本发明属于pcb加工方法领域,具体涉及一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法。
背景技术:
目前市面上用于生产pcb的ptfe板料,当板料的介电常数需要在2.5以下时,不能添加陶瓷粉填料(因为陶瓷粉填料的添加会导致介电常数升高),导致其z轴cte无法得到有效控制,实测此类板料的z-cte经常在200ppm/℃以上,而铜的cte为17ppm/℃,在冷热循环测试其可靠性时,-40℃~125℃约一两百个循环即开始出现由于材料涨缩而导致电镀通孔孔铜断裂。
冷热循环实际验证的是pcb在外界环境如早晚、昼夜的温度变化下的长期可靠性。冷热循环表现比较差,意味着日后长期使用的可靠性得不到保证。而且随着使用时间延长,电镀通孔发生断裂开路的概率越来越大,甚至100%开路,导致电路失效。
此问题在业界无很好的解决办法,只能被动增加设计过孔数量来延缓电路失效的时间。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,本发明可有效解决ptfe基pcb的镀通孔在冷热循环测试时,由于过高的z-cte的涨缩导致孔铜断裂的可靠性问题。
本发明的技术方案为:
一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.2-0.4mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
现有技术的工艺生产,冷热交替产生的涨缩应力变化导致孔铜变形疲劳断裂后即过孔开路。本发明中,当一次孔铜断裂后,二次孔铜还能保证过孔互联,且因为存在一次孔铜和塞孔树脂的间隔,应力不会作用到二次孔铜。
本发明中,由于存在树脂/铜浆的缓冲,ptfe基材的涨缩应力即使让第一次孔铜断裂,也不会继续作用到二次孔铜,因此能保证过孔连接的可靠性。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物35-67、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸23-38、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸16-24、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸9-22、经聚烷二醇残基官能化的肽12-28、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽8-16、五水硫酸铜55-95、硫酸25-32、抑制剂9-19。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物42-58、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸25-33、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸18-22、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸14-18、经聚烷二醇残基官能化的肽18-26、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽10-13、五水硫酸铜68-84、硫酸28-30、抑制剂12-17。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物49、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸29、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸20、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸16、经聚烷二醇残基官能化的肽23、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽11、五水硫酸铜78、硫酸29、抑制剂14。
本发明的电镀组合物,能延缓阳极泥脱落,延长清洗阳极周期。
进一步的,所述抑制剂选自聚亚烷基二醇化合物、烷氧基萘酚、聚(乙二醇-丙二醇)无规共聚物、聚(聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇)嵌段共聚物、聚(聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇)嵌段共聚物中一种或几种。
进一步的,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为在0.1%到5%的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长在10ms到1000ms的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长在0.05ms到1ms的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度在20a/dm2到100a/dm2的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度在0.5a/dm2到10a/dm2的范围内。
本发明的电镀方法,可形成紧致密实、电连接性能优异的镀铜通孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施方式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.3mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
现有技术的工艺生产,冷热交替产生的涨缩应力变化导致孔铜变形疲劳断裂后即过孔开路。本发明中,当一次孔铜断裂后,二次孔铜还能保证过孔互联,且因为存在一次孔铜和塞孔树脂的间隔,应力不会作用到二次孔铜。
本发明中,由于存在树脂/铜浆的缓冲,ptfe基材的涨缩应力即使让第一次孔铜断裂,也不会继续作用到二次孔铜,因此能保证过孔连接的可靠性。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物49、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸29、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸20、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸16、经聚烷二醇残基官能化的肽23、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽11、五水硫酸铜78、硫酸29、抑制剂14。
本发明的电镀组合物,能延缓阳极泥脱落,延长清洗阳极周期。
进一步的,所述抑制剂选自聚亚烷基二醇化合物。
进一步的,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为2.2%。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长500ms。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长0.5ms。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度65a/dm2。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度5a/dm2。
本发明的电镀方法,可形成紧致密实、电连接性能优异的镀铜通孔。
实施例2
一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.2mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
现有技术的工艺生产,冷热交替产生的涨缩应力变化导致孔铜变形疲劳断裂后即过孔开路。本发明中,当一次孔铜断裂后,二次孔铜还能保证过孔互联,且因为存在一次孔铜和塞孔树脂的间隔,应力不会作用到二次孔铜。
本发明中,由于存在树脂/铜浆的缓冲,ptfe基材的涨缩应力即使让第一次孔铜断裂,也不会继续作用到二次孔铜,因此能保证过孔连接的可靠性。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物42、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸25、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸18、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸14、经聚烷二醇残基官能化的肽18、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽10、五水硫酸铜68、硫酸28-30、抑制剂12。
本发明的电镀组合物,能延缓阳极泥脱落,延长清洗阳极周期。
进一步的,所述抑制剂选自聚(聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇)嵌段共聚物。
进一步的,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为0.1%。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长1000ms。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长1ms。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度20a/dm2。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度0.5a/dm2到。
本发明的电镀方法,可形成紧致密实、电连接性能优异的镀铜通孔。
实施例3
一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.4mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
现有技术的工艺生产,冷热交替产生的涨缩应力变化导致孔铜变形疲劳断裂后即过孔开路。本发明中,当一次孔铜断裂后,二次孔铜还能保证过孔互联,且因为存在一次孔铜和塞孔树脂的间隔,应力不会作用到二次孔铜。
本发明中,由于存在树脂/铜浆的缓冲,ptfe基材的涨缩应力即使让第一次孔铜断裂,也不会继续作用到二次孔铜,因此能保证过孔连接的可靠性。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物58、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸33、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸22、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸18、经聚烷二醇残基官能化的肽26、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽13、五水硫酸铜84、硫酸30、抑制剂17。
本发明的电镀组合物,能延缓阳极泥脱落,延长清洗阳极周期。
进一步的,所述抑制剂选自聚(聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇)嵌段共聚物。
进一步的,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为5%。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长10ms。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长在0.05ms。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度100a/dm2。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度10a/dm2。
本发明的电镀方法,可形成紧致密实、电连接性能优异的镀铜通孔。
实施例4
一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.25mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
现有技术的工艺生产,冷热交替产生的涨缩应力变化导致孔铜变形疲劳断裂后即过孔开路。本发明中,当一次孔铜断裂后,二次孔铜还能保证过孔互联,且因为存在一次孔铜和塞孔树脂的间隔,应力不会作用到二次孔铜。
本发明中,由于存在树脂/铜浆的缓冲,ptfe基材的涨缩应力即使让第一次孔铜断裂,也不会继续作用到二次孔铜,因此能保证过孔连接的可靠性。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物35、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸23、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸16、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸9、经聚烷二醇残基官能化的肽12、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽8、五水硫酸铜55、硫酸25、抑制剂9。
本发明的电镀组合物,能延缓阳极泥脱落,延长清洗阳极周期。
进一步的,所述抑制剂选自烷氧基萘酚。
进一步的,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为在0.1%到5%的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长在10ms到1000ms的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长在0.05ms到1ms的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度在20a/dm2到100a/dm2的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度在0.5a/dm2到10a/dm2的范围内。
本发明的电镀方法,可形成紧致密实、电连接性能优异的镀铜通孔。
实施例5
一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.35mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
现有技术的工艺生产,冷热交替产生的涨缩应力变化导致孔铜变形疲劳断裂后即过孔开路。本发明中,当一次孔铜断裂后,二次孔铜还能保证过孔互联,且因为存在一次孔铜和塞孔树脂的间隔,应力不会作用到二次孔铜。
本发明中,由于存在树脂/铜浆的缓冲,ptfe基材的涨缩应力即使让第一次孔铜断裂,也不会继续作用到二次孔铜,因此能保证过孔连接的可靠性。
进一步的,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物67、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸38、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸24、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸22、经聚烷二醇残基官能化的肽28、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽16、五水硫酸铜95、硫酸32、抑制剂19。
本发明的电镀组合物,能延缓阳极泥脱落,延长清洗阳极周期。
进一步的,所述抑制剂选自聚(乙二醇-丙二醇)无规共聚物。
进一步的,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为在0.1%到5%的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长在10ms到1000ms的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长在0.05ms到1ms的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度在20a/dm2到100a/dm2的范围内。
进一步的,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度在0.5a/dm2到10a/dm2的范围内。
本发明的电镀方法,可形成紧致密实、电连接性能优异的镀铜通孔。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是,本发明中所未详细描述的技术特征,均可以通过本领域任一现有技术实现。
1.一种5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1.钻孔、电镀形成金属化通孔以后,往孔内填塞树脂/铜浆;
s2.树脂固化以后用较原直径小0.2-0.4mm的钻咀进行二次钻孔,在填塞的树脂内形成钻孔;
s3.二钻以后再通孔电镀,二次孔铜电镀层包夹树脂/铜浆,让树脂/铜浆成为两次孔铜镀层的缓冲。
2.根据权利要求1所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物35-67、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸23-38、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸16-24、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸9-22、经聚烷二醇残基官能化的肽12-28、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽8-16、五水硫酸铜55-95、硫酸25-32、抑制剂9-19。
3.根据权利要求2所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物42-58、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸25-33、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸18-22、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸14-18、经聚烷二醇残基官能化的肽18-26、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽10-13、五水硫酸铜68-84、硫酸28-30、抑制剂12-17。
4.根据权利要求3所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述步骤s3中,电镀工艺采用以下重量份数组分的电镀组合物:
亚脲基聚合物49、经聚烷二醇残基官能化的氨基羧酸29、经聚亚烷基亚胺残基官能化的氨基羧酸20、经聚乙烯醇残基官能化的氨基羧酸16、经聚烷二醇残基官能化的肽23、经聚亚烷基亚胺残基官能化的肽及经聚乙烯醇残基官能化的肽11、五水硫酸铜78、硫酸29、抑制剂14。
5.根据权利要求2-4任一项所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述抑制剂选自聚亚烷基二醇化合物、烷氧基萘酚、聚(乙二醇-丙二醇)无规共聚物、聚(聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇)嵌段共聚物、聚(聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇)嵌段共聚物中一种或几种。
6.根据权利要求5所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述步骤s3中,电镀方法包括以下步骤:
s31.提供包含盲微孔及具有供沟槽形成用的开口的图案化抗蚀剂层的衬底;
s32.操作所述衬底作为阴极使其与至少一个阳极接触,且使所述衬底与所述电镀组合物接触;s33.对所述衬底施加电流,所述电流包含至少一个由一个正向电流脉冲及一个反向电流脉冲组成的电流脉冲周期,且其中在所述至少一个电流脉冲周期中,施加于所述衬底的反向电荷对正向电荷的分率为在0.1%到5%的范围内。
7.根据权利要求6所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的持续时长在10ms到1000ms的范围内。
8.根据权利要求7所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的持续时长在0.05ms到1ms的范围内。
9.根据权利要求8所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述至少一个电流脉冲周期中,所述反向电流脉冲的电流密度在20a/dm2到100a/dm2的范围内。
10.根据权利要求9所述的5g高频材料提高可靠性的镀通孔加工方法,其特征在于,所述至少一个电流脉冲周期中,所述正向电流脉冲的电流密度在0.5a/dm2到10a/dm2的范围内。
技术总结