厚铜印制板使用电镀加厚基铜的可靠性研究
2021-09-20李健伟江庆华吴文跃
李健伟 江庆华 吴文跃
(汕头凯星印制板有限公司,广东 汕头 515071)
何 骁 沈江华
(工业和信息化部电子第五研究所,广东 广州 511370)
目前PCB行业使用的铜箔多为电解铜箔,电解铜箔常用厚度范围12 μm~105 μm(1/3 oz~3 oz),以卷材形式购销。对于PCB 生产厂家,当客户要求完成铜厚140 μm(4 oz)及以上的产品时,铜箔供应商的交期明显延长,采购单价不成比例地升高,无法满足客户交期和价格的预期要求。
基于上述现状,本文设计了全新的加镀流程,当客户要求完成铜厚140 μm及以上的产品时,直接使用市场上常规厚度铜箔作为基底,通过电镀厚铜工艺加镀至目标铜厚,最终满足客户需求。
以四层板内外层完成210 μm厚铜产品为例:
正常流程为:210 μm基板—开料—制作内层—外层175 μm铜箔—压合—钻孔—沉铜电镀至210 μm—后流程;
新设计流程为:105 μm基板—开料—加镀至210 μm—制作内层—外层105 μm铜箔—压合—加镀至175 μm—钻孔—沉铜电镀至210 μm—后流程。
加镀铜和电解铜箔虽然都是电镀的铜,但镀铜的晶体类型与生产条件有关,加镀铜的原料(铜盐、硫酸等)、pH值、添加剂、温度、电流方式(直流脉冲)、电流密度等都可能会影响铜晶体结晶的类型,加镀铜和电解铜箔制造工艺条件不同,其微晶结构必然会存在差异[1][2],因此,加镀的不同厚度铜的铜面经由棕化形成的粗化层面与基材树脂的结合强度、不同铜层之间的结合强度也可能和电解铜箔不同。
由于厚铜板常用于汽车电子这种环境条件较为严苛的场景,且多与大功率或大电流相关,对产品可靠性的要求比较高,为此,凯星公司和工信部电子五所合作,通过设计相关的测试和试验项目,识别厚铜PCB使用电镀法加厚基铜的主要可靠性风险,以确保使用基铜加镀法后产品的可靠性能满足行业相关要求。……
