0.38mm超薄DPC陶瓷基板通孔的高可靠性填充

电镀填通孔

是通过电化学沉积在通孔内形成致密铜柱的技术。铜的高热导率（398 W/(m·K)）显著提升基板散热能力和结构可靠性。相较于其他填孔工艺（如导电浆料填充），电镀填铜可简化制程并降低生产成本。

技术分类：
电镀填通孔工艺主要分为三类：

直流电镀一步法

脉冲电镀一步法

脉冲电镀两步法

直流电镀一步法详解

优势：工艺精简，只需单一电镀槽，降低设备投入与生产线复杂度。

局限性

影响因素	技术瓶颈表现	数据支持
基板厚度	填充能力随厚度增加急剧下降	≤0.2mm厚基板可实现填充
深径比	高深径比孔底部铜沉积不足	孔径100μm/厚0.2mm：深径比2:1
空洞缺陷	厚度≥0.38mm时必然产生空洞	空洞率＞15%
生产效能	填充时间指数级增长	0.38mm基板耗时≈0.2mm基板的3倍

直流电镀一步法仅适用于超薄基板（厚度≤0.20mm）。对于0.38mm标准厚度基板，该工艺无法实现无空洞填充，需采用进阶电镀技术。

2. 脉冲电镀一步法（PPR技术）

在有机添加剂协同作用下，采用正反向脉冲（Pulse Reverse Plating, PPR） 实现通孔高可靠性填充。相较于直流电镀的单参数（电流密度）调控，PPR技术通过三变量独立控制实现精准沉积：

正向电流密度（J_f：3-8 ASD）

脉冲占空比（正向/反向时间比：1:1~4:1）

频率（50-1000 Hz）

通过复合波形设计（如阶梯波+方波），可动态优化孔内流场分布与沉积动力学。

技术机理与优势

过程	物理作用	工艺效果
反向脉冲	阳极溶解孔口凸起铜层	消除“狗骨效应”，平整表面（Ra＜0.5μm）
正向脉冲	添加剂促进孔底优先成核	孔内/板面沉积速率比＞1.8 ：1
复合波形	抑制浓差极化，强化离子迁移	深孔底部铜离子浓度提升40%

该工艺可稳定填充 厚径比≤4:1 的通孔（如0.38mm厚/95μm孔径），但对＞150μm的超小孔径需匹配超声辅助电镀。

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。

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。