浅谈陶瓷热沉基板之脉冲电镀填孔技术

随着电子技术的快速发展，斯利通陶瓷热沉基板在高温、高绝缘、高导热等领域的应用越来越广泛。在生产过程中，脉冲电镀填孔是一项关键技术，它直接影响着陶瓷线路板的导电性能和稳定性。本文旨在介绍陶瓷线路板之脉冲电镀填孔的技术性原理、工艺验证及特点等。

一、什么是脉冲电镀填孔

脉冲电镀填孔技术是利用脉冲电流在电极和电解液之间产生电化学反应，使电解液中的金属离子在电场作用下还原并沉积在陶瓷线路板的孔内，从而实现填孔。与传统的直流电镀相比，脉冲电镀填孔具有填孔速度快、填孔质量好、能耗低等优点。

传统的电镀工艺，一般都是采用直流电流。由于直流电流阴极表面附近的液层中金属离子不断被沉积，不可避免地会引起浓差极化和析氢等副反应，这将直接影响镀层的质量。

二、原理分析

脉冲电镀是通过槽外控制方法改善镀层质量的一种强有力的手段。相比于普通的直流电镀电源，脉冲电镀电源提供的是一种具有一定通断比例的变化电流。在电流导通时，阴极表面附近液层中金属离子被充分沉积；当电流关断时，阴极周围的放电离子又恢复到初始浓度。这样，不断重复的周期脉冲电流主要用于金属离子的还原，同时，脉冲电源还可以选择相当大的瞬间电流，以实现极高过电位下的电沉积，这样得到的沉积层晶粒细化，还能降低析氢等副反应。

常见的脉冲电流波形有方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。根据确定脉冲波形的几点原则(如实镀效果、便于分析和研究、易于获得和调控、便于推广等)，方波是最符合要求的脉冲波形。典型的方波脉冲波形，如图所示，可见脉冲电流实质上是一种通断的直流电。

三、脉冲封孔电镀实验

1.设备

整流器：脉冲整流器

电镀线：自动龙门线

铜球：不溶性阳极铜球

2.脉冲参数，共分为四段 电镀总时长4小时10分钟

（1）段为直流电流密度：1.5ASD 电流大小：24.2A  电镀时长20分钟

（2）段脉冲TOP面：80T/MS ，BOT面 4T/MS   1.5ASD电镀时长2小时15分钟

（3）段脉冲TOP面：60T/MS BOT面，3 T/MS   1.6ASD电镀时长45分钟

（4）段直流电流密度：1.5ASD电流24A 电镀时长50分钟

3.脉冲电镀后切片效果图

斯利通陶瓷热沉基板电镀填孔横切图

四、脉冲电镀的主要特点是什么？

脉冲电镀与间隙电镀相似，其主要特点是脉冲波的幅度大，频率高，脉冲宽度与脉冲间隙的比值一般小于1。因此，脉冲电镀所允许的峰值电流密度比起直流电镀、周期换向电镀或间隙电镀都要大许多倍。又因脉冲持续时间和脉冲间隙时间一般以毫秒计算，所以脉冲电镀可以克服周期换向电镀方法中反向时间太长的缺点。

五、脉冲电镀填孔的优点：

(1)有利于设计叠孔和盘上孔；

(2)改善电气性能，有助于高频设计；

(3)有助于散热；

(4)塞孔和电气互连一步完成；

(5)盲孔内用电镀铜填满，可靠性更高，导电性能比导电胶更好。  

随着电子技术的不断发展，陶瓷热沉基板之脉冲电镀填孔技术的应用前景广阔。随着技术的进步，脉冲电镀填孔技术将更加成熟，效率更高，质量更稳定。同时，随着技术要求更高，脉冲电镀填孔技术的生产方式将得到更广泛的应用。

审核编辑 黄宇