電鍍銅技術(shù)在電子材料中的應(yīng)用上

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1、電鍍銅技術(shù)在電子材料中的應(yīng)用（上）摘要：電鍍銅層具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性等優(yōu)點(diǎn)，因此，電鍍銅技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子材料制造領(lǐng)域。本文概括了幾種常用電鍍銅體系的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了在電子制造中應(yīng)用較廣的酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液的組成和各成分作用。簡(jiǎn)述了電鍍銅在銅箔粗化、印制電路制作、電子封裝、超大規(guī)模集成電路（ULSI）銅互連領(lǐng)域的應(yīng)用，并對(duì)近年來(lái)電子工業(yè)中應(yīng)用的幾種先進(jìn)電鍍銅技術(shù)，包括脈沖電鍍銅技術(shù)、水平直接電鍍銅技術(shù)、超聲波電鍍銅技術(shù)、激光電鍍銅技術(shù)等進(jìn)行了評(píng)述。關(guān)鍵詞：電子材料；電鍍銅；銅箔粗化；印制電路；電子封裝；超大規(guī)模集成電路（ULSI）中圖分類(lèi)號(hào)：TQ153.14;TQ178文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

2、：A文章編號(hào)：1004–227X(2007)02–0043–051前言電鍍銅層因其具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和機(jī)械延展性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電子信息產(chǎn)品領(lǐng)域，電鍍銅技術(shù)也因此滲透到了整個(gè)電子材料制造領(lǐng)域，從印制電路板（PCB）制造到IC封裝，再到大規(guī)模集成線路（芯片）的銅互連技術(shù)等電子領(lǐng)域都離不開(kāi)它，因此電鍍銅技術(shù)已成為現(xiàn)代微電子制造中必不可少的關(guān)鍵電鍍技術(shù)之一。電子行業(yè)的電鍍銅技術(shù)含量很高，電鍍銅層的功能、質(zhì)量和精度以及電鍍方法等方面與傳統(tǒng)的裝飾性防護(hù)性電鍍銅技術(shù)有所不同。中國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起，有資料表明，中國(guó)的印制電路產(chǎn)值2003年已經(jīng)超過(guò)美國(guó)居世界第二位，成為名副其實(shí)的PCB生

3、產(chǎn)大國(guó)，并且有望在2008年超過(guò)日本居世界第一，而以上海為中心的長(zhǎng)三角地區(qū)的集成電路產(chǎn)業(yè)也在飛速發(fā)展，逐漸成為該地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)[1-3]。這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將推動(dòng)電鍍銅技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。為了滿足具有高科技含量電子產(chǎn)品制造的要求，出現(xiàn)了許多新的電鍍銅技術(shù)，如脈沖電鍍銅技術(shù)、水平直接電鍍銅技術(shù)、超聲波電鍍銅技術(shù)、激光誘導(dǎo)選擇電鍍銅技術(shù)等。2電鍍銅簡(jiǎn)介2.1常用的電鍍銅鍍液及特點(diǎn)常用電鍍銅鍍液的分類(lèi)及特點(diǎn)列于表1。除所列出的體系之外，其它如氟硼酸鹽、檸檬酸-酒石酸鹽等電鍍銅體系也不適合用在電子行業(yè)。相比之下，酸性硫酸鹽鍍銅體系因其具有上述優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)。2.2酸性硫酸鹽電鍍銅鍍

4、液組成及各成分作用深圳金百澤電子科技股份有限公司（www.kbsems.com）成立于1997年，是線路板行業(yè)十強(qiáng)企業(yè)，總部設(shè)在深圳，研發(fā)和生產(chǎn)分布在深圳、惠州和西安等地，為客戶提供產(chǎn)品研發(fā)的PCB設(shè)計(jì)、PCB快速制造、SMT加工、組裝與測(cè)試及硬件集成等垂直整合解決方案，是國(guó)內(nèi)最具特色的電子制造服務(wù)提供商。電話：0755-26546699-223電子行業(yè)使用的硫酸鹽鍍銅溶液中主要含有CuSO4、H2SO4、Cl?和有機(jī)添加劑等成分。2.2.1硫酸銅CuSO4是主鹽，是溶液中Cu2+的來(lái)源，濃度要適度。過(guò)低則沉積速率較慢；過(guò)高則沉積速率過(guò)快，結(jié)晶顆粒粗大，并影響鍍液的深鍍能力，使板面與孔內(nèi)厚度

5、差別過(guò)大。CuSO4·5H2O含量60~100g/L。2.2.2硫酸H2SO4主要增加鍍液的導(dǎo)電能力，并防止Cu2+水解，濃度也要適量。太高鍍液分散能力差，太低鍍層脆性增加，韌性下降。尤其是在印制板電鍍通孔操作中要保持ρ(H2SO4)/ρ(Cu2+)一定的比例，才能達(dá)到較好的深鍍效果。H2SO4含量180~220g/L。2.2.3Cl–Cl–可以提高陽(yáng)極的活性，促進(jìn)陽(yáng)極正常溶解，防止陽(yáng)極鈍化；還可以減少因陽(yáng)極溶解不完全產(chǎn)生的“銅粉”，提高鍍層的光亮和整平能力，改善鍍層質(zhì)量。一般含量較低，30~80mg/L左右[6]。2.2.4添加劑添加劑在酸性鍍銅中很關(guān)鍵，一般有載運(yùn)劑、光亮劑、整平劑等，通

6、常需要幾種添加劑協(xié)同作用才能達(dá)到理想的效果。它可以改變電極的表面吸附狀況，進(jìn)而改變鍍層的結(jié)構(gòu)。不過(guò)在實(shí)際的電鍍過(guò)程中添加劑的量比較難以控制，這是HDI（高密度印制板）中高厚徑比微孔電鍍的難題，國(guó)外已有研究者通過(guò)改變脈沖電鍍的條件開(kāi)發(fā)不使用添加劑的技術(shù)[7-8]。3電鍍銅在電子材料領(lǐng)域的應(yīng)用3.1銅箔粗化處理銅箔是制造印制板的關(guān)鍵導(dǎo)電材料，但是印制板外層銅箔毛面在與絕緣基板壓合制造覆銅板之前必須經(jīng)過(guò)電鍍銅粗化處理，使之具有一定的表面粗糙度，才能保證與基板有足夠的粘合力。銅箔的粗化處理通常分2步：一是在較低銅離子濃度高電流密度下的粗化處理，二是在高銅離子濃度低電流密度下的固化處理[9]。粗化處理

7、過(guò)程中必須使用特殊的添加劑，否則銅箔在高溫層壓制造覆銅板時(shí)會(huì)出現(xiàn)“銅粉轉(zhuǎn)移”現(xiàn)象，影響與基板的結(jié)合力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使線路從基板上脫落。深圳金百澤電子科技股份有限公司（www.kbsems.com）成立于1997年，是線路板行業(yè)十強(qiáng)企業(yè)，總部設(shè)在深圳，研發(fā)和生產(chǎn)分布在深圳、惠州和西安等地，為客戶提供產(chǎn)品研發(fā)的PCB設(shè)計(jì)、PCB快速制造、SMT加工、組裝與測(cè)試及硬件集成等垂直整合解決方案，是國(guó)內(nèi)最具特色的電子制造服務(wù)