1. 1 电镀定意电镀(electroplating)是一种电离子沉积过程(electrodepos- ition process),是利用电极(electrode)通过 电流,使金属附着在物体表面上,其目的为改变物体表面的特性或尺寸1. 2 电镀目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸例如赋予金属表面的光泽美观、物品 防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理的防渗碳、氮化;尺寸或磨 耗的零件修补1. 3 各种镀金方法电镀法(electroplating)无电镀法(electroless plating)热浸法(hot dip plating)熔射喷镀法(spray plating)塑料电镀(plastic plating)浸渍电镀(immersion plating)渗透镀金(diffusion plating)阴极溅镀(cathode supptering)真空离子电镀(vacuum plating)合金电镀(alloy plating)复合电镀(composite plating 局部电镀(selective plating)穿孔电镀(through-hole plating)笔电镀(pen plating)电铸(electroforming)1.4 电镀基本知识电镀大部分是在液体(solution)下进行,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中电镀,大约有30种 的金属可由水溶液进行电镀,例如:铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd"、铅Pb、金Au、银Ag、 铂 Pt、钻 Co、锰 Mn、锑 Sb、铋 Bi、汞 Hg、镓 Ga、铟 In、铊、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、 Os、 Ir、 Nb、 W 等等。
有些金属必须由非水溶液进行电镀,例如:锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、 Mo 等等可由水溶液及非水溶液的电镀金属有:铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钻、镍等等还包括以下几项:溶液性质 物质反应 化学式 电化学 界面物理化学 材料性质1.4.1 溶液被溶解之物质称为溶质(solute),使溶质溶解之物质称为溶剂(solute)溶剂为水之溶液称之水溶液 (aqueous solution)□表示溶质溶于溶液中之量为浓度(concentration)在一定量的溶剂中,溶质能溶 解之最大量值称之溶解度(solubility)达到溶解度值之溶液称之为饱和溶液(saturated solution),反之 为非饱和溶液(unsaturated solution)□溶液之浓度,在生产和作业管理中,使用易了解和方便的重量 百分比浓度(weight percentage)和常用的摩尔浓度(molal concentration) □1.4.2 物质反应(reaction of matter) 在电镀处理过程中,有物理变化及化学变化,例如研磨、干燥等为物理反应,电解过程有化学反应, 我们必须充分了解在处理过程中的各种物理和化学反应的相互关系及影响。
一、 什么叫电镀 电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程, 就叫电镀简单的理解,是物理和化学的变化或结合普通的说:电与化学物质(化学品)的结成 例如:一块铁板上镀上一层铜(通电在铜的镀液上)二、 电镀必须具备什么条件: 要办一个电镀厂,一个车间必须要有:外加的直流电源和特定电解液(或叫镀液)以及特定金属阳极组成 的电解装置就是除了厂房、水、废水处理外,还必须有直流的整流器镀液通过(镀铜、镍、锌、锡、 金、银)等镀种,以及镀什么镀种先择好阳极板如:镀镍要用镍板,镀铜要用电解铜板,但镀铬不是用 铬板,而是铅锡、铅锑合金板(即不溶性阳极)除此外,化学镀、热镀锌等镀种通过化学反应结成的镀层是不用电镀的,一般叫化学镀镍、化学镀铜4. 电镀生产能力的核定生产能力的核定是电镀生产管理的依据,也是电镀企业年产量、产值指标的目标生产能力是以企业设备 能力和劳动能力等因素决定的,以最终受镀面积或产品重量的实物体现采取科学方法和实际条件相结合 来核定电镀生产能力,对于电镀企业承揽加工业务,编制生产计划,进行有序,稳定的电镀生产至关重要 4.1 生产能力分为:(1) 设计能力:即电镀设备正常生产的最大能力。
设计能力在电镀车间或自动线设计时,由设计任务书规定的生产能力,它是设备正常运行,配套设施完备 情况下的最大生产能力2) 核定能力:即电镀设备在实际条件下的可行生产能力 核定能力决定于设备的完好程度,配套设施完备程度而变动,核定能力一般在每一年度经实际核定而相应 变动3) 计划能力:即以核定能力为依据,根据企业加工承揽合同决定的电镀生产能力 计划能力是电镀企业(或车间)实际执行加工任务的生产能力在市场经济条件下,计划能力随加工定单 变化而变化4.2 核定生产能力的方法 生产能力的核定是以生产组织体系中,相应经济独立核算的单元(如车间、自动线等)进行核算如: (1) 电镀自动线生产能力的核定:电镀生产能力=M—电镀周期加工产量(dm2/周期或kg/周期)t—电镀生产时间(小时)t 1—电镀开工准备时间(小时)t 2—电镀收工结束时间(小时)T—自动线电镀周期(分)K—系数例如:滚镀镍电镀自动线生产,每桶加工30kg,电镀周期为30分钟,二班制生产时间16小时,开工及收工 时间各0.5小时,系数(正常间歇因素)为0.9,则:电镀生产能力==810kg/天810*22=17820kg/月(17.82T/ 月)17.82*12=213.84T/ 年(3) 非自动线生产电镀车间能力核定 手工操作电镀车间生产能力的核定,一般应首先核定各镀工序的生产能力,然后以各工序中正常生产最低 产量的工序生产能力为计算标准进行生产能力核定。
例如:手工吊镀铜、镍车间生产能力核定,各工序班生产能力为:去油工序26000dm2/班酸洗工序30000dm2/班镀镍工序20000dm2/班后处理工序30000 dm2/班贝V:车间生产能力以镀镍工序20000dm2/班为核定标准生产能力为:20000dm2/班20000*22=440000dm2/月440000*12=5280000dm2/ 年常用电镀添加剂:氰化钨,氯化钾---用于增加电镀液PH值无铬蓝白钝化剂;三价铬蓝白,彩色钝化剂---配制钝化液用 光亮剂;封闭剂;防锈剂---钝化时用来增加产品亮度或防腐蚀常规电镀方式:钾盐全光亮镀锌;碱性无氰镀锌;硫酸盐镀锌;碱性锌镍合金镀锌蓝白色, 五彩色, 军绿色, 黑色钝化半光亮镍, 高硫镍, 全光亮镍, 微裂纹镍快速微裂纹铬, 快速硬铬电子电镀:硫酸型光亮镀锡,镀锡铋,镀锡铈, 镀钝锡甲基磺酸全光亮镀锡,镀锡铋,镀锡铈, 镀钝锡甲基磺酸非光亮镀锡,镀锡铋,镀锡铈,镀钝锡氰化光亮镀银酸性光亮镀铜, 碱性无氰镀铜化学镀镀液成份表:cuso4.5H20 硫酸铜 25g/L 主盐HCHO 甲醛 20-40g/L 还原剂EOTA-2Na 乙二胺四乙酸二钠 20-32g/L 铬合剂酒石酸钾钠 10-20g/L 铬合剂K4[Fe(CN)6]3H2O 亚铁氰化钾 10mg/L 稳定剂联吡啶 20mg/L 稳定剂NaOH 氢氧化钠 20% PH 调节剂PCB 电镀知识1、 电铜缸里的主要成分是什么?有什么作用,具体的反应原理是怎样的?主要组份:硫酸铜60--90克/升 主盐,提供铜源硫酸8--12% 160---220克/升 镀液导电,溶解铜盐,镀液深度能力氯离子 30--90ppm 辅助光剂铜光剂 3--7mlCu2++2e=Cu (直流电作用下)2、 全面板电的时候电流密度要多少?为什么有些要双夹棍,有什么作用?还有分流条是怎么使用,在怎 么情况下要使用分流条?电流密度一般时 1.5--2.5 安培/平方分米;双夹棍可以保证板面电流分布均匀性;分流条是用在阴极导电杆靠 近两侧缸边的部分,防止因为电场的边缘效应造成的板边或边缘板厚度过厚的现象;3、 线路电镀的时候单夹棍和双夹棍有什么区别?在什么具体情况下要这样做!原因同上,双夹棍有利提高板面镀层厚度分布;4、 线路电镀的时候夹板方式有什么要求,板与板的间距怎么?要是间距太大有什么结果?叠板又有什么 结果?对于有独立孔或独立线的板要怎么样排板? 夹紧,贴紧,两面面积差相对较小;可以采用交错换位,;板之间间距尽量贴近,不叠板;距离过大,板边板面镀层厚 度分布不均;独立线/孔在设计上添加辅助网格设计或者采用低电流适当延长时间,来保证镀层的均匀性,防止 夹膜,线条过厚;5、 线路电镀的时候电流密度要根据什么来定?怎么样的情况要用多少的密度?(出电流指示) 根据板面上实际需要电镀的板面积 ,而不是板面积 ;电流有三种 1.5---2.5;看镀液种类,板厚度,孔径大小,板面 图形分布状况等;6、 电镀时间和铜厚是什么样的一个关系?线性关系;镀层厚度微米==电镀时间分钟x电流密度安培/平方分米X0.217微米/安培分钟7、 常听说的一个名词:一安镀两安 是什么意思?电流合计板铜厚都称安;有点混乱;各个公司称法不一安=1 安培/平方分米;安=盎司/平方英尺=35 微米铜 厚,多指基板铜厚 .ABS 塑料化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称:Acr ylonit rile Butadiene Styr ene比重: 1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%成型温度:200-240°C干燥条件:80-90°C 2小时特点:1、 综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.2、 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.3、 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好 用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.成型特性:1. 无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度,3 小时.2. 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对 高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.3、 如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法4、 如成形耐热级或阻燃级材料,生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模 具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置1 ABS 树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将 PS, SAN, BS 的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能 ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物, A 代表丙烯腈, B 代表丁二烯, S 代表苯乙烯 ABS 工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特 殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。
ABS 工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药 品性、染色性,成型加工和机械加工较好 ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类 溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中ABS 工程塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差电镀工艺一. 电镀工艺的分类: 酸性光亮铜电镀 电镀镍/金 电镀锡二.工艺流程:浸酸-全板电镀铜-图形转移-酸性除油-二级逆流漂洗-微蚀-二级-浸酸-镀 锡-二级逆流漂洗逆流漂洗-浸酸-图形电镀铜-二级逆流漂洗-镀镍-二级水洗-浸柠檬酸-镀金- 回收—2-3级纯水洗—烘干三. 流程说明:(一)浸酸① 作用与目的:除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在 10%左右,主要是防止水 分带入造成槽液硫酸含量不稳定;② 酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换, 防止污染电镀铜缸和板件表面;③ 此处应使用 C.P 级硫酸;(二)全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-plating① 作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到 一定程度② 全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚 度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力;硫酸含量多在 180 克/升,多者达到240克/升;硫酸铜含量一般 在 75 克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的 添加量或开缸量一般在3-5ml/L,铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果; 全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积,对全板电来说,以即板长 dmx板宽 dmx2x2A/ DM2;铜缸温度维持在室温状态,一般温度不超过32度,多控制在22度,因此在夏季因温度 太高,铜缸建议加装冷却温控系统;③ 工艺维护:每日根据千安小时来及时补充铜光剂,按 100-150ml/KAH 补充添加;检查过滤泵是否 工作正常,有无漏气现象;每隔 2-3 小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸 硫酸铜(1次/周),硫酸(1次/周),氯离子(2次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并及时 补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极铜球,用低电流0。
2—0 5ASD 电解 6—8 小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否 堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6—8 小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具 体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯; ]④ 大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极表面阳极膜,然后放在包装铜阳极的桶内,用微 蚀剂粗化铜角表面至均匀粉红色即可,水洗冲干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋 放入10%碱液浸泡6—8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽 内,加入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气搅拌,保温空气搅拌2-4小 时;D.关掉空气搅拌,按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此 保温2—4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至40度左右,用10um 的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按0 5ASD电流密度低电流电解6—8小时,G经化验分析,调整槽中的硫酸,硫酸铜,氯离子含量至正常操作 范围内;根据霍尔槽试验结果补充光剂;H.待电解板板面颜色均匀后,即可停止电解,然后按1-1。
5ASD 的电流密度进行电解生膜处理1-2小时,待阳极上生成一层均匀致密附着力良好的黑色磷膜即可;I•试镀 OK.即可;⑤ 阳极铜球内含有 0 3—0 6%的磷,主要目的是降低阳极溶解效率,减少铜粉的产生;⑥ 补充药品时,如添加量较大如硫酸铜,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应注意安全, 补加量较大时(10 升以上)应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,光剂分解加快,污染槽液;⑦ 氯离子的补加应特别注意,因为氯离子含量特别低(30-90ppm),补加时一定要用量筒或量杯称量 准确后方可添加;lml盐酸含氯离子约385ppm,⑧ 药品添加计算公式:硫酸铜(单位:公斤)=(75-X)x槽体积(升)/1000硫酸(单位:升)= (10%-X) g/Lx槽体积(升)或(单位:升)=(180-X) g/Lx槽体积(升)/1840盐酸(单位:ml)= (60-X)ppmx槽体积(升)/385(三) 酸性除油① 目的与作用:除去线路铜面上的氧化物,油墨残膜余胶,保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合 力② 记住此处使用酸性除油剂,为何不是用碱性除油剂且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好?主要 因为图形油墨不耐碱,会损坏图形线路,故图形电镀前只能使用酸性除油剂。
③ 生产时只需控制除油剂浓度和时间即可,除油剂浓度在10%左右,时间保证在6分钟,时间稍长不 会有不良影响;槽液使用更换也是按照15平米/升工作液,补充添加按照100平米08L;(四) 微蚀:①目的与作用:清洁粗化线路铜面,确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力②微蚀剂多 采用过硫酸钠,粗化速率稳定均匀,水洗性较好,过硫酸钠浓度一般控制在60克/升左右,时间控制在20 秒左右,药品添加按100平米3-4公斤;铜含量控制在20克/升以下;其他维护换缸均同沉铜微蚀五) 浸酸① 作用与目的:除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水 分带入造成槽液硫酸含量不稳定;② 酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换, 防止污染电镀铜缸和板件表面;③ 此处应使用 C.P 级硫酸;(六) 图形电镀铜:又叫二次铜,线路镀铜① 目的与作用:为满足各线路额定的电流负载,各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度,线路镀铜的 目的及时将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度;② 其它项目均同全板电镀(七)电镀锡①目的与作用:图形电镀纯锡目的主要使用纯锡单纯作为金属抗蚀层,保护线路蚀刻;② 槽液主要由硫酸亚锡,硫酸和添加剂组成;硫酸亚锡含量控制在35克/升左右,硫酸控制在10%左 右;镀锡添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果;电镀锡的电流计算一般 按1。
5安/平方分米乘以板上可电镀面积;锡缸温度维持在室温状态,一般温度不超过30度,多控制在22 度,因此在夏季因温度太高,锡缸建议加装冷却温控系统;③ 工艺维护:每日根据千安小时来及时补充镀锡添加剂剂;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象; 每个2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析锡缸硫酸亚锡(1次/周),硫酸(1 次/周),并通过霍尔槽试验来调整镀锡添加剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体 两端电接头;每周用低电流05ASD电解6—8小时;每月应检查阳极袋有无破损,破损者应及时 更换;并检查阳极袋底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;每月用碳芯连续过滤6—8 小时,同时 低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤 泵的滤芯;⑨大处理程序:A.取出阳极,取下阳极袋,用铜刷清洗阳极表面,水洗冲干后,装入阳极袋内, 放入酸槽内备用B.将阳极袋放入10%碱液浸泡6—8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备 用;C.将槽液转移到备用槽内,按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,吸附4-6小时 候,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,放入阳极,挂入电解板,按0。
2-05ASD 电流密度低电流电解6—8小时,D.经化验分析,调整槽中的硫酸,硫酸亚锡含量至正常操作范围内;根据 霍尔槽试验结果补充镀锡添加剂;E.待电解板板面颜色均匀后,即停止电解;F.试镀OK.即可;④ 补充药品时,如添加量较大如硫酸亚锡,硫酸时;添加后应低电流电解一下;补加硫酸时应注意安 全,补加量较大时(10 升以上)应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,亚锡氧化,加快槽液老化 ;⑤ 药品添加计算公式:硫酸亚锡(单位:公斤)=(40-X) x槽体积(升)/1000硫酸(单位:升)= (10%-X) g/Lx槽体积(升)或(单位:升)=(180-X) g/Lx槽体积(升)/1840(八)镀镍① 目的与作用:镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层,防止金铜互相扩散,影响板子的可焊性和 使用寿命;同时又镍层打底也大大增加了金层的机械强度;② 全板电镀铜相关工艺参数:镀镍添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板 效果,添加量大约200ml/KAH;图形电镀镍的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积;镍缸 温度维持在40-55度,一般温度在50度左右,因此镍缸要加装加温,温控系统;③ 工艺维护:每日根据千安小时来及时补充镀镍添加剂;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象; 每个2-3 小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸镍(氨基磺酸镍)(1 次/ 周),氯化镍(1 次/周),硼酸(1 次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整镀镍添加剂含量,并及时补充相 关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极镍角,用低电流0。
2—05ASD 电解6—8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有 阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6—8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据 槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周药更换过滤泵的滤芯;④ 大处理程序:A. 取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极,然后放在包装镍角的桶内,用微蚀剂粗化镍角表面至均匀粉红 色即可,水洗冲干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用B. 将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6—8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备 用;C. 将槽液转移到备用槽内,加入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气 搅拌,保温空气搅拌2-4小时;D. 关掉空气搅拌,按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此 保温2—4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至40度左右,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌, 放入阳极,挂入电解板,按05ASD电流密度低电流电解6—8小时,G经化验分析,调整槽中的硫酸镍或氨基磺酸镍,氯化镍,硼酸含量至正常操作范围内;根据霍尔槽 试验结果补充镀镍添加剂;H.待电解板板面颜色均匀后,即可停止电解,然后按1-1。
5ASD的电流密度进行电解处理10-20分钟 活化一下阳极;I.试镀OK.即可;⑤ 补充药品时,如添加量较大如硫酸镍或氨基磺酸镍,氯化镍时,添加后应低电流电解一下;补加硼 酸时应将补充量的硼酸装入一干净阳极袋挂入镍缸内即可,不可直接加入槽内;⑥ 镀镍后建议加一回收水洗,用纯水开缸,可以用来补充镍缸因加温而挥发的液位,回收水洗后接二 级逆流漂洗;⑦ 药品添加计算公式:硫酸镍(单位:公斤)=(280-X) x槽体积(升)/1000氯化镍(单位:公斤) =(45-X)x槽体积(升)/1000硼酸(单位:公斤)=(45-X)x槽体积(升)/1000(九)电镀金:分为电镀硬金(金合金)和水金(纯金)工艺,镀硬金与软金槽液组成基本一致,只 不过硬金槽内多了一些微量金属镍或钴或铁等元素;① 目的与作用:金作为一种贵金属,具有良好的可焊性,耐氧化性,抗蚀性,接触电阻小,合金耐磨 性好等等优良特点;② 目前线路板电镀金主要为柠檬酸金槽浴,以其维护简单,操作简单方便而得到广泛应用;③水金 金含量控制在1克/升左右,PH值45左右,温度35度,比重在14波美度左右,电流密度1ASD左右;④ 主要添加药品有调节PH值的酸式调整盐和碱式调整盐,调节比重的导电盐和镀金补充添加剂以及金盐等;⑤ 为保护好金缸,金缸前应加一柠檬酸浸槽,可有效减少对金缸的污染和保持金缸稳定;⑥ 金板电镀后应用一纯水洗作为回收水洗,同时也可用来补充金缸蒸发变化的液位,回收水洗后接二 级逆流纯水洗,金板水洗后即放入 10 克/升的碱液以防金板氧化;⑦ 金缸应采用镀铂钛网做阳极,一般不锈钢 316 容易溶解,导致镍铁铬等金属污染金缸,造成镀金发 白,露镀,发黑等缺陷;⑧ 金缸有机污染应用碳芯连续过滤,并补充适量镀金添加剂;一、 名词定义:1.1电镀:利用电解的方法使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、 致密、结合力良好的金属层的过程叫电镀。
1.2镀液的分散能力:能使镀层金属在工件凸 凹不平的表面上均匀沉积的能力,叫做镀液的分散能力换名话说,分散能力是指溶液所具 有的使镀件表面镀层厚度均匀分布的能力,也叫均镀能力1.3镀液的覆盖能力:使镀件 深凹处镀上镀层的能力叫覆盖能力,或叫深镀能力,是用来说明电镀溶液使镀层在工件表面 完整分布的一个概念1.4镀液的电力线:电镀溶液中正负离子在外电场作用下定向移动 的轨道,叫电力线1.5尖端效应:在工件或极板的边缘和尖端,往往聚集着较多的电力 线,这种现象叫尖端效应或边缘效应1.6电流密度:在电镀生产中,常把工件表面单位 面积内通过的电流叫电流密度,通常用安培/分米2作为度量单位二. 镀铜的作用及细步流程介绍:2.1.1镀铜的基本作用:2.1.1提供足够之电流负载能力; 2.1.2提供不同层线路间足够之电性导通;2.1.3对零件提供足够稳定之附著(上锡)面; 2.1.4对SMOBC提供良好之外观2.1.2.镀铜的细步流程:2.1.2.1ICu流程:上料一酸 浸(1)一酸浸(2)—镀铜一双水洗一抗氧化一水洗一下料一剥挂架一双水洗一上料 2.1.2.2IICU流程:上料一清洁剂一双水洗一微蚀一双水洗一酸浸一镀铜一双水洗一(以下 是镀锡流程)2.1.3镀铜相关设备的介绍:2.1.3.1槽体:一般都使用工程塑胶槽,或包 覆材料槽(Lined tank),但仍须注意应用之考虑。
a.材质的匹配性(耐温、耐酸碱状况 等)b.机械结构:材料强度与补强设计,循环过滤之入/排口吸清理维护设计等等c. 阴、阳极间之距离空间(一般挂架镀铜最少6英寸以上)d.预行Leaching之操作步骤 与条件2.1.3.2温度控制与加热:镀槽之控制温度依添加特性/镀槽之性能需求而异一 般而言操作温度与操作电流密度呈正向关系,但无论高温或低温操作,有机添加剂必定有分 解问题一般而言,不容许任何局部区域达60°C以上在材质上,则须对耐腐蚀性进行了 解,避免超出特性极限,对镀铜而言,石英及铁弗龙都是很适合的材料常见的电镀镀铜表面粗糙问题分析可能原因如下:一. 镀铜槽本身的问题1、 阳极问题:成分含量不当导致产生杂质2、 光泽剂问题(分解等)3、 电流密度不当导致铜面不均匀4、槽液成分失调或杂质污染5、设备设计或组装不当导致电流分布太差 当然作为镀铜本身来讲;以上问题导致粗糙的可能性不大 前制程问题PTH 制程带入其他杂质:1、活化成分失调钯浓度太高或者预浸盐残留板面2、速化失调板面镀铜是残有锡离子3、化学铜失调板面沉铜不均4、镀铜前酸洗不当导致板面残留杂质 黑孔制程: 微蚀不净导致残碳 抗氧化不当导致板面不良 烘干不良导致微蚀无法将板面碳剥除导致残碳 电流输入输出不当导致板面不良一般板面粗糙一是镀铜本身问题;二是污染源带入。
其三便是人员操作失误另外 材料本身如果不良(比如粗糙;残胶等)也会导致电镀工艺出现故障后的排除方法概述随着市场经济的发展,电镀工艺管理上的加强,产品质量的提高,已经势在必行然而 笔者在接触和实践中发现,众多的工艺故障发生,产品质量的弊病,不是工艺本身有问题,也 不是工艺配方误差大,而是在工艺管理上有缺陷.特别是忽视前、后两道工艺的规范,从而镀 层发雾(低层)、起泡、亮皮、阴阳面、花纹、水迹等等一系列弊病出现,造成产品返工率 扩大,成本上升,信誉受到影响对电镀工艺前、后两道工序,要说最易解决,但也最难实 施主要是有一种误导的观点在操作者思想上,即:“我们原来也是这样做的...”,从而 一直使工艺管理上存在困境为此,提高认识,实实在在的把工艺管理放在第一位,才是排 除工艺弊病的第一关铜—镍—铬体系中常见病疵: 系统讲这个体系范围比较大,目前较多为广泛应用的工艺有: 1.氰化铜—亮镍—铬2.氰化铜—光亮酸铜—铬3.暗镍—光亮酸铜—铬 上述工艺,目前经常碰到的问题综述如下: 1.碱铜槽:镀层粗糙,色泽猪肝色或暗红,阳极易钝化,工作电压偏高等 2.滚镀亮镍槽:工作电压高,电流效率低,光亮度不够,电镀时间与光亮剂说明 书上不符,时间长。
3.吊镀镍:小电流密区发暗,发黑,深镀能力较差4.光亮酸铜槽:光亮比例易失调,难调整5.铜—镍槽中易有毛刺、花雾、壳皮现象6.镀天线杆经常有少量壳皮现象存在这些病疵的主要原因及纠正指南可以从下面几个方面给予考虑: 1.按工艺流程要求,健全工艺流程每一道工序,特别是清洗工序和活化工序 2.氰化镀铜槽液一般工艺成份应控制在:予镀铜:游离 NaCN:Cu=0.6—0.8: 1一般镀铜:游离 NaCN:Cu=0.5—0.7: 1含有酒石酸钾盐或硫氰酸盐的镀铜液中:吊镀:游离 NaCN:Cu=0.6—0.6: 1滚镀:游离 NaCN:Cu=0.6—0.7: 13.解决镀层的起泡、壳皮的原因;首先要检查前处理的除油及除锈工艺其在此我 需要告诫一下的是,不同的油类要选择不同的去油法,不能一听这个介绍,那一个宣传,就 用上去,因为各种零件在形状上,抛光的油迹各有不同,再加上各种材质不同,同时去用弱 碱或强酸的去油方法,效果各有不同如天线杆的壳皮,主要还是去油化抛上存在的问题较 多,其次才是挂具结构上的原因因为铜件不能用高温、强碱中除油,不妨大家可以一试 4.要解决光亮酸铜中光亮剂比例失调,难控制的问题,主要是提高企业的技术水平,要对 专业技术人才的维护管理上下一点功夫。
特别对使用M.N.SP的厂家,要摸索一条针对自己 产品的添加经验来,很多厂家就是根据自己的产品制定了添加的量,从而一直来比较稳定其次,选择比较单一添加方式的光亮剂:如“330”、“991”等系列易控制,光亮 度又好的光亮剂,这样能有快又好解决比例失调的病疵电镀工艺流程资料2.2.1酸浸:主要作用是去除板面的氧化层,避免水份带入铜缸而影响硫酸的含量 2.2.2清洁剂:这种清洁剂是酸性的,主要作用是去除板面的指纹、油污等其它残余物,保 持板面清洁,实际上目前供PCB使用之酸性清洁剂,没有任何一种真正能去除较严重的指纹 故对油脂、手指印应以防止为重:而且须注意对镀阻层的相容性与同线中其他药液间的匹配 性,及降低表面为张力,排除孔内气泡的能力2.2.3微蚀:由于各种干膜阻剂均有添加剂深入铜层的附著力促进剂,故在此一步骤应去除20~50u 〃的铜,才能确保为新鲜铜层,以获得良好的附著力2.2.4水洗:主要作用是将板面及孔内残留的药水洗干净2.2.5镀铜:镀铜的药水中主要有硫酸铜、硫酸、氯离子、污染物、其它添加剂等成份,它 们的作用分别如下:2.2.5.1硫酸铜:提供发生电镀所须基本导电性铜离子,浓度过高时,虽可使操作电流密度上限稍高,但由于浓度梯度差异较大,而易造成Throwing power不良,而铜离子过低时, 则因沉积速度易大于扩散运动速度,造成氢离子还原而形成烧焦。
2.2.5.2 硫酸:为提供使槽液发生导电性酸离子通常针对硫酸与铜比例考量,“铜金属 18g/l+硫酸180g/l”酸铜比例维持在10/1以上,12 : 1更佳,绝对不能低于6 : 1,高酸低 铜量易发生烧焦,而低酸高铜则不利于Throwing Power2.2.5.3氯离子:其功能有二,分别为适当帮助阳极溶解,及帮助其它添加剂形成光泽效果, 但过量之氯离子易造成阳极的极化而氯离子不足则会导致其它添加剂的异常消耗,及槽液 的不平衡(极高时甚至雾状沉积或阶梯镀;过低时易出现整平不良等现象)2.2.5.4其它添加剂:其它的所有有机添加剂合并之功能,可达成规则结晶排列之光泽效果, 改善镀层之物性强度,相对过量之添加剂,则易因有机物之分解氧化,对槽液的污染,造成 活性碳处理频率的增加,或因有机物的共析镀比率提高,造成镀层内应力增加,延展性降低 等问题2.2.5.5污染物:可区分有机污染物和无机污染,因破坏等轴结晶结构;造成之物性劣化及 因共析镀造成之外观劣化其中有机污染之来源约为:光泽剂之氧化分解、油墨、干膜、槽 体、滤蕊、阳极袋、挂架包覆膜等被过滤出的物质和环境污染物等无机污染之来源则约为: 环境带入污染、水质污染及基本物料污染等项。
2.2.6电镀反应机构:可区分为巨观,亦即电场与流态;微观,亦即光泽剂的效应:两大部 分,分别简单讨论如下:2.2.6.1巨观:镀槽内阴阳极间之关系,实际上与磁场或电场的现象类似的,明显不同的, 是发生在液体环境中,而游动的,是有质量的离子因为如此,故离子之运动;电流氧化还 原反应之发生;受到正负极间电场,与离子所带电荷产生之电位能,离子经由循环搅拌、空 气搅拌、机械搅拌获得之动能,及离子间之交互作用力等因子的影响,实际上电流密度(区 域性的、分布上的、而非平均的),可被定义为单位面积,单位时间内接收的离子数量由 于各项搅拌,除了针对孔内的阴极机械搅拌外;都是全槽均一性的(理想状态);因而对于 板面上的状态,几何分布便成为影响的最大的因子对全板电镀(pannel plating)而言,亦即阳极、阴极以及遮板之形状、位置而对线 路电镀(pattevn plating)而言,则再增加一项电镀面积分布须做考量,对孔内的状况, 则主要在于离子的扩散速率、阴极摆动及电流密度间关系关于一部分我们可透过浓度梯度 与场的图例加以了解a. 高低电流区:亦即电力线分布之密度;而电力线(电场)之分布正如同磁力线分布,在端 角地区,明显的较高许多,故阳极之尺寸最好仅阴极之75%。
b. 遮板之作用为阻碍离子之流动,使得局部之电力线密度降低,rudder st rip则吸收此过 量之电流,二种方式均可解决生产板尺寸不固定位置c. 线路电镀时的线路分布影响亦为相同关系,可视为原“属于”被镀阻膜覆盖区的电力线转 移于周边造成,因而独立线路相对之电流密度变为非常高d. 对于孔内与板面或大孔与小孔间关系,可以讨论如下:当操作电流密度甚低时,铜离子之析出速度远低于自然游动/交换速度,各区的镀层厚度,自然均一;但一般操作电流较高, 必然造成[C]b (整体巨观浓度),[C]D1 (大孔孔内浓度)及[C]D2 (小孔孔内浓度)各有不 同,则反应速率(电流发生)亦自然不同,因而有“孔铜”、“面铜”乃至区域镀厚比问题), 故须依赖搅拌增加离子之Mobility以求改善孔内厚度对高纵横比而言,一方面搅拌之相 对影响被降低,另方面,如果槽液之表面张力过高,产生类似“毛细现象”,则搅拌失效, 而产生问题。