添加剂对微盲孔铜沉积的影响研究

摘要

伴随着多功能电子设备小型化、微细线路化的发展，作为实现PCB层与层之间的导通孔，多阶HDI层间互连的盲孔与盲孔的对接，都要求高密度、高性能的电镀铜层，在有效控制表面铜层厚度的同时还要满足盲孔导通与封装的可靠性，因此微盲孔内镀铜厚度要尽量甚至要将盲孔填平。但是，在微盲孔区域内，电流分布的不均匀导致盲孔表面铜的沉积速率大于孔壁和底部的沉积速率，容易造成空洞或狭缝，使PCB板可靠性降低。为了提高微盲孔铜沉积性能，通常采取两种措施:一种是优化电镀生产线与电镀工艺。另一种是优化盲孔镀铜添加剂的种类与新组合，本文着重讨论添加剂对盲孔铜沉积的影响。采用恒电流(GM)电化学方法研究了电镀添加剂(3-巯基-1-丙烷磺酸钠(SPS)、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚合物(EO/P05800)、3-羧基-1-(苯基甲基)吡啶翁氯化钠(BN-Betaine))相互作用及其对铜沉积电位的影响,运用循环伏安(CV)技术分析了添加剂在电极表面的吸附以及旋转圆盘电极(RDE)转速、添加剂浓度对覆盖率的影响.包含0.0001％SPS、0.02％E0/PO、0.001％BN-Betaine的酸性镀铜液用于盲孔铜沉积测试,分析了电镀填孔在不同时期(初始期、爆发期、末期)盲孔填充性能变化规律.借助多物理场耦合平台,建立微盲孔铜沉积模型,用有限元方法讨论了电镀铜过程,获得铜沉积速率变化规律,结论与实验结果一致.