极将会得到相同之电流分布,主要原因是BB平面恰好与等位面重合,因而不会影响电场,假设将图一之A与C略加移动,使其偏离中心位置,则等位线之分布将和原来有很大的不同,因为电极位置的更动影响了电场使得电流分布亦产生了变化.