[发明专利]用金属填充孔和凹处的电解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用金属填充基底中的凹处、盲孔、微盲孔以及通孔的电解方法。该方法尤其适合于用铜填充电路板中的盲孔。但是，该方法也适合于用金属、尤其是铜填补其他凹处。该方法也为小的孔直径提供稳定的填充，并且可以避免通孔中讨厌的夹杂物。另外，填料具有良好的导热性。

背景技术

电子元件的日益小型化同时导致集成度的增加。对于电路板，小型化的趋势反映在下列结构参数中：焊盘直径和导体宽度/导体间距的减小，以及层的改进配准和层数的增加。

具有这些特性的电路板通常被称作高集成度(所谓的高密度互连或者HDI)的电路板。

通孔(所谓的通路孔)以及盲孔的填充对于电路板领域中的这种HDI电路是一个重要方面。某个尺寸以下的盲孔也被称作μ-盲通路孔(μ-BV)。此μ-BV或微盲孔用来将电路板中的至少两层相互电连接。当通路的孔径小于0.15mm(根据IPC)或者孔密度大于1000通路/立方分米时，盲孔被称为μ-BV。术语“盲孔”在下文中用作上位概念并包括μ-BV。

通孔或盲孔的填充对工艺控制提出严格的要求。必须考虑多种钻孔工艺，必须满足针对填充材料的多种条件，以及必须考虑印刷电路板的后续工艺步骤。

本发明主要描述填充电路板中穿过整个板的通孔(镀通孔，PTH)、内通接头(埋孔)以及盲孔。

该方法通常适合于填充多种工件中的通孔和盲孔，尤其适于包含通孔或盲孔的板状工件以及板状互联器件。

为了避免焊接材料在元件上通过，为了实现高集成度以及为了改进电学特性，通孔和盲孔的密封尤其必要。对于多层电路板，在施加下一个构造层期间孔中可能出现夹杂物(空气、溶剂以及类似物质)，该夹杂物在之后热应变发生时导致凸起并因此导致后续层中产生裂缝。

因此，对用于通孔和盲孔的填充材料的主要条件是：

-无溶剂，

-在套筒上和在阻焊漆上良好的粘合性能，

-对后续步骤(例如，用镍、金或锡的电镀金属化)中的工艺助

剂(prozesschemikal)的稳定性，

-在热风整平处理中的耐久性。

在现有技术中描述了多种填充通孔和盲孔的方法。

在最简单的情况下，用特别调制的阻焊漆填充孔。该方法的优点是，在高集成度下，必须像铆钉头一样凸出的通路孔填料对分辨率没有负面影响。但是，缺点在于可能具有溶剂夹杂物，该夹杂物可以在诸如镀锡的后续处理步骤期间突然蒸发，从而使涂层破裂。

但是，这些方法不适合于密封在内层中的通孔。内层必须完全被密封以避免夹杂物。对于该处理，经常还使用堵漏，因为该方法可通过对被填充的通孔镀铜来形成内层，其中所述内层可以无限制地构造。

多种电介质可用作填充材料，例如涂覆树脂的铜箔(RCC)或者光电液体薄膜或干薄膜。

EP 0 645 950 B1描述了一种制备多层电路基底的方法。通孔的填充材料为选自酚醛树脂和环氧树脂的热固性树脂。另外，将选自由银、镍、铜及其合金的至少一种金属粉末作为导电物质加入到该树脂。

通常，在给电路板钻孔之后并随后使该钻孔金属化之后，但在结构形成之前进行堵漏。在填充通接头和固化堵漏糊之后，机械取平该堵漏糊，因为它因填充处理而具有轻微的铆钉头。随后，常常用铜使该糊金属化，以使得连续的铜层作为顶层而形成。简而言之，需要以下步骤：

-钻孔

-金属化该套筒

-堵漏

-刷光、磨光

-金属化该堵漏糊

-施加下一个构造层。

EP 1 194 023 A1描述了通过用导电糊填充通孔来制备HDI电路板，其中糊的固化可以在挤压该基层材料的同时进行，从而产生内层的电触点。

根据其他方法，通过用铜金属化来填充通孔和盲孔。

EP 1 264 918 A1描述了一种电镀铜的方法，该方法尤其适合于填充μ-盲通路孔。在假电镀阶段中惰性阳极的使用使得电解质的填充能力得以保持和改进。

根据EP 1 219 729 A1，诸如甲醛以及氧化剂的化学物质用来延续金属化槽的耐久性，该金属化槽尤其适合于填充μ-盲通路孔。为此目的，诸如具有硫酸根的含硫物质以及硫醇反应性化合物可被用作添加剂。

DE 103 25 101描述了一种填充μ-盲通路孔的方法，其特征在于以下步骤：