电子信息技术的快速发展离不开电子产品的高集成度和多功能性。印制电路板作为电子元器件的载体,其设计和制造也朝着更高互连密度的方向快速发展。因此,能够实现印制电路板层间互连的金属化孔就显得尤为重要。获得镀层完整、均镀能力高和可靠性好的金属化孔,是印制电路板实现层间互连和具有高可靠性的前提。本论文首先研究导电膜直接电镀铜的镀液成分及其电镀效果,然后在导电膜直接电镀铜快速形成一层薄铜的基础上,加入电镀铜添加剂进行第二次电镀,得到高均镀能力的通孔,并使用导电膜直接电镀法构建与实现锁孔结构金属化孔。在导电膜直接电镀过程中,采用单因素实验方法,研究硫酸铜浓度、硫酸浓度以及电流密度对电镀沉积速率的影响趋势,并观察板面铜生长情况。结果表明在电镀过程中可以适当提高电流密度,使得铜沉积速率变高,然后通过调节硫酸铜和硫酸的浓度来控制板面铜的生长。通过正交实验设计,研究了硫酸铜浓度、硫酸浓度以及电流密度三者对导电膜直接电镀的共同影响,得到了最佳的电镀参数条件,即硫酸铜浓度为70g/L,硫酸浓度为180g/L,电流密度为2.2A/dm~2。采用此电镀参数条件,在电镀面积为1dm~2实验板上电镀得到的沉积速率为48.66mg/min,且板面铜生长情况良好,得到的剥离强度约为210N/m。从镀层形貌、均镀能力、背光测试、热应力测试等方面研究了在不同厚径比下通孔导电膜直接电镀铜的可靠性。研究表明导电膜直接电镀铜可以形成平整的铜镀层;随着厚径比的增加,通孔内导电膜直接电镀的均镀能力值越来越小,孔中心的铜越来越薄,通孔互连可靠性将降低。为了使电镀通孔得到更高的均镀能力,选择三种电镀添加剂,通过正交优化实验设计优化电镀参数,得到最佳电镀铜添加剂配比为:加速剂浓度为2mg/L,抑制剂浓度为600mg/L,整平剂浓度为8mg/L,电流密度为2A/dm~2。在此参数下得到厚径比为6:1的通孔的均镀能力为92.6%,而且得到的表面铜层平整光亮,通孔内铜镀层均匀无缺陷。对不同厚径比通孔电镀铜均镀能力的研究表明,通孔厚径比相同的情况下,其均镀能力随着电流密度的增大而减小;电镀电流密度不变的情况下,其均镀能力随厚径比的递增而减小。对于较高厚径比的通孔来说,电流密度的增大会使镀液的均镀能力减小,因此印制电路板通孔电镀要想获得更高的均镀能力,需要使用较小的电流密度。构建并制作了一种铜质锁孔结构金属化孔,创新地采用蚀刻去除覆铜基板表面紧邻孔口周围的底铜,进而在印制电路板的孔周围形成一圈无铜覆盖区,这样有利于导电膜在孔内区域及孔口区域沉积,增加导电膜在基材上的沉积面积,进而在直接电镀过程中形成具有锁孔结构的金属化孔。同时,也正是金属化工艺过程中预先刻蚀露出基材,使得后续沉积铜得以与基材咬合,从而提高后续电镀铜与基材之间的结合力。同时,锁孔结构金属化孔的构建是基于导电膜结合直接电镀技术,避免了传统工艺在镀孔铜之前需要在板面及孔内进行预镀的操作,从而使得孔内壁的铜层厚度与覆铜基板表面孔口铜层厚度相当,进而避免了现有金属化孔面铜大于孔口铜层厚度的现象,进而防止孔口铜层断裂,由此提高了金属化孔的可靠性;此外,也正是因为在镀孔铜之前无需在板面及孔内进行预镀,从而有效保证板面铜厚均匀,使得板面铜厚不受电镀的影响。