Влияние продолжительности эксплуатации сернокислого электролита меднения на структуру и термомеханическую устойчивость медных покрытий сквозных отверстий малого диаметра

В работе изучено влияние продолжительности эксплуатации сернокислого электролита меднения на структуру и устойчивость гальванических медных покрытий сквозных отверстий к термоудару. Электроосаждение в высокочастотном реверсном режиме с прямоугольными импульсами тока в присутствии комплексной добавки позволяет обеспечить равномерное распределение меди в сквозных отверстиях. В начале эксплуатации электролита для медных покрытий наблюдается плоская текстура кристаллизации с преобладанием атомных плоскостей [220], охарактеризованная методом рентгеновской дифрактометрии. По мере эксплуатации электролита проявляется и становится преимущественной кристаллографическая ориентация [111] электроосажденной меди, в результате увеличивается шероховатость поверхности покрытий. Поскольку содержание меди в электролите в процессе электролиза, по данным рентгеновской флуоресцентной спектроскопии, практически не изменялось, наблюдаемые изменения текстуры могут быть связаны с расходованием блескообразующего компонента ингибирующей добавки. Это предположение подтверждено методом циклической вольтамперометрии. По мере снижения концентрации блескообразующего компонента в процессе эксплуатации снижается устойчивость медных покрытий сквозных отверстий к термоудару. 

1. Медведев А. М. Исследования термостойкости соединений металл-композит в многослойных печатных платах авионики // Конструкции из композиционных материалов. – 2013. – № 4. – С. 45-48.

2. Kosarev A. A. et al. Effect of the macroand microthrowing power of the electrolyte on the uniformity of distribution of electroplated copper in through-holes for PCB // Journal of Solid State Electrochemistry. − 2021. − Vol. 25, No 5. − P. 1491-1501. https://doi.org/10.1007/s10008-021-04922-0

3. Kalinkina A. A. et al. The impact of current reversal in the presence of inhibitory additives on the thermomechanical stability of galvanic copper coatings // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. − 2022. − Vol. 11, No 3. − P. 1214-1227. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2022-11-3-18

4. Aleshina V. K. et al. Additives to the electrolyte for copper plating of through-holes in multilayer printed-circuit boards // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. − 2021. − Vol. 10, No 4. − P. 1661-1676. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2021-10-4-18

5. Терешкин В., Григорьева Л., Мусихин Ю. Гальваническое меднение прецизионных печатных плат с отношением толщины печатной платы к диаметру отверстия 15:1 // Технологии в электронной промышленности. – 2020. – № 8. – С. 8-15.

6. Ge W. et al. Ultra-uniform copper deposition in high aspect ratio plated through holes via pulse-reverse plating // Coatings. − 2022. − Vol. 12, No 7. − P. 995. https://doi.org/10.3390/coatings12070995

7. Chen T. C. et al. Effects of brighteners in a copper plating bath on throwing power and thermal reliability of plated through holes // Electrochimica Acta. − 2016. − Vol. 212. − P. 572-582. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.07.007

8. Zheng L. et al. Investigation of poly (1-vinyl imidazole co 1, 4-butanediol diglycidyl ether) as a leveler for copper electroplating of through-hole // Electrochimica Acta. − 2018. − Vol. 283. − P. 560-567. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2018.06.132

9. Xiang J. et al. Electrochemical factors of levelers on plating uniformity of through-holes: simulation and experiments // Journal of the electrochemical society. − 2018. − Vol. 165, No 9. − P. E359. https://doi.org/10.1149/2.0331809jes

10. Huang B. C. et al. Effect of pulsereverse plating on copper: Thermal mechanical properties and microstructure relationship // Microelectronics reliability. − 2019. − Vol. 96. − P. 71-77. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2019.04.004

11. Chandrasekar M. S., Pushpavanam M. Pulse and pulse reverse plating−Conceptual, advantages and applications // Electrochimica Acta. − 2008. − Vol. 53, No 8. − P. 3313-3322. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2007.11.054

12. Rudajevová A., Dušek K. Influence of manufacturing mechanical and thermal histories on dimensional stabilities of FR4 laminate and FR4/Cu-plated holes // Materials. − 2018. − No 11. − P. 2114. https://doi.org/10.3390/ma11112114

13. Гамбург Ю. Д. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов // М.: Янус-К. – 1997. – Т. 1197. – С. 384.

14. Täubert C. E. et al. Adsorption of the additives MPA, MPSA, and SPS onto Cu (111) from sulfuric acid solutions // Journal of The Electrochemical Society. − 2007. − Vol. 154, No 6. − P. D293. https://doi.org/10.1149/1.2719611

15. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. – М.: Металлургия, 2002. – 358 c.

16. Матулис Ю. Блестящие электролитические покрытия. – Вильнюс: Издательство «МИНТИС», 1969. – 614 с.