题目：脉冲电镀技术在印刷电路板中的研究

近年来，高密度印制板成为印刷电路板行业的发展趋势，印制板层间电气通过盲孔和通孔连接，而电镀通孔就成为印刷电路板制造中的主要工艺。随着印制板的尺寸越来越小，用于连接层间线路的通孔变得越来越小，深径比越来越大。电镀铜在具有高深径比的通孔内均匀沉积为印刷电路板铜互连线制造技术中必须解决的一个关键问题。目前，国内尚无解决对高深径比的通孔均匀沉积铜的核心技术。本文采用了双向脉冲电镀技术对直径为250 μm和 300 μm、深径比为8.8 : 1和7.3 : 1的通孔进行实验。通过研究不同添加剂以及添加剂配比对电镀通孔均匀度的影响，找出适合脉冲电镀的电镀铜添加剂以及其组分的合理配比，并研究脉冲参数对通孔内铜沉积的均匀程度的影响，优化脉冲参数设置以及电镀条件，以实现对通孔的均匀填充及优良的镀层质量。
在脉冲电镀条件下，酸性镀铜溶液中，研究了不同相对分子质量的PEG，PEG和SPS的质量浓度以及搅拌条件对微孔直径为300 μm，深径比为7.3 : 1的通孔填充效果的影响。结果表明，随着PEG分子量增大，通孔内壁铜沉积的均匀性逐渐增大，当添加PEG分子量为8000和12000时，通孔的均匀度达到90%以上；而当镀液中添加剂SPS的质量浓度为4 mg/L~6 mg/L、搅拌速率保持在700 rpm时，通孔内壁上可以镀覆一层均匀的铜导电层。研究进一步表明，这种镀液尤其适合应用在电镀孔径为250 μm，深径比为8.8 : 1的通孔。
通过正交设计试验研究了不同添加剂组分（PEG-SPS-Cl--JGB）浓度的电镀液填充通孔的效果，方差分析表明，PEG8000和SPS的质量浓度对试验的结果影响最为显著，其次的显著因素是Cl-的质量浓度，而JGB质量浓度的改变对试验的结果影响不明显。通过正交设计实验优化出的酸性镀铜溶液组成为CuSO4­­0.28 mol/L，H2SO4 2.04 mol/L, Cl- 100 mg/L，SPS 5 mg/L，PEG 400 mg/L。
在实现高酸低铜体系电镀液均匀填充通孔的基础上，通过正交设计试验研究了双向脉冲电镀电源中正反向占空比、正反向平均电流密度、正反向工作时间等六个因素对酸性镀铜体系中对印刷电路板通孔铜沉积的影响。研究结果表明，正向占空比的改变对试验的结果影响最为显著，其次的显著因素是反向脉冲平均电流密度，而其他四个因素在所取范围内对试验的结果影响不明显。优化出的脉冲参数如下：正、反向脉冲平均电流密度分别为6 A/dm2和  0.31 A/dm2；正、反向占空比分别为80%和5%；正、反向脉冲工作时间分别为100 ms和10 ms。
通过正交设计实验对脉冲参数进行研究，结果表明在双向脉冲电镀铜的过程中，只有反向脉冲电流设置合理的参数，正向占空比取较高的值，才能实现通孔内铜的均匀沉积。此外，通孔的均匀度和沉积速率并不是单一受到正向脉冲占空比的影响，而是正向脉冲占空比和正、反脉冲峰值电流密度三个脉冲参数相互作用的结果。