隨著電子技術的快速發展,斯利通陶瓷熱沉基板在高溫、高絕緣、高導熱等領域的應用越來越廣泛。在生產過程中,脈沖電鍍填孔是一項關鍵技術,它直接影響著陶瓷線路板的導電性能和穩定性。本文旨在介紹陶瓷線路板之脈沖電鍍填孔的技術性原理、工藝驗證及特點等。
一、什么是脈沖電鍍填孔
脈沖電鍍填孔技術是利用脈沖電流在電極和電解液之間產生電化學反應,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,從而實現填孔。與傳統的直流電鍍相比,脈沖電鍍填孔具有填孔速度快、填孔質量好、能耗低等優點。
傳統的電鍍工藝,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,這將直接影響鍍層的質量。
二、原理分析
脈沖電鍍是通過槽外控制方法改善鍍層質量的一種強有力的手段。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。在電流導通時,陰極表面附近液層中金屬離子被充分沉積;當電流關斷時,陰極周圍的放電離子又恢復到初始濃度。這樣,不斷重復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大的瞬間電流,以實現極高過電位下的電沉積,這樣得到的沉積層晶粒細化,還能降低析氫等副反應。
常見的脈沖電流波形有方波、三角波、鋸齒波、階梯波等。根據確定脈沖波形的幾點原則(如實鍍效果、便于分析和研究、易于獲得和調控、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,可見脈沖電流實質上是一種通斷的直流電。
三、脈沖封孔電鍍實驗
1.設備
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,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?。?4.2A 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是什么?
脈沖電鍍與間隙電鍍相似,其主要特點是脈沖波的幅度大,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。又因脈沖持續時間和脈沖間隙時間一般以毫秒計算,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。
五、脈沖電鍍填孔的優點:
(1)有利于設計疊孔和盤上孔;
(2)改善電氣性能,有助于高頻設計;
(3)有助于散熱;
(4)塞孔和電氣互連一步完成;
(5)盲孔內用電鍍銅填滿,可靠性更高,導電性能比導電膠更好。
隨著電子技術的不斷發展,陶瓷熱沉基板之脈沖電鍍填孔技術的應用前景廣闊。隨著技術的進步,脈沖電鍍填孔技術將更加成熟,效率更高,質量更穩定。同時,隨著技術要求更高,脈沖電鍍填孔技術的生產方式將得到更廣泛的應用。
審核編輯 黃宇
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