淺談陶瓷熱沉基板之脈沖電鍍填孔技術(shù)

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，斯利通陶瓷熱沉基板在高溫、高絕緣、高導(dǎo)熱等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。在生產(chǎn)過程中，脈沖電鍍填孔是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響著陶瓷線路板的導(dǎo)電性能和穩(wěn)定性。本文旨在介紹陶瓷線路板之脈沖電鍍填孔的技術(shù)性原理、工藝驗(yàn)證及特點(diǎn)等。

一、什么是脈沖電鍍填孔

脈沖電鍍填孔技術(shù)是利用脈沖電流在電極和電解液之間產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，使電解液中的金屬離子在電場作用下還原并沉積在陶瓷線路板的孔內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)填孔。與傳統(tǒng)的直流電鍍相比，脈沖電鍍填孔具有填孔速度快、填孔質(zhì)量好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)的電鍍工藝，一般都是采用直流電流。由于直流電流陰極表面附近的液層中金屬離子不斷被沉積，不可避免地會引起濃差極化和析氫等副反應(yīng)，這將直接影響鍍層的質(zhì)量。

二、原理分析

脈沖電鍍是通過槽外控制方法改善鍍層質(zhì)量的一種強(qiáng)有力的手段。相比于普通的直流電鍍電源，脈沖電鍍電源提供的是一種具有一定通斷比例的變化電流。在電流導(dǎo)通時，陰極表面附近液層中金屬離子被充分沉積；當(dāng)電流關(guān)斷時，陰極周圍的放電離子又恢復(fù)到初始濃度。這樣，不斷重復(fù)的周期脈沖電流主要用于金屬離子的還原，同時，脈沖電源還可以選擇相當(dāng)大的瞬間電流，以實(shí)現(xiàn)極高過電位下的電沉積，這樣得到的沉積層晶粒細(xì)化，還能降低析氫等副反應(yīng)。

常見的脈沖電流波形有方波、三角波、鋸齒波、階梯波等。根據(jù)確定脈沖波形的幾點(diǎn)原則(如實(shí)鍍效果、便于分析和研究、易于獲得和調(diào)控、便于推廣等)，方波是最符合要求的脈沖波形。典型的方波脈沖波形，如圖所示，可見脈沖電流實(shí)質(zhì)上是一種通斷的直流電。

三、脈沖封孔電鍍實(shí)驗(yàn)

1.設(shè)備

整流器：脈沖整流器

電鍍線：自動龍門線

銅球：不溶性陽極銅球

2.脈沖參數(shù)，共分為四段 電鍍總時長4小時10分鐘

（1）段為直流電流密度：1.5ASD 電流大小：24.2A 電鍍時長20分鐘

（2）段脈沖TOP面：80T/MS ，BOT面4T/MS 1.5ASD電鍍時長2小時15分鐘

（3）段脈沖TOP面：60T/MS BOT面，3T/MS 1.6ASD電鍍時長45分鐘

（4）段直流電流密度：1.5ASD電流24A 電鍍時長50分鐘

3.脈沖電鍍后切片效果圖

斯利通陶瓷熱沉基板電鍍填孔橫切圖

四、脈沖電鍍的主要特點(diǎn)是什么？

脈沖電鍍與間隙電鍍相似，其主要特點(diǎn)是脈沖波的幅度大，頻率高，脈沖寬度與脈沖間隙的比值一般小于1。因此，脈沖電鍍所允許的峰值電流密度比起直流電鍍、周期換向電鍍或間隙電鍍都要大許多倍。又因脈沖持續(xù)時間和脈沖間隙時間一般以毫秒計(jì)算，所以脈沖電鍍可以克服周期換向電鍍方法中反向時間太長的缺點(diǎn)。

五、脈沖電鍍填孔的優(yōu)點(diǎn)：

(1)有利于設(shè)計(jì)疊孔和盤上孔；

(2)改善電氣性能，有助于高頻設(shè)計(jì)；

(3)有助于散熱；

(4)塞孔和電氣互連一步完成；

(5)盲孔內(nèi)用電鍍銅填滿，可靠性更高，導(dǎo)電性能比導(dǎo)電膠更好。

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，陶瓷熱沉基板之脈沖電鍍填孔技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。隨著技術(shù)的進(jìn)步，脈沖電鍍填孔技術(shù)將更加成熟，效率更高，質(zhì)量更穩(wěn)定。同時，隨著技術(shù)要求更高，脈沖電鍍填孔技術(shù)的生產(chǎn)方式將得到更廣泛的應(yīng)用。

審核編輯 黃宇