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科學報告


反向脈衝電鍍技術原理

反向脈衝電鍍技術原理

在為盲孔和具有高孔徑比例的微孔鍍銅過程中,DC 電鍍技術難以為這些產品提供高速電鍍和平均的電鍍分佈。這主要是由於銅離子易在孔的沿邊部分(也就是高電流密度領域)分佈聚集,而不是在孔的中心部分(也就是低電流密度領域)聚集。這導致了銅在孔的沿邊部分分佈比在孔的中心部分多。這種現象被稱為“狗骨狀” (見圖1) 。為了避免這種現象,DC 電鍍技術通常在電鍍過程中運用低電流密度,由此整個電鍍過程就會延長。同時,此方法有極限,假如電流密度過低,在孔中心部分的銅將會變成粗銅,這會導致“筒裂”。

圖1

反向脈衝電鍍技術解決了鍍銅問題,這技術在短的制程時間內,不但提供了高速電鍍而且提高鍍銅均勻性,貫穿能力的可靠性。反向脈衝電鍍技術巧妙得在高電流密度領域內設置障礙來保護這領域,不讓銅離子在此聚集,從而降低了在此領域內聚集的銅量,這樣避免了“狗骨狀” 現象。

想瞭解如何設置障礙來保護高電流密度領域的運作過程,首先看看一下反向脈衝電鍍技術所用的電波形狀(看圖2) 。反向脈衝電鍍,這個名稱歸功於週期性的反向電流。正向脈衝波/反向脈衝波的時間比例=20/1,但是,反向電流密度約是正向電流密度的3倍。脈衝波的頻率通常大約在 50 赫茲左右。

圖2

T這兩個脈衝波控制了在電解質中有機組成部分的運作。其中的一個有機組成部分在反向脈衝過程中,吸附在高電流密度領域,同時保護這些領域(看圖3) 。 當正向脈衝波開始時,幾乎沒有銅在這些被保護的領域,相反,在孔的中心部分沒有受保護的領域,已經聚集了一些銅。在正向脈衝過程中,這個有機保護屏漸漸削弱,由此銅離子能在高電流密度領域聚集分佈。

圖3

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