一、引言

電鍍填孔工藝雖然在高密度互連（HDI）和 BGA 焊盤填孔中應用廣泛，但由于其涉及電流分布、藥液擴散、孔內(nèi)流體動力學等多個變量，失敗案例并不少見。以下結合典型失效模式，分析其成因與應對策略。

二、典型失敗案例

孔內(nèi)空洞（Void）

現(xiàn)象：X-Ray 檢測中可見孔中心存在未填充的空隙。

原因：

前處理不徹底，孔內(nèi)殘留鉆污或氣泡。

電鍍初期電流過大，導致孔口快速沉積而孔底填充不足。

后果：導通路徑不完整，長期工作下易出現(xiàn)開路。

填充不完全

現(xiàn)象：孔內(nèi)銅沉積不足，孔底留有殘余空間。

原因：

孔徑過小、深徑比過大，導致藥液擴散受限。

電鍍時間不足或添加劑分布不均。

后果：疊層結構中盲孔失效，影響可靠性。

厚度不均（口厚底薄）

現(xiàn)象：孔口鍍層明顯隆起，而孔底沉積不足。

原因：

電流密度集中在孔口區(qū)域。

攪拌或噴淋不足，藥液在孔底流動性差。

后果：表面不平整，影響焊接和阻焊覆蓋。

表面凹陷或鼓包

現(xiàn)象：填孔后焊盤表面出現(xiàn)塌陷或凸起。

原因：

添加劑控制不穩(wěn)定，沉積速率失衡。

過度電鍍導致表面堆積。

后果：影響 BGA 焊球貼裝，易產(chǎn)生虛焊或短路。

裂紋與分層

現(xiàn)象：孔壁或填充層與基材剝離，形成裂縫。

原因：

鍍層結晶粗大，內(nèi)部應力過高。

熱循環(huán)過程中膨脹系數(shù)不匹配。

后果：多層板在回流焊或長期服役中失效。

三、失敗背后的共性原因

前處理不足：孔壁殘留雜質或氣泡是最常見誘因。

工藝窗口窄：電流密度、添加劑濃度稍有偏差就會失控。

流體動力學問題：藥液在深孔內(nèi)循環(huán)受阻，導致沉積不均。

設計挑戰(zhàn)：過高的深徑比或過小的孔徑，超出工藝極限。

四、工藝優(yōu)化建議

采用 等離子清洗 + 真空脫泡，提升前處理質量。

應用 脈沖電鍍，改善孔內(nèi)外電流分布。

通過 藥液在線監(jiān)控，穩(wěn)定添加劑濃度。

優(yōu)化 板材設計，避免過度挑戰(zhàn)深徑比極限。

加強 過程檢測，利用 X-Ray、切片等手段早期發(fā)現(xiàn)缺陷。

電鍍填孔失敗的案例看似多樣，但本質上集中在孔內(nèi)沉積不均、藥液擴散受限、工藝參數(shù)失控這三類問題。通過工藝優(yōu)化和過程控制，不僅可以降低不良率，還能顯著提升高密度 PCB 的長期可靠性