AI算力需求快速扩张,驱动AI服务器市场迎来爆发式增长,带动高层数PCB需求攀升,电路板的设计更趋向于高纵横比、高孔径比,对镀铜工艺提出了很大的挑战,而脉冲电镀工艺具有深镀能力强、镀铜均匀性优越等优势,正成为这类大势需求下重要的工艺选择。
那么,什么是脉冲电镀呢?
脉冲电镀与直流电镀的作用机理有何区别?
脉冲电镀中的不溶性阳极设计
又需要注意哪些技术要点?
此次《技术洞察》栏目,我们将从电化学的角度,为大家深度解析这项行业升级趋势下的关键工艺。
本篇作为第一篇将带大家了解什么是脉冲电镀以及脉冲参数。
什么是脉冲电镀
脉冲参数
脉冲电镀的机理
脉冲电镀中的不溶性阳极
01
什么是脉冲电镀
脉冲电镀是采用脉冲电源进行电沉积的一种工艺过程。其中,脉冲电源以一定的周期进行导通和关断,脉冲波形常采用方波,但也有其他波形,如正弦波形。如果在关断期,施加反向电流,就是常说的反向脉冲电镀。
脉冲电镀核心优势
脉冲电镀的镀层晶粒度小,深镀能力强,可以获得较为致密光亮且均匀的镀层。
面对多层板的电镀过程,脉冲电镀展示出了优秀的深镀能力。
02
脉冲参数
以方形波为例,进行脉冲参数的定义和解释。
脉冲波的上升时间和下降时间
上升时间,定义为电压或者电流从峰值的十分之一上升到峰值的十分之九的时间,典型的上升时间为20-100 μs。
下降时间,定义为电压或者电流从峰值的十分之九下降到十分之一的时间,典型的下降时间为30-100 μs。
脉冲持续时间,即常说的脉冲宽度Ton,定义为从电压或者电流的上升期的十分之五到下降期的十分之五。
脉冲间隔时间,即电流为0或者反向输出的这段时间,定义为下降期的十分之五到下一周期上升期的十分之五,记为Toff。
上过冲和下过冲,是指电压或者电流上升和下降阶段时,在末端超出峰值或者截止的现象,主要是因为脉冲电源,输入输出线和电解液之间的电感,以及电极电容等因素造成的。
脉冲周期,指的是脉冲持续时间和间隔时间或者换向时间的总和,记为
脉冲频率是指每秒时间内,脉冲完成完整周期的次数,记为
工作比是指脉冲持续时间占整个脉冲周期的比值,记为
脉冲幅度,是指电压或者电流的峰值, 记为UP或者Ip。
脉冲的平均电流,记为Im。因为脉冲有换向和非换向脉冲,此处列出常用的方形波脉冲和方形波换向脉冲的平均电流的计算公式。
如果非换向脉冲
如果是换向脉冲,则
“脉冲电镀主要关注点位于阴极,因为电沉积发生在阴极上。该过程主要涉及被沉积金属离子向阴极的传质,金属离子接受电子并沉积在阴极上等过程。”
下一篇我们将进一步分析脉冲电镀的机理,从电化学角度对直流电镀与脉冲电镀中扩散层的发展及特性进行对比,剖析二者的区别。
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