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三维封装硅通孔铜互连电镀工艺研究进展 随着现代电子技术的飞速发展，如今的电子产品已经从最初的简单 电路板变成了功能丰富、复杂度高的多层电路板。其中，三维封装电路 板是最为先进的一类，它能够实现多层高密度布线，大大提高了电路板 的集成度、性能和可靠性。而在三维封装电路板的制造过程中，硅通孔 铜互连电镀工艺则是其中不可或缺的一个环节。 一、硅通孔基本概念 硅通孔是指在硅片上进行一定加工后，所形成的孔洞。这些孔洞可 用于微电子器件制造、电路板制造等，其规模可以从纳米级别的孔洞到 数毫米大小的孔洞。基于在电路板中运用硅通孔实现多层高密度布线的 想法，三维封装电路板的概念逐渐浮出水面。 二、三维封装电路板制造过程 1.钻孔 钻孔是在电路板表面钻孔，准备形成通孔。 2.化学镀铜 经过钻孔之后的电路板表面涂上铜层，形成化学镀铜。 3.压型(层压) 电路板上的铜层与层压板进行压合，形成多层结构。 4.切割、开孔 对压合后的多层电路板进行切割，并在其表面用射线或激光加工出 通孔和电子器件连接的部分。 5.硅通孔铜互连电镀 在制造电路板的过程中，硅通孔铜互连电镀是非常关键的一步，它 能够实现多层结构中各层电路之间的通信。 6.打孔 在电路板上逐层打孔，形成电子器件连接的部分。 三、硅通孔铜互连电镀工艺 硅通孔铜互连电镀工艺是将从钻孔到硅通孔整个过程的进行了综合 考虑，既考虑到提高电镀液的扩散和电化学反应的速率，同时也考虑到 保护电极板和制品表面，还需要满足电解液的稳定性和反应的选择性等 多种要求。 在硅通孔铜互连电镀过程中，主要涉及到以下几个方面的技术： 1. 氧化膜处理 在硅通孔互连电镀之前，首先需要对电路板表面进行氧化膜处理， 其目的是防止铜与基板直接接触，使硅通孔镀层与基板紧密结合，形成 牢固的结构。在氧化处理过程中，一些氧化膜也会形成在孔口处，这些 氧化膜需要被去除掉。 2. 铜的沉积量 好的硅通孔铜互连电镀工艺应使铜的沉积量保持稳定，不能过多或 过少。若过多，则会导致孔口部位开口不饱满，孔内存在虚焊或短路的 情况；若过少，则会导致通孔电阻增大，电镀涂层附着力下降，电镀涂 层不平整等问题。 3. 电解液成分 硅通孔铜互连电镀液成分应适当选用添加剂，如双邻苯二甲酸盐、 硼酸盐等，以起到增加电镀效果和改善电镀涂层性能的作用。 4. 电极形状 首先电极的形状应与通孔一致，以避免电镀涂层不均匀，其次需要 选用适合的电极材料和形状，保证电极质量稳定，使电极板在电镀液中 的电位和电流密度分布均匀。 四、硅通孔铜互连电镀工艺的进展 在硅通孔铜互连电镀工艺上，目前已经出现了一些新的发展，如电 理化学技术、磁激励技术、微波技术和超低电流密度电镀技术等。其中， 电理化学技术是造成电化学反应的电流变化，以进一步提高铜镀层的质 量和孔内质量的一种技术；磁激励技术是利用磁激励对镀液和沉积层进 行控制，以保证电镀均匀；超低电流密度电镀技术是通过采用较小的电 流密度，以延长硅通孔铜互连电镀时间，使电镀涂层更加均匀、紧密， 提高整体性能。 综上所述，硅通孔铜互连电镀工艺是三维封装电路板制造过程中非 常重要的一步，其制造的质量和性能，直接影响到电路板的整体质量和 使用寿命。随着技术的不断发展和创新，硅通孔铜互连电镀工艺也在逐 渐完善和改善。相信在未来的发展中，硅通孔铜互连电镀工艺也将逐步 实现自动化和数字化，以更好地满足多层高密度电路板的制造需求。