利用电镀铜填充微米盲孔与通孔之应用

电子产品之高密度内连结制程技术,从上游的半导体制程到中游的封装基板制程,一直到下游的电路板制程,似乎都需要依赖电镀铜填孔技术.近几年来,电镀铜填孔技术日趋受到重视,相关专秘的电镀配方、技术、设备以及周边配套的仪器设施等,如雨后春笋般地发展起来.以往常用但未能深入了解的电镀铜技术有了跃进式的突破,值得探讨.这些技术的发展,似乎有着轮回应用的走势,即下游电路板的电镀铜制程技术似乎渐渐朝半导体制程技术发展,因此衍生出电镀铜填充盲孔的制程技术;而上游的半导体制程工艺中以往没有所谓的镀通孔(PTH),如今却因为3D芯片整合的需要,出现了所谓的穿硅孔(TSV),而所谓的TSV,其实与镀通孔具有类似的制程步骤以及相同的功能与目的,只是介电材料、设备等不同而已.针对目前电镀铜填充微米级盲孔与通孔的相关技术作概略式的介绍与回顾.     

先进封装中硅通孔（TSV）铜互连电镀研究进展

随着摩尔定律接近极限,超摩尔定律的2.5D/3D封装登上历史舞台。硅通孔（through silicon via,TSV）是实现多维封装纵向互连的关键技术,也是目前高端电子制造领域的重要代表之一。概述了TSV铜互连的关键技术,包括铜电镀液、电镀工艺和研究方法。认为TSV电镀铜技术难点在于无缺陷填充,而添加剂是实现无缺陷填充的关键组分。归纳了TSV电镀铜的加速剂、抑制剂以及整平剂等多种添加剂,指出随着TSV深宽比的不断提高,对电镀工艺提出了更高的要求。介绍了仿真计算、电化学测试等电镀液添加剂作用机理的研究手段。随着研究手段的不断升级,对添加剂作用机理研究更加深入透彻,确保了高深宽比TSV镀铜的无缺陷填充,进一步促进了先进封装的发展。     

LS—I型电镀添加剂的研制

ＬＳ－Ｉ型电镀添加剂是一种以含有有机磷的多元羧基环状化合物为主，经一定的方法和步骤，配以其它化学助剂而成的酸性系列电镀添加剂。经使用，并对使用的部分结果，进了测试，结果表明，在酸性工艺条件下，该电镀添加剂用于、铜、锌及部分合金的电镀工艺中，对提高镀层外观质量，增强耐腐蚀性能，有较为显著的作用。     

55nm双大马士革结构中电镀铜添加剂的研究

本文研究了电镀铜过程中添加剂对55nm技术代双大马士革结构的影响,为集成电路制造生产线提供有力的数据支持.在12英寸电镀设备上,对不同添加剂配比所电镀的铜膜,分别进行了光片上的基本工艺性能、图形片上的填充性能、55nm技术代的铜互连工艺上的电学性能和可靠性的验证评估.通过对各种性能指标的考核,提出了针对该电镀液及添加剂的改进方案并优化电镀工艺菜单.最终确立其适用于芯片铜互连电镀工艺的工程应用窗口,使该产品满足集成电路制造生产线的要求.     

钢铁低浓度盐酸酸洗添加剂研制

该工艺主要用于零件电镀、涂装前除锈，可在常湿下操作。该酸洗添加剂由两种表面活性剂、缓蚀剂、络合剂、和酸雾抑制剂等组成，测定了该添加剂除锈和缓蚀性能。     

碱性镀锌添加剂的合成及其电镀性能的研究

本文合成了两种高分子聚合物作为碱性镀锌的添加剂，并对它们和一些较添加剂的电镀性能进行了测试和比较。     

钻孔法的三个问题

本文讨论了钻孔法的三个问题第一个问题:Soete.W.与Vancrombrugge.R.对通孔推导了有条件的公式,本文提出了不需附加条件的论证。讨论了深盲孔为什么仍可用通孔公式,及两孔间的中心距至少为多少。第二个问题:Rendler.N.J与Vigness.I.提出了浅盲孔的公式,式中的松弛系数A、B须由实验标定,本文提出计算A、B的经验公式。第三个问题:Bush.A.J.与Kromer.J.F.提出AJM技术,本文设计一种应变花,用适当的接桥方式,以自补偿钻孔发热干扰。     

三价铬装饰性镀铬新工艺的研究

介绍了一种以三种有机添加剂为络合剂的三价铬电镀工艺,并对镀液和镀层进行了一系列性能测试.结果表明,该体系稳定,pH值容易控制;具有较宽的光亮范围(从2.5 A/dm2至25 A/dm2以上);而且覆盖能力佳,分散能力较传统的六价铬镀液要好;得到的镀层色泽明亮,接近于六价铬镀层;且镀层结晶细致;镀层厚度可超过4μm,符合装饰性镀层的厚度要求;镀层与镍的结合力良好;耐蚀性与六价铬镀层相当;可以作为取代六价铬装饰性镀层使用.     

三巯基三嗪衍生物在菜籽油中的摩擦学性能

合成了两种三巯基三嗪衍生物WDBA和WDIOA,利用四球摩擦磨损实验对该衍生物添加剂在菜籽油中的摩擦学性能进行测试.结果表明,该系列添加剂能大幅提高基础油的抗磨减摩性能和极压值,是一类性能良好的润滑油添加剂.利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了钢球表面磨斑的形貌和典型元素分布及化学态.结果表明,在摩擦过程中,添加剂在钢球表面形成了一层润滑膜,从而起到良好的抗磨减摩作用.     

含Bi易切削变形Zn-Al合金显微组织与性能

采用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析技术、切削性能测试、电镀试验对自行配制的含Bi易切削变形Zn-Al合金铸态、挤压态的组织与性能进行研究.研究结果表明:低熔点的Bi相在Zn-Al合金中以针状弥散分布,改善Zn-Al合金的切削性能;Bi含量超过0.5％(质量分数)时,Bi对Zn-Al易切削变形合金电镀性能产生不良影响;自行配制的Zn-10％Al-0.3％Bi-X合金,切削性能良好,抗拉强度达到351 MPa,伸长率为18％,电镀不易起泡,表现出较好的综合性能,可作为部分铜合金替代材料,用于轴承、连接件、五金、家电等结构件.     

金属粉末动态注射成型用水溶性粘结剂的制备及性能表征

本文以PEG和POM为主体组分配方制备了一种用于金属粉末动态注射成型用的水溶性粘结剂。通过测试表明,该粘结剂体系组分之间有很好的相容性,和金属粉末的混合性良好。动态流变性能测试结果表明,该种粘结剂体系对振动力场的响应良好,能够在振动力场下降低挤出压力,压力最大降低了6.07％。在水中脱脂速度快,脱脂率高,脱脂实验表明,该种粘结剂可以在75℃水中4小时内的脱脂率43.06％。通过对热性能进行测试表明,粘结剂体系具备良好的热分解性能,添加剂的加入使得热分解温度降低,有利于烧结的进行。     

新型网状陶瓷填料的制备及性能测试

开发出一种兼具陶瓷填料及不锈钢丝网填料性能的新型三维网状陶瓷填料,该填料以12面体丝网状聚氨酯材料作前驱体,通过浸渍、喷涂陶瓷泥浆,烘干后制备出高气孔率的通孔网眼素坯,然后经电炉烧结成网状陶瓷板填料Ⅰ型和Ⅱ型2种填料样品,并对其进行了理化性能、流体力学和传质性能测试.测试结果表明,2种填料的传质性能较好,Ⅱ型比Ⅰ型填料沟槽多,通量更大,综合性能更好.     

电镀Zn-Fe-SiO2复合材料的性能研究

镀锌与Zn-Fe合金广泛用于钢铁零件的防护,但是仍存在钝化液毒性大、环境污染严重、耐蚀性低、氢脆高等不足。本文采用无氰电镀技术制备了Zn-Fe-SiO2复合材料,并测试了Zn-Fe-SiO2复合材料的耐蚀性、孔隙率和氢脆性等综合性能,同时与电镀Zn及Zn-Fe合金进行了对比。实验结果表明:电镀Zn-Fe-SiO2复合材料的耐蚀性及其它综合性能均优于镀锌与Zn-Fe合金,无需钝化处理,环境友好,应用前景广阔。     

集成电路铜制程常见缺陷的分析

概述了集成电路晶圆加工过程缺陷的基本常识,介绍了铜制程主要工艺流程及电镀过程步骤,对电镀过程相关的缺陷如漩涡缺陷、弹坑缺陷和鼠咬缺陷及其成因进行了分析,并对沟槽通孔内部空洞的形成原因进行了探讨.通过对缺陷的分析,结合实际生产经验,提出了相应的解决方法.     

内锥盲孔键槽加工方法

设计了加工大尺寸内锥盲孔键槽的专用传动铣头刀杆,该传动铣头刀杆能方便地固定在普通车床上用于键槽的铣削,特别是对锥孔、盲孔内键槽的加工更具有优越性,提高了内锥盲孔键槽的加工质量。     

一种改进结构的LTCC滤波器

提出了一种新的LTCC(低温共烧陶瓷)带通滤波器的结构及其理论依据.在一般LTCC模块内部,通孔做为一种电气连接单元,在信号频率足够高时其引入的电感会使模块性能恶化.参考传统腔体滤波器的结构,将腔体滤波器设计方法与LTCC技术结合在一起,以通孔取代圆杆,提出了一种LTCC滤波器的新结构.并设计出了一种尺寸为2 mm×1.3 mm×0.95 mm的LTCC滤波器,可适用于802.11a无线局域网等应用领域.测试结果表明该滤波器指标满足设计要求.     

光亮碱性Zn-Ni合金电镀工艺研究

采用碱性锌酸盐镀液为基础,加入适当的络合荆、镍盐和自制添加剂与光亮剂,研究成功了一种新的光亮碱性Zn—Ni合金电镀工艺,采用霍尔槽试验探讨了添加剂、光亮荆、主盐的影响,检测了镀液、镀层性能．结果表明：该镀液成分简单、操作方便,镀液分散能力和复盖能力好,所得锌镍合金镀层结晶细致、光亮平整,其耐蚀性明显优于锌镀层,适用于钢铁件高耐蚀性电镀．     

锌酸盐镀锌镍合金添加剂研制及其镀液性能研究

以碱性锌酸盐为基液,加入适量的镍盐、络合剂和自制的添加剂,即得碱性锌酸盐镀Zn-Ni合金的电镀液.通过霍尔槽实验优选出最佳的镀液配方和工艺条件,并对镀液的分散能力、阴极电流效率、沉积速度、稳定性和镀层的耐腐蚀性等进行了测试.结果表明:该镀液成分简单、操作方便,分散能力为77.16%,平均阴极电流效率为75%,平均沉积速率为34.88μm/h,所得Zn-Ni合金镀层结晶均匀细致、光亮平整,耐腐蚀性能好.     

植物酚类钻井液添加剂发展综述

综述了各种植物酚类钻井液添加剂的制备和使用方法及其在钻井液中的作用机理．推广应用不分散聚合物钻井液是国内外油田钻井液体系发展的趋势,强化聚合物钻井液抑制性能的稀释剂和降失水剂是钻井液添加剂研究的方向,原有的植物酚类钻井液添加剂已不适用于不分散聚合物钻井液体系,面临被淘汰的局面．指出了进一步研究植物酚类钻井液添加剂的方向是开发能够强化不分散聚合物钻井液抑制性能的新型植物酚类钻井液添加剂．     

电镀 Zn-Fe-SiO2复合材料的性能研究

镀锌与Zn-Fe合金广泛用于钢铁零件的防护，但是仍存在钝化液毒性大、环境污染严重、耐蚀性低、氢脆高等不足。本文采用无氰电镀技术制备了Zn-Fe-SiO2复合材料，并测试了Zn-Fe-SiO2复合材料的耐蚀性、孔隙率和氢脆性等综合性能，同时与电镀Zn及Zn-Fe合金进行了对比。实验结果表明：电镀Zn-Fe-SiO2复合材料的耐蚀性及其它综合性能均优于镀锌与Zn-Fe合金，无需钝化处理，环境友好，应用前景广阔。