一种电源芯片盲孔打孔工艺的制作方法

1.本发明涉及电源芯片打孔技术领域，具体涉及一种电源芯片盲孔打孔工艺。


背景技术：

2.电源芯片盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔，大都用于多层电源芯片，多层电源芯片中每层均设计有复杂的电路，而电源芯片盲孔可以实现不同层数电路的接通，实现了电路的三维连接，为复杂电路节约了空间；
3.目前的电源芯片盲孔采用的打孔工艺如附图2所示，在将电源芯片表面的盲孔进行化学沉铜后，会直接采用电镀铜填孔，该工艺在对电源芯片进行打孔时，盲孔的内壁镀层不平滑，填孔的后盲孔填空率不足95％，导致填孔的后盲孔内陷，影响电源芯片的整体质量。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种电源芯片盲孔打孔工艺，通过在电镀液中添加光亮剂、湿润剂和整平剂，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性，增加镀液的传质效果，整平剂在酸性溶液中带正电，使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果，三个添加剂综合效果可以提高电源芯片盲孔的填孔率，使盲孔的加工过程中更加平滑，盲孔填孔完成后更加平齐。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种电源芯片盲孔打孔工艺，包括：
7.s1、电源芯片钻孔：对电源芯片表面加工，在电源芯片的表面形成盲孔；
8.s2、盲孔处理：对电源芯片的表面进行磨刷和超声清洗，去除盲孔周围的毛刺，然后采用膨松剂、kmno4除去盲孔内壁的胶渣；
9.s3、化学沉铜：对盲孔内壁进行化学沉铜处理，使盲孔的内壁沉积一层厚度为0.3μm-0.5μm的铜；
10.s4、闪镀铜：在化学沉铜的盲孔内壁表层，通过闪镀铜工艺流程，使铜厚度进一步增加至3μm-5μm；
11.s5、电镀铜填孔：配置电镀液，采用直流电镀，电流密度1.5a/dm2，电镀时间1h，在电镀液中加入添加剂，配合空气搅拌，改变金属铜在电镀过程中的沉积模式，使金属铜优先在盲孔内沉积。
12.作为本发明进一步的方案：所述s1电源芯片钻孔采用机械钻孔、co2激光成孔或者uv激光成孔。
13.作为本发明进一步的方案：所述s3化学沉铜包括以下步骤：
14.除油：采用碱性溶液和含有阳离子表面活性剂，把带负电的盲孔内壁转换成正电性；
15.微蚀：采用h2o
2-h2so
4-过硫酸盐(nh4)2s2o8或na2s2o8除去铜面上的氧化物，粗化铜面；
16.活化：采用活化剂，在板面和盲孔内壁上吸附一层具有催化能力的钯金属颗粒；
17.加速化：去除钯金属颗粒周围的碱式锡酸盐化合物；
18.沉铜：在钯金属颗粒的催化作用下，铜被甲醛还原而沉积在钯核附近成长，所镀出的化学铜层作为自我催化的基地，使得cu
2+
继续被还原成金属铜。
19.作为本发明进一步的方案：所述s4闪镀铜包括以下步骤：
20.脱脂：去除板面有机油污、手印和氧化物，提高板面亲水性；
21.微蚀：使用过硫酸盐对板面进行微蚀，咬蚀铜面，增强镀层的结合牢固程度；
22.酸洗：使用10％h2so4清洗电源芯片，去除电源芯片表面氧化物，活化电源芯片表面；
23.镀铜：在盲孔内壁表层电镀一层3μm-5μm厚度的铜。
24.作为本发明进一步的方案：所述s5中的添加剂包括光亮剂、湿润剂和整平剂，光亮剂浓度为1.0ml/l，湿润剂浓度为15ml/l，整平剂浓度为16ml/l。
25.作为本发明进一步的方案：所述光亮剂为有聚二硫二丙烷磺酸钠或者3-巯基丙烷磺酸钠，光亮剂吸附在孔底等低电流密度区，在cl-作用下产生去极化作用，降低cu
2+
过电位，加速孔底铜的沉积速率，同时光亮剂能够加速晶核形成，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性。
26.作为本发明进一步的方案：所述湿润剂为聚乙二醇或者聚丙二醇，湿润剂能降低界面的表面张力，让镀液更容易进入盲孔内，增加镀液的传质效果。
27.作为本发明进一步的方案：所述整平剂为烟鲁绿jgb或者二嗪黑，整平剂在酸性溶液中带正电，所以主要吸附在凸起区或转角处等高电流密度区与铜离子竞争电荷，而使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果。
28.作为本发明进一步的方案：所述移动块靠近打粉筒的一侧与打粉筒的内壁相互契合。
29.作为本发明进一步的方案：s5中的电镀液包括铜离子、硫酸根离子和氯离子。
30.本发明的有益效果：通过在电镀液中添加光亮剂、湿润剂和整平剂，光亮剂吸附在孔底等低电流密度区，在cl-作用下产生去极化作用，降低cu
2+
过电位，加速孔底铜的沉积速率，同时光亮剂能够加速晶核形成，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性，湿润剂能降低界面的表面张力，让镀液更容易进入盲孔内，增加镀液的传质效果，整平剂在酸性溶液中带正电，所以主要吸附在凸起区或转角处等高电流密度区与铜离子竞争电荷，而使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果，三个添加剂综合效果可以提高电源芯片盲孔的填孔率，使盲孔的加工过程中更加平滑，盲孔填孔完成后更加平齐。
附图说明
31.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
32.图1是本发明的工艺流程图；
33.图2是现有技术的工艺流程图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.以孔径为150μm，孔深为70μm的盲孔为例，准备4块电源芯片，通过本发明的打孔工艺，检测出盲孔电源芯片表面的质量
36.实施例1：
37.如图1所示，取第1块电源芯片，标记为1号，该电源芯片盲孔打孔工艺包括以下步骤：
38.s1、电源芯片钻孔：对电源芯片表面加工，在电源芯片的表面形成孔径为150μm，孔深为70μm盲孔；
39.s2、盲孔处理：对电源芯片的表面进行磨刷和超声清洗，去除盲孔周围的毛刺，然后采用膨松剂、kmno4除去盲孔内壁的胶渣；
40.s3、化学沉铜：对盲孔内壁进行化学沉铜处理，具体步骤为：
41.除油：采用碱性溶液和含有阳离子表面活性剂，把带负电的盲孔内壁转换成正电性；
42.微蚀：采用h2o
2-h2so
4-过硫酸盐(nh4)2s2o8或na2s2o8除去铜面上的氧化物，粗化铜面；
43.活化：采用活化剂，在板面和盲孔内壁上吸附一层具有催化能力的钯金属颗粒；
44.加速化：去除钯金属颗粒周围的碱式锡酸盐化合物；
45.沉铜：在钯金属颗粒的催化作用下，铜被甲醛还原而沉积在钯核附近成长，所镀出的化学铜层作为自我催化的基地，使得cu
2+
继续被还原成金属铜，使盲孔的内壁沉积一层厚度为0.4的铜；
46.s4、闪镀铜：在化学沉铜的盲孔内壁表层，通过闪镀铜工艺流程，具体包括：
47.脱脂：去除板面有机油污、手印和氧化物，提高板面亲水性；
48.微蚀：使用过硫酸盐对板面进行微蚀，咬蚀铜面，增强镀层的结合牢固程度；
49.酸洗：使用10％h2so4清洗电源芯片，去除电源芯片表面氧化物，活化电源芯片表面；
50.镀铜：在盲孔内壁表层电镀一层4μm厚度的铜；
51.s5、电镀铜填孔：配置电镀液，采用直流电镀,电流密度1.4a/dm2，电镀时间1h，在电镀液中加入添加剂，添加剂包括光亮剂、湿润剂和整平剂，其中光亮剂浓度为0.8m l/l，湿润剂浓度为12m l/l，整平剂浓度为12m l/l，光亮剂为有聚二硫二丙烷磺酸钠或者3-巯基丙烷磺酸钠，光亮剂吸附在孔底等低电流密度区，在cl-作用下产生去极化作用，降低cu
2+
过电位，加速孔底铜的沉积速率，同时光亮剂能够加速晶核形成，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性，湿润剂为聚乙二醇或者聚丙二醇，湿润剂能降低界面的表面张力，让镀液更容易进入盲孔内，增加镀液的传质效果，整平剂为
烟鲁绿jgb或者二嗪黑，整平剂在酸性溶液中带正电，所以主要吸附在凸起区或转角处等高电流密度区与铜离子竞争电荷，而使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果，配合空气搅拌，改变金属铜在电镀过程中的沉积模式，使金属铜优先在盲孔内沉积，检测该块电源芯片上的盲孔质量。
52.实施例2：
53.如图1所示，取第2块电源芯片，标记为1号，该电源芯片盲孔打孔工艺包括以下步骤：
54.s1、电源芯片钻孔：对电源芯片表面加工，在电源芯片的表面形成孔径为150μm，孔深为70μm盲孔；
55.s2、盲孔处理：对电源芯片的表面进行磨刷和超声清洗，去除盲孔周围的毛刺，然后采用膨松剂、kmno4除去盲孔内壁的胶渣；
56.s3、化学沉铜：对盲孔内壁进行化学沉铜处理，具体步骤为：
57.除油：采用碱性溶液和含有阳离子表面活性剂，把带负电的盲孔内壁转换成正电性；
58.微蚀：采用h2o
2-h2so
4-过硫酸盐(nh4)2s2o8或na2s2o8除去铜面上的氧化物，粗化铜面；
59.活化：采用活化剂，在板面和盲孔内壁上吸附一层具有催化能力的钯金属颗粒；
60.加速化：去除钯金属颗粒周围的碱式锡酸盐化合物；
61.沉铜：在钯金属颗粒的催化作用下，铜被甲醛还原而沉积在钯核附近成长，所镀出的化学铜层作为自我催化的基地，使得cu
2+
继续被还原成金属铜，使盲孔的内壁沉积一层厚度为0.4的铜；
62.s4、闪镀铜：在化学沉铜的盲孔内壁表层，通过闪镀铜工艺流程，具体包括：
63.脱脂：去除板面有机油污、手印和氧化物，提高板面亲水性；
64.微蚀：使用过硫酸盐对板面进行微蚀，咬蚀铜面，增强镀层的结合牢固程度；
65.酸洗：使用10％h2so4清洗电源芯片，去除电源芯片表面氧化物，活化电源芯片表面；
66.镀铜：在盲孔内壁表层电镀一层4μm厚度的铜；
67.s5、电镀铜填孔：配置电镀液，采用直流电镀,电流密度1.5a/dm2，电镀时间1h，在电镀液中加入添加剂，添加剂包括光亮剂、湿润剂和整平剂，其中光亮剂浓度为1.0m l/l，湿润剂浓度为15m l/l，整平剂浓度为16m l/l，光亮剂为有聚二硫二丙烷磺酸钠或者3-巯基丙烷磺酸钠，光亮剂吸附在孔底等低电流密度区，在cl-作用下产生去极化作用，降低cu
2+
过电位，加速孔底铜的沉积速率，同时光亮剂能够加速晶核形成，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性，湿润剂为聚乙二醇或者聚丙二醇，湿润剂能降低界面的表面张力，让镀液更容易进入盲孔内，增加镀液的传质效果，整平剂为烟鲁绿jgb或者二嗪黑，整平剂在酸性溶液中带正电，所以主要吸附在凸起区或转角处等高电流密度区与铜离子竞争电荷，而使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果，配合空气搅拌，改变金属铜在电镀过程中的沉积模式，使金属铜优先在盲孔内沉积，检测该块电源芯片上的盲孔质量。
68.实施例3：
69.如图1所示，取第3块电源芯片，标记为3号，该电源芯片盲孔打孔工艺包括以下步骤：
70.s1、电源芯片钻孔：对电源芯片表面加工，在电源芯片的表面形成孔径为150μm，孔深为70μm盲孔；
71.s2、盲孔处理：对电源芯片的表面进行磨刷和超声清洗，去除盲孔周围的毛刺，然后采用膨松剂、kmno4除去盲孔内壁的胶渣；
72.s3、化学沉铜：对盲孔内壁进行化学沉铜处理，具体步骤为：
73.除油：采用碱性溶液和含有阳离子表面活性剂，把带负电的盲孔内壁转换成正电性；
74.微蚀：采用h2o
2-h2so
4-过硫酸盐(nh4)2s2o8或na2s2o8除去铜面上的氧化物，粗化铜面；
75.活化：采用活化剂，在板面和盲孔内壁上吸附一层具有催化能力的钯金属颗粒；
76.加速化：去除钯金属颗粒周围的碱式锡酸盐化合物；
77.沉铜：在钯金属颗粒的催化作用下，铜被甲醛还原而沉积在钯核附近成长，所镀出的化学铜层作为自我催化的基地，使得cu
2+
继续被还原成金属铜，使盲孔的内壁沉积一层厚度为0.4的铜；
78.s4、闪镀铜：在化学沉铜的盲孔内壁表层，通过闪镀铜工艺流程，具体包括：
79.脱脂：去除板面有机油污、手印和氧化物，提高板面亲水性；
80.微蚀：使用过硫酸盐对板面进行微蚀，咬蚀铜面，增强镀层的结合牢固程度；
81.酸洗：使用10％h2so4清洗电源芯片，去除电源芯片表面氧化物，活化电源芯片表面；
82.镀铜：在盲孔内壁表层电镀一层4μm厚度的铜；
83.s5、电镀铜填孔：配置电镀液，采用直流电镀,电流密度1.7a/dm2，电镀时间1h，在电镀液中加入添加剂，添加剂包括光亮剂、湿润剂和整平剂，其中光亮剂浓度为1.2m l/l，湿润剂浓度为18m l/l，整平剂浓度为20m l/l，光亮剂为有聚二硫二丙烷磺酸钠或者3-巯基丙烷磺酸钠，光亮剂吸附在孔底等低电流密度区，在cl-作用下产生去极化作用，降低cu
2+
过电位，加速孔底铜的沉积速率，同时光亮剂能够加速晶核形成，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性，湿润剂为聚乙二醇或者聚丙二醇，湿润剂能降低界面的表面张力，让镀液更容易进入盲孔内，增加镀液的传质效果，整平剂为烟鲁绿jgb或者二嗪黑，整平剂在酸性溶液中带正电，所以主要吸附在凸起区或转角处等高电流密度区与铜离子竞争电荷，而使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果，配合空气搅拌，改变金属铜在电镀过程中的沉积模式，使金属铜优先在盲孔内沉积，检测该块电源芯片上的盲孔质量。
84.实施例4：
85.如图2所示，取第3块电源芯片，标记为3号，该电源芯片盲孔打孔工艺包括以下步骤：
86.电源芯片钻孔：对电源芯片表面加工，在电源芯片的表面形成盲孔；
87.盲孔处理：对电源芯片的表面进行磨刷和超声清洗，去除盲孔周围的毛刺，然后采用膨松剂、kmno4除去盲孔内壁的胶渣；
88.化学沉铜；
89.最后电镀铜填孔，配置电镀液，采用直流电镀，直接电镀填孔。
90.由上述四个实施例加工的电源芯片盲孔，得出下表数据：
91.实施例盲孔填空率孔壁粗糙度表面平整度1号95.3％粗糙凸起2号99.8％平滑平齐3号92.3％平滑平齐4号90.4％粗糙凹陷
92.由上表数据可知，实施例2为本发明的最佳实施例，通过在电镀液中添加光亮剂、湿润剂和整平剂，光亮剂吸附在孔底等低电流密度区，在c l-作用下产生去极化作用，降低cu
2+
过电位，加速孔底铜的沉积速率，同时光亮剂能够加速晶核形成，使晶核的产生速率大于晶粒的成长速率，结晶变细，从而提高镀层表面的光滑性，湿润剂能降低界面的表面张力，让镀液更容易进入盲孔内，增加镀液的传质效果，整平剂在酸性溶液中带正电，所以主要吸附在凸起区或转角处等高电流密度区与铜离子竞争电荷，而使高电流密度区的电镀速率缓慢，但不影响凹陷区或孔底等低电流密度区的电镀速率，从而达到整平效果，三个添加剂综合效果可以提高电源芯片盲孔的填孔率，使盲孔的加工过程中更加平滑，盲孔填孔完成后更加平齐。
93.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。