不点蓝字，我们哪来故事？

原标题：浅谈大功率LED陶瓷基板制作工艺及填通孔技术

来源：电镀与涂饰,2021,40(13),1023-1026

作者：谢金平,范小玲,宗高亮

单位：广东致卓环保科技有限公司

本文介绍了将直接镀铜工艺（DPC）和填通孔技术相结合制备大功率LED（发光二极管）陶瓷基板的工艺流程,重点介绍了采用直流电镀一步法、脉冲电镀一步法和脉冲电镀两步法填通孔的常用配方和填充效果。

DPC填孔工艺流程图

制备大功率LED芯片基板的较佳方案是将DPC工艺和填通孔技术相结合，工艺流程如下图。

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

图1 DPC陶瓷基板的制作工艺流程

具体如下：

(a)制备AlN陶瓷基片； (b)激光打孔;(c)磁控溅射过渡层；(d)过渡层上磁控溅射钛钨合金层；(e)溅射直接覆铜，获得双面薄层导电铜层；(f)通孔填充；(g)表面形成铜层线路；(h)电路表面进行加工。

电镀填通孔

填通孔镀铜是利用电化学方法在孔内电沉积金属铜来完全填充散热通孔。铜的热传导率高达360 W/(m·K)，导热性更好，可靠性更高。陶瓷基板ID:Ceramicsubstrate 分享技术干货&前沿资讯。另外，电镀填通孔技术相对于其他填通孔技术可以缩短操作流程，节省人力和物力。

电镀填通孔技术可分为直流电镀一步法、脉冲电镀一步法及脉冲电镀两步法。

1 直流电镀一步法

直流电镀一步法被视为用铜填充通孔的理想工艺，因为它可最大限度地减少电镀槽的数量和缩短电镀生产线长度。但直流电镀铜填通孔受基板厚度的限制。对于厚度小于0.20 mm、直径为100μm的基板，搭配专用的设备和合适的添加剂，使用直流电镀一步法尚可实现填通孔。

但随着基板厚度的增大，直流电镀填通孔所需时间大幅延长，且孔内空洞现象(见图2和表1)无法避免，尤其是0.38 mm的厚度，采用直流电镀一般是无法实现完全填充。

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

图2 大功率LED陶瓷基板直流电镀填通孔的示意图

表1 大功率LED陶瓷基板直流电镀填通孔的常用配方及填充效果

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

2 脉冲电镀一步法

在有机添加剂的协助下采用正反双向脉冲(PPR)电镀是填充通孔的有效途径之一。直流电镀时仅电流密度可控，而PPR电镀过程有3个参数可以独立控制，分别为脉冲频率、占空比和电流密度，可更好地控制铜沉积。另外，不同的PPR波形组合在一起可构成复合波形。

反向电流的主要作用是对电流密度较大的尖端部位(孔口)所沉积的铜进行反咬蚀，起到拉平的效果。在正向电流的作用下，由于添加剂的辅助作用，铜离子在孔内的沉积速率大于在板面的沉积速率，保证了铜离子在孔内的顺利沉积，从而避免了空洞形成。若结合使用特殊类型的添加剂，则对板厚380μm、孔径100μm的通孔有较好的填充效果，如图3和表2所示。

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

图3 大功率LED陶瓷基板正反脉冲电镀一步法填通孔的示意图

表2 大功率LED陶瓷基板脉冲电镀一步法填通孔的常用参数及效果

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

3 脉冲电镀两步法

陶瓷基板上的通孔通常是激光钻孔并溅射导电层所得。如下图所示，先在1个特殊的异步反向脉冲波形下，结合特定的添加剂电镀铜，在孔中心形成桥接(搭桥)，这样就将1个通孔分割成2个盲孔。再电镀填盲孔，填孔效果较好，空洞现象很少。但该法对添加剂和电镀参数的控制要求非常严格，对设备和操作人员的要求也很高，其常用参数和填孔效果见表3。

图4 大功率LED陶瓷基板脉冲电镀两步法填通孔的示意图

表3 大功率LED陶瓷基板两步法脉冲电镀填通孔的常用参数及效果

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

由上可知，直流电镀只适用于介质层厚度为100μm左右的通孔。

如果介质层厚度在0.38 mm及以上，采用脉冲电镀两步法的填通孔效果较好、更可靠，适用于做精细线路，但对设备和添加剂的要求较高。

为加强陶瓷基板及其封装行业上下游交流联动，艾邦建有陶瓷基板产业群，欢迎涉及汽车、LED、5G、陶瓷封装、陶瓷管壳、陶瓷基板及覆铜板生产企业；氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍、玻璃粉等陶瓷材料企业；金属铜箔、金属焊料、金属浆料等材料企业；陶瓷粉体生产配制设备、陶瓷流延机、抛光研磨设备、打孔设备、填孔设备、印刷机、镀膜设备、显影设备、烧结炉、钎焊炉、X-RAY、AOI、自动化组装等加入微信群。

厚度0.38mm，DPC陶瓷基板通孔怎么填饱满？

长按识别二维码关注公众号，点击下方菜单栏左侧“微信群”，申请加入陶瓷基板交流群。

推荐活动：邀请函：第四届陶瓷基板及封装产业高峰论坛（5月13日西安）

第四届陶瓷基板及封装产业高峰论坛

材料、工艺、设备

2022年5月13日（周五）

西安 西安星河湾酒店

序号	议题	拟邀请单位
1	IC产业链中的陶瓷封装技术	中电58所、西安微电子技术研究所、北京微电子技术研究所
2	高可靠陶瓷封装技术自主创新的机遇与挑战	中电13所、时代民芯、中科芯集成电路
3	先进封装技术在汽车激光雷达的应用解决方案	合肥圣达、肖特
4	汽车级IGBT用陶瓷封装覆铜板应用要求	比亚迪半导、斯达半导、中车时代
5	高可靠性AMB覆铜陶瓷基板的应用	博敏电子/芯舟母育锋博士
6	电力电子器件及功率模块封装用DBCCeramic substrate	罗杰斯、富乐德、贺利氏、合肥圣达、深圳景旺、深圳思睿辰、南京中江
7	电镀陶瓷基板（DPC）技术研发与封装应用	华中科技大学陈明祥教授/博导/系主任
8	DPC陶瓷电路板在大功率LED上的应用	赛创电气、深圳昱安旭瓷、苏州昀冢、深圳金瑞欣、梅州展至
9	关键活化金属焊料在AMB陶瓷覆铜板的应用介绍	浙江亚通焊材、海外华昇
10	应用于氮化铝陶瓷基板的浆料介绍	西安宏星电子浆料专家
11	系统级封装用陶瓷材料研究进展和发展趋势	中瓷电子、中电43所、电子科技大学
12	高纯氧化铝粉体在陶瓷基板的应用	法铝、住友、扬州中天利、河南天马
13	陶瓷基板堆叠型三维系统级封装技术方案介绍	中电55所、14所、43所
14	高性能氮化铝粉体应用于高导热陶瓷基板方案	日本德山、厦门钜瓷、宁夏艾森达、上海东洋炭素
15	高导热氮化铝陶瓷基板在陶瓷封装覆铜板上的应用	日本丸和、福建华清、无锡海古德、浙江正天、福建臻璟
16	高可靠精密流延机在陶瓷领域的应用	西安鑫乙技术专家
17	先进窑炉装备在陶瓷管壳、陶瓷覆铜板领域的应用解决方案	合肥泰络技术专家
18	先进皮秒/飞秒激光加工工艺助力LTCC/HTCC陶瓷行业高速发展	中电科风华信息装备荣向阳副总经理
19	PVD设备在DPC陶瓷基板的应用	北方华创
20	钨钼浆料在HTCC中的应用研究	深圳瓷金科技潘亚蕊总经理
21	陶瓷粉体与浆料制备的自动化实施经验分享	宏工科技胡西大客户总监