PCB水平电镀技术介绍

PCB水平电镀技术介绍

关于化学镀铜对人体的危害有什么,相信在PCB制造业的朋友都相当之关怀,为此,我们PCB资源网专门预备了这些篇文章,献给为PCB业奉献血汗的朋友,期望各位朋友爱护好自己,将化学镀铜的危害减到最少

一、化学镀铜的了解

化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。第一用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有有用胶体铜工艺在运行），铜离子第一在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应连续在这些新的铜晶核表面上进行。

化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。

二、化学镀铜对人的危害的表现

尽管专门多朋友讲，长期接触化学镀铜，会有有致癌的可能性，因为化学沉铜要紧主份甲醛是致癌物质来，长期的接触，所以危险系统就会多专门多了。

三、化学镀铜对人的危害

不管哪一种化学物质，长期过多的接触电，都人体都带来阻碍，在PC B镀铜工艺工种的朋友，由于长期接触电这方面的化学原素，因此，危害就专门大了。危害要紧体现在几个方面：重金属以及有毒质以有毒气体。

在PCB化学铜工艺中，由于手和躯体接触过多多种重金属，通过躯体接触，经手、口、鼻等腔体，将各类重金属带入人体中，通过长期的积存沉淀，毒性越来越大。

有毒物质，尽管现在专门多企业宣称是绿色环保产品，然而，由于国内的工艺技术，以及有此无良老总为节约成本的缘故，在生产过程中，对工人的爱护设施，往往是专门之少的，甚至非当部分企业中，这方面的爱护设施为零，工人长期暴露在电镀的气体之中，不要讲这气味对人体有什

么危害物质先，单是那种气味对人的刺激，以及对眼的刺激，就对人体有专门大的阻碍了。

化学镀铜对躯体的危害性，有一种是专门严峻的，那确实是氰化镀铜带给人体健康危害及废物处理咨询题,尽管，氰化镀铜液在现在的工艺差不多减少了专门多，然而在专门多企业的一部分工艺过程中，依旧在大量使用的。

氰是一种无色的气体，具有类似杏仁的气味，英文化学式为：（CN）2氰的轻度中毒，病人显现乏力、头痛、头昏、胸闷及粘膜刺激症状；严峻中毒者，呼吸困难，意识丧失，显现惊厥，最后可因呼吸中枢麻痹而死亡。

而氯化物，指的则是氰化物特指带有氰基（CN）的化合物，氰化物拥有令人一辈子畏的毒性,大多数无机氰化物属剧毒，高毒物质，极少量的氰化物（每千克体重数毫克就会使人、畜在专门短的时刻内中毒死亡，含氰化物浓度专门低的水（<0.05mg/L）也会使鱼等水生物中毒死亡，还会造成农作物减产。氰化物污染水体引起鱼类、家畜及至人群急性中毒的事例，国内外都有报导。这些事件是因短期内将大量氰化物排入水体造成的。因此，在工业生产过程中，必须严格操纵氰化物的使用和排放量。专门要有完善的污水处理设施以减少氰化物的外排量。

看了以上这些关于氰化物的毒性，大伙儿在平常就要多注意了，如果自己所在的企业的工艺，长期都用氰化铜镀液的，那么，就要好好的考虑一下，是否需要叫老总改进或都想其它的方法，幸免这方面的危害了。

四、如何防止化学镀铜对人的危害

这一项工作必须有人做，如果我们的朋友有从事这方面的工作，也由于某一种缘故，没有方法离开的，那么，在工作当中，我们就要采纳一些必要的措施，来爱护我们自己了。

在工作当中，如果有防毒面具的，最好依旧要带上，现在，市面上的，差不多上有眼置以及将口和鼻子都盖起来的防毒面具，价格也不贵，那个

地点的朋友，一定要企业买这些面具，如果实在没有方法，那么，为了自己的健康，也要带上了。

手套要带上，有一些胶的手套，能有效的隔离有毒物质，进入工作车间好，就要穿戴好了。

总之，在工作当中，我们要穿戴好爱护设施，不要车间内的环境直截了当我们的躯体就好了。

还有一点确实是，不管如何样，都不要在如此的环境下长期工作，最多两三年的时刻，就要换别的工作了，长期做这些工作，化学镀铜对人的危害是非当之大的，最后是得不偿失。

PCB水平电镀技术介绍

水平电镀关键确实是应制造出相习惯的水平电镀系统，能使高分散能力的镀液，在改进供电方式和其它辅助装置的配合下，显示出比垂直电镀法更为优异的功能作用

一、概述

随着微电子技术的飞速进展，印制电路板制造向多层化、积层化、功能化和集成化方向迅速的进展。促使印制电路设计大量采纳微小孔、窄间距、细导线进行电路图形的构思和设计，使得印制电路板制造技术难度更高，专门是多层板通孔的纵横比超过５：１及积层板中大量采纳的较深的盲孔，使常规的垂直电镀工艺不能满足高质量、高可靠性互连孔的技术要求。其要紧缘故需从电镀原理关于电流分布状态进行分析，通过实际电镀时发觉孔内电流的分布出现腰鼓形，显现孔内电流分布由孔边到孔中央逐步降低，致使大量的铜沉积在表面与孔边，无法确保孔中央需铜的部位铜层应达到的标准厚度，有时铜层极薄或无铜层，严峻时会造成无可挽回的缺失，导致大量的多层板报废。为解决量产中产品质量咨询题，目前都从电流及添加剂方面去解决深孔电镀咨询题。在高纵横比印制电路板电镀铜工艺中，大多差不多上在优质的添加剂的辅助作用下，配合适度的空气

搅拌和阴极移动，在相对较低的电流密度条件下进行的。使孔内的电极反应操纵区加大，电镀添加剂的作用才能显示出来，再加上阴极移动专门有利于镀液的深镀能力的提升，镀件的极化度加大，镀层电结晶过程中晶核的形成速度与晶粒长大速度相互补偿，从而获得高韧性铜层。

然而当通孔的纵横比连续增大或显现深盲孔的情形下，这两种工艺措施就显得无力，因此产生水平电镀技术。它是垂直电镀法技术进展的连续，也确实是在垂直电镀工艺的基础上进展起来的新颖电镀技术。这种技术的关键确实是应制造出相习惯的、相互配套的水平电镀系统，能使高分散能力的镀液，在改进供电方式和其它辅助装置的配合下，显示出比垂直电镀法更为优异的功能作用。

二、水平电镀原理简介

水平电镀与垂直电镀方法和原理是相同的，都必须具有阴阳两极，通电后产生电极反应使电解液主成份产生电离，使带电的正离子向电极反应区的负相移动；带电的负离子向电极反应区的正相移动，因此产生金属沉积镀层和放出气体。因为金属在阴极沉积的过程分为三步：即金属的水化离子向阴极扩散；第二步确实是金属水化离子在通过双电层时，逐步脱水，并吸附在阴极的表面上；第三步确实是吸附在阴极表面的金属离子同意电子而进入金属晶格中。从实际观看到作业槽的情形是固相的电极与液相电镀液的界面之间的无法观看到的异相电子传递反应。其结构可用电镀理论中的双电层原理来讲明，当电极为阴极并处于极化状态情形下，则被水分子包围并带有正电荷的阳离子，因静电作用力而有序的排列在阴极邻近，最靠近阴极的阳离子中心点所构成的设相面而称之亥姆霍兹（Helmholtz）外层，该外层距电极的距离约约１－１０纳米。然而由于亥姆霍兹外层的阳离子所带正电荷的总电量，其正电荷量不足以中和阴极上的负电荷。而离阴极较远的镀液受到对流的阻碍，其溶液层的阳离子浓度要比阴离子浓度高一些。此层由于静电力作用比亥姆霍兹外层要小，又要受到热运动的阻碍，阳离子排列并不像亥姆霍兹外层紧密而又整齐，此层称之谓扩散层。扩散层的厚度与镀液的流淌速率成反比。也确实是镀液的流淌速率越快，

扩散层就越薄，反则厚，一样扩散层的厚度约５－５０微米。离阴极就更远，对流所到达的镀液层称之谓主体镀液。因为溶液的产生的对流作用会阻碍到镀液浓度的平均性。扩散层中的铜离子靠镀液靠扩散及离子的迁移方式输送到亥姆霍兹外层。而主体镀液中的铜离子却靠对流作用及离子迁移将其输送到阴极表面。所在在水平电镀过程中，镀液中的铜离子是靠三种方式进行输送到阴极的邻近形成双电层。

镀液的对流的产生是采纳外部现内部以机械搅拌和泵的搅拌、电极本身的摆动或旋转方式，以及温差引起的电镀液的流淌。在越靠近固体电极的表面的地点，由于其磨擦阻力的阻碍至使电镀液的流淌变得越来越缓慢，现在的固体电极表面的对流速率为零。从电极表面到对流镀液间所形成的速率梯度层称之谓流淌界面层。该流淌界面层的厚度约为扩散层厚度的的十倍，故扩散层内离子的输送几乎不受对流作用的阻碍。

在电埸的作用下，电镀液中的离子受静电力而引起离子输送称之谓离子迁移。其迁移的速率用公式表示如下：ｕ＝zeoE/６πrη要。其中ｕ为离子迁移速率、ｚ为离子的电荷数、eo为一个电子的电荷量（即1.6101 9C）、Ｅ为电位、ｒ为水合离子的半径、η为电镀液的粘度。按照方程式的运算能够看出，电位Ｅ降落越大，电镀液的粘度越小，离子迁移的速率也就越快。

按照电沉积理论，电镀时，位于阴极上的印制电路板为非理想的极化电极，吸附在阴极的表面上的铜离子获得电子而被还原成铜原子，而使靠近阴极的铜离子浓度降低。因此，阴极邻近会形成铜离子浓度梯度。铜离子浓度比主体镀液的浓度低的这一层镀液即为镀液的扩散层。而主体镀液中的铜离子浓度较高，会向阴极邻近铜离子浓度较低的地点，进行扩散，持续地补充阴极区域。印制电路板类似一个平面阴极，其电流的大小与扩散层的厚度的关系式为ＣＯＴＴＲＥＬＬ方程式：

其中Ｉ为电流、ｚ为铜离子的电荷数、Ｆ为法拉第常数、Ａ为阴极表面积、Ｄ为铜离子扩散系数（Ｄ＝ＫＴ／６πｒη），Ｃb为主体镀液中铜离子浓度、Ｃo为阴极表面铜离子的浓度、Ｄ为扩散层的厚度、Ｋ为波

次曼常数（Ｋ＝Ｒ／Ｎ）、Ｔ为温度、ｒ为铜水合离子的半径、η为电镀液的粘度。当阴极表面铜离子浓度为零时，其电流称为极限扩散电流ii：从上式可看出，极限扩散电流的大小决定于主体镀液的铜离子浓度、铜离子的扩散系数及扩散层的厚度。当主体镀液中的铜离子的浓度高、铜离子的扩散系数大、扩散层的厚度薄时，极限扩散电就越大。

按照上述公式得知，要达到较高的极限电流值，就必须采取适当的工艺措施，也确实是采纳加温的工艺方法。因为升高温度可使扩散系数变大，增快对流速率可使其成为涡流而获得薄而又均一的扩散层。从上述理论分析，增加主体镀液中的铜离子浓度，提升电镀液的温度，以及增快对流速率等均能提升极限扩散电流，而达到加快电镀速率的目的。水平电镀基于镀液的对流速度加快而形成涡流，能有效地使扩散层的厚度降至１０微米左右。故采纳水平电镀系统进行电镀时，其电流密度可高达８Ａ/ｄｍ2。

印制电路板电镀的关键，确实是如何确保基板两面及导通孔内壁铜层厚度的平均性。要得到镀层厚度的均一性，就必须确保印制板的两面及通孔内的镀液流速要快而又要一致，以获得薄而均一的扩散层。要达到薄均一的扩散层，就目前水平电镀系统的结构看，尽管该系统内安装了许多喷咀，能将镀液快速垂直的喷向印制板，以加速镀液在通孔内的流淌速度，致使镀液的流淌速率专门快，在基板的上下面及通孔内形成涡流，使扩散层降低而又较均一。然而，通常当镀液突然流入狭窄的通孔内时，通孔的入口处镀液还会有反向回流的现象产生，再加上一次电流分布的阻碍，演常常造成入口处孔部位电镀时，由于尖端效应导致铜层厚度过厚，通孔内壁构成狗骨头形状的铜镀层。按照镀液在通孔内流淌的状态即涡流及回流的大小，导电镀通孔质量的状态分析，只能通过工艺试验法来确定操纵参数达到印制电路板电镀厚度的均一性。因为涡流及回流的大小至今依旧无法通过理论运算的方法获知，因此只有采纳实测的工艺方法。从实测的结果得知，要操纵通孔电镀铜层厚度的平均性，就必须按照印制电路板通孔的纵横比来调整可控的工艺参数，甚至还要选择高分散能力的电镀铜溶液，再添加适当的添加剂及改进供电方式即采纳反向脉冲电流进行电镀才给获得具有高分布能力的铜镀层。

专门是积层板微盲孔数量增加，不但要采纳水平电镀系统进行电镀，还要采纳超声波震动来促进微盲孔内镀液的更换及流通，再改进供电方式利用反脉冲电流及实际测试的的数据来调正可控参数，就能获得中意的成效。

三、水平电镀系统差不多结构

按照水平电镀的特点，它是将印制电路板放置的方式由垂直式变成平行镀液液面的电镀方式。这时的印制电路板为阴极，而电流的供应方式有的水平电镀系统采纳导电夹子和导电滚轮两种。从操作系统方便来谈，采纳滚轮导电的供应方式较为普遍。水平电镀系统中的导电滚轮除作为阴极外，还具有传送印制电路板的功能。每个导电滚轮都安装着弹簧装置，其目的能习惯不同厚度的印制电路板（０．１０－５．００ｍｍ）电镀的需要。但在电镀时就会显现与镀液接触的部位都可能被镀上铜层，久面久之该系统就无法运行。因此，目前的所制造的水平电镀系统，大多将阴极设计成可切换成阳极，再利用一组辅助阴极，便可将被镀互滚轮上的铜电解溶解掉。为修理或更换方面起见，新的电镀设计也考虑到容易损耗的部位便于拆除或更换。阳极是采纳数组可调整大小的不溶性钛篮，分别放置在印制电路板的上下位置，内装有直径为２５ｍｍ圆球状、含磷量为０．００４－０．００６％可溶性的铜、阴极与阳极之间的距离为４０ｍｍ。

镀液的流淌是采纳泵及喷咀组成的系统，使镀液在封闭的镀槽内前后、上下交替迅速的流淌，并能确保镀液流淌的均一性。镀液为垂直喷向印制电路板，在印制电路板面形成冲壁喷射涡流。其最终目的达到印制电路板两面及通孔的镀液快速流淌形成涡流。另外槽内装有过滤系统，其中所采纳的过滤网为网眼为１．２微米，以过滤去电镀过程中所产生的颗粒状的杂质，确保镀液的洁净无污染。

在制造水平电镀系统时，还要考虑到操作方便和工艺参数的自动操纵。因为在实际电镀时，随着印制电路板尺寸的大小、通孔孔径的尺寸的大小及所要求的铜厚度的不同、传送速度、印制电路板间的距离、泵马力的大小、喷咀的方向及电流密度的高低等工艺参数的设定，都需要进行实际测试和调整及操纵，才能获得合乎技术要求的铜层厚度。就必采纳运

算机进行操纵。为提升生产效率及高档次产品质量的一致性和可靠性，将印制电路板的通孔前后处理（包括镀覆孔）按照工艺程序，构成完整的水平电镀系统，才是满足新品开发、上市的需要。

四、水平电镀的进展优势

水平电镀技术的进展不是偶然的，而是高密度、高精度、多功能、高纵横比多层印制电路板产品专门功能的需要是个必定的结果。它的优势确实是要比现在所采纳的垂直挂镀工艺方法更为先进，产品质量更为可靠，能实现规模化的大生产。它与垂直电镀工艺方法相比具有以下长处：（１）习惯尺寸范畴较宽，无需进行手工装挂，实现全部自动化作业，对提升和确保作业过程对基板表面无损害，对实现规模化的大生产极为有利。

（２）在工艺审查中，无需留有装夹位置，增加有用面积，大大节约原材料的损耗。

（３）水平电镀采纳全程运算机操纵，使基板在相同的条件下，确保每块印制电路板的表面与孔的镀层的均一性。

（４）从治理角度看，电镀槽从清理、电镀液的添加和更换，可完全实现自动化作业，可不能因为人为的错误造成治理上的失控咨询题。

（５）从实际生产中可测所知，由于水平电镀采纳多段水平清洗，大大节约清洗水的用量及减少污水处理的压力。

（６）由于该系统采纳封闭式作业，减少对作业空间的污染和热量的蒸发对工艺环境的直截了当阻碍，大大改善作业环境。专门是烘板时由于减少热量的损耗，节约了能量的无谓消耗及大大提升生产效率。

五、总结

水平电镀技术的显现，完全为了习惯高纵横比通孔电镀的需要。但由于电镀过程的复杂性和专门性，在设计与研制水平电镀系统仍旧存在着若干技术性的咨询题。这有待于在实践过程中加以改进。尽管如此，但水平电镀系统的使用，对印制电路行业来讲是专门大的进展和进步。因为此类型的设备在制造高密度多层板方面的运用，显示出专门大的潜力，它不但能节约人力及作业时刻而且生产的速度和效率比传统的垂直电镀线要高。

而且降低能量消耗、减少所需处理的废液废水废气，而且大大改善工艺环境和条件，提升电镀层的质量水准。水平电镀线适用于大规模产量24小时不间断作业，水平电镀线在调试的时候较垂直电镀线稍困难一些，一旦调试完毕是十分稳固的，同时在使用过程中要随时监控镀液的情形对镀液进行调整，确保长时刻稳固工作。

PCB电镀工艺介绍

一．概述

线路板的电镀工艺,大约能够分类:酸性光亮铜电镀、电镀镍/金、电镀锡,文章介绍的是关于在线路板加工过程是,电镀工艺的技术以及工艺流程,以及具体操作方法.

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→二级逆流漂洗→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．流程讲明：

(一)浸酸

①作用与目的：

除去板面氧化物，活化板面，一样浓度在5%，有的保持在10%左右，要紧是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳固；

②酸浸时刻不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时刻后，酸液显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-plating

①作用与目的：爱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全板电镀铜有关工艺参数：槽液要紧成分有硫酸铜和硫酸，采纳高酸低铜配方，保证电镀时板面厚度分布的平均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；硫酸铜含量一样在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成效；铜光剂的添加量或开缸量一样在3-5ml/L，铜光剂的添加一样按照千安小时的方法来补充或者按照实际生产板成效；全板电镀的电流运算一样按2安/平方分米乘以板上可电镀面积，对全板电来讲，以即板长dm×板宽dm×2×2A/ DM2；铜缸温度坚持在室温状态，一样温度不超过32度，多操纵在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工艺爱护：

每日按照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小时应用洁净的湿抹布将阴极导电杆擦洗洁净；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，并及时补充有关原料；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旧，破旧者应及时更换；并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理洁净；并用碳芯连续过滤6?8小时，同时低电流电解除杂；每半年左右具体按照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平均粉红色即可，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，待溶解完全后，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洁净的工作槽内，打开空气搅拌，放入阳极，挂入电解板，按0。2-0。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畴内；按照霍尔槽试验结果补充光剂；H.待电解板板面颜色平均后，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，待阳极上生成一层平均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，要紧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氯离子的补加应专门注意，因为氯离子含量专门低（30-90ppm）,补加时一定要用量筒或量杯称量准确后方可添加；1ml盐酸含氯离子约385 ppm，

⑧药品添加运算公式：

硫酸铜（单位：公斤）=（75-X）×槽体积（升）/1000

硫酸（单位：升）=（10%-X）g/L×槽体积（升）

或（单位：升）=（180-X）g/L×槽体积（升）/1840

盐酸（单位：ml）=（60-X）ppm×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成效较酸性除油剂更好？要紧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生产时只需操纵除油剂浓度和时刻即可，除油剂浓度在10%左右，时刻

保证在6分钟，时刻稍长可不能有不良阻碍；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0。5?0。8L；

(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微蚀剂多采纳过硫酸钠，粗化速率稳固平均，水洗性较好，过硫酸钠浓度一样操纵在60克/升左右，时刻操纵在20秒左右，药品添加按100平米3-4公斤；铜含量操纵在20克/升以下；其他爱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，一样浓度在5%，有的保持在10%左右，要紧是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳固；

②酸浸时刻不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时刻后，酸液显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:图形电镀纯锡目的要紧使用纯锡单纯作为金属抗蚀层，爱护线路蚀刻；

②槽液要紧由硫酸亚锡，硫酸和添加剂组成；硫酸亚锡含量操纵在35克/升左右，硫酸操纵在10%左右；镀锡添加剂的添加一样按照千安小时的方法来补充或者按照实际生产板成效；电镀锡的电流运算一样按1。5安/平方分米乘以板上可电镀面积；锡缸温度坚持在室温状态，一样温度不超过30度，多操纵在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工艺爱护：每日按照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小时应用洁净的湿抹布将阴极导电杆

擦洗洁净；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，并及时补充有关原料；每周要清洗阳极导电杆，槽体两端电接头；每周用低电流0。2?0。5ASD电解6?8

小时；每月应检查阳极袋有无破旧，破旧者应及时更换；并检查阳极袋底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理洁净；每月用碳芯连续过滤6?8小时，同时低电流电解除杂；每半年左右具体按照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，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，待溶解完全后，吸附4-6小时候，用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗洁净的工作槽内，放入阳极，挂入电解板，按0。2-0。5ASD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畴内；按照霍尔槽试验结果补充镀锡添加剂；E.待电解板板面颜色平均后，即停止电解;F.试镀OK.即可；

⑤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；

⑥药品添加运算公式：

硫酸亚锡（单位：公斤）=（40-X）×槽体积（升）/1000

硫酸（单位：升）=（10%-X）g/L×槽体积（升）

或（单位：升）=（180-X）g/L×槽体积（升）/1840

(八)镀镍

①目的与作用：镀镍层要紧作为铜层和金层之间的阻隔层，防止金铜互相扩散，阻碍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全板电镀铜有关工艺参数：镀镍添加剂的添加一样按照千安小时的方法来补充或者按照实际生产板成效，添加量大约200ml/KAH；图形电镀镍的

电流运算一样按2安/平方分米乘以板上可电镀面积；镍缸温度坚持在40-55度，一样温度在50度左右，因此镍缸要加装加温，温控系统；

③工艺爱护：

每日按照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小时应用洁净的湿抹布将阴极导电杆擦洗洁净；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，并及时补充有关原料；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?0。5ASD电解6?8小时；每月应检查阳极的钛篮袋有无破旧，破旧者应及时更换；并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理洁净；并用碳芯连续过滤6?8小时，同时低电流电解除杂；每半年左右具体按照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平均粉红色即可，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，待溶解完全后，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4 0度左右，用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗洁净的工作槽内，打开空气搅拌，放入阳极，挂入电解板，按0。2-0。5ASD电流密度低电流电解6?8小时，G.经化验分析，调整槽中的硫酸镍或氨基磺酸镍，氯化镍，硼酸含量至正常操作范畴内；按照霍尔槽试验结果补充镀镍添加剂；H.待电解板板面颜色平均后，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洁净阳极袋挂入

镍缸内即可，不可直截了当加入槽内；

⑥镀镍后建议加一回收水洗，用纯水开缸，能够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药品添加运算公式：

硫酸镍（单位：公斤）=（280-X）×槽体积（升）/1000

氯化镍（单位：公斤）=（45-X）×槽体积（升）/1000

硼酸（单位：公斤）=（45-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差不多一致，只只是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目前线路板电镀金要紧为柠檬酸金槽浴，以其爱护简单，操作简单方便而得到广泛应用；

③水金金含量操纵在1克/升左右，PH值4。5左右，温度35度，比重在14波美度左右，电流密度1ASD左右；

④要紧添加药品有调剂PH值的酸式调整盐和碱式调整盐，调剂比重的导电盐和镀金补充添加剂以及金盐等；

⑤为爱护好金缸，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固；

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金缸应采纳镀铂钛网做阳极，一样不锈钢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。

电镀锡铜合金技术介绍

众所周知，锡铅(Sn-Pb)合金焊料能优异，在电子元器件的组装领域得广泛应用。然而，专门遗憾的是Sn-Pb中的铅关于环境和人体健康有害，限制使用含铅电子材料的活动已正式启动。

在欧洲欧洲委员会已提出电子机器弃物条令案的第3次草案明文规定，在2004年的废弃物中严禁有铅Pb、镉Cd、汞Hg和6价铬Cr等有害物质。在亚洲的日本于1998年已制定出家电产品回收法案，从2001年开始生产厂家对已使用过的废弃家电产品履行回收义务。按照这一法案，

日本各个家电·信息机器厂家开始励行削减铅使用量的活动。

在如此的背景下，强烈要求开发无铅焊接技术和相应的锡铜Sn-Cu合金电镀技术。

无铅焊料电镀技术要求

关于无铅焊料电镀层和电解液，除了不承诺使用含铅物质之外比较难于实现的是要求与以往一直使用的Sn-Pb电镀层有同样的宝贵特性。具体要求的性能，如下所述：(1)环境安全性——不承诺有像铅Pb等有害人体健康和污染环境的物质；(2)析出稳固性——获得平均的外表面和平均的合金比例；(3)焊料润湿性——当进行耐热试验和高温、高湿试验后，焊料的润湿性仅承诺有专门小程度的劣化；（4）抑制金属须晶产生；(5)焊接强度粘着性——同焊料材料之间接合可靠性；（6）柔韧性——不发生断裂；（7）不污染流焊槽; （8）低成本；(9)良好的可作业性——要紧是指电解容易治理；(10)长期可靠性——即使是长期使用电解液，也能保证电镀层稳固；(1 1)排水处理——不加专门的螯合剂(Chelate)，可利用中和凝聚沉淀处理方法清除重金属。

在选择无铅焊料电镀技术时，应当综合分析权衡上述诸多因素，选Sn-Pb电镀性能的无铅焊料电镀技术，选择Sn-Cu（合金焊料）电解液的缘故作为无铅焊料电镀技术，现已研究专门多种，诸如，试图以Sn-Zn、S n-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu电镀取代一直使用的Sn-Pb电镀。然而，这些无铅电

镀技术也是各有短、长，并非十全十美。例如，Sn电镀的优点是低成本，确有电子元器采纳电镀锡的力方法，因为是单一金属锡，所以不存在电镀合金比率的治理咨询题。但是，Sn电镀的缺点突出，如像产生金属须晶(W hisker)而且焊料润湿性随时刻推移发生劣化。Sn-Zn电镀的长处于在成本和熔点低，美中不足是大气中焊接困难，必须在氮气中实现焊接。Sn-Bi电镀的优势是熔点低而且焊料润湿性优良，其劣势也不胜枚举：因为Bi是脆性金属，含有Bi的Sn-Bi镀层容易发生裂纹，而且组装后的器件引线和电路板焊接界面剥（Liftoff），更苦恼的是电解液中的Bi3+离子在Sn-Bi合金阳极或电镀层上置换沉积。Sn-Ag电镀的优点是接合强度以及耐热疲劳特性都专门好，缺点是成本高，也存在Sn-Ag阳极和Sn-Ag镀层上显现Ag置换沉积现象。

上述的无铅电镀技术都有优异的特性，同时也存在专门多有待进一步研究的课题，有用化为时尚早。为此，日本上村工业公司认为Sn-Cu 电镀最有期望取代Sn-Pb电镀，能够进展成有用化技术，因此决定开发Sn-Cu电解液。关于Sn-Cu电镀层特性，它除了熔点稍许偏高(Sn-Cu共晶温度227℃)之外，润湿性良好。成本低，对流焊槽无污染，而且可抑制金属须晶生成。

Sn-Cu合金焊料的开发Sn/Sn2+的标准电极电位是-0．136Vvs．S HE(25℃)，然而Cu/Cu2+是+0．33V，两者之间的电位差比较大，在—般的单纯盐类电解液里，铜Cu专门容易优先析出。而且，当用可溶性Sn阳极或者Sn-Cu合金阳极的时候，由于电解液中的Cu2+离子和阳极的Sn之间置换反应产生析出沉表1标准电解液和作业条件(获得sn-lwt%Cu镀层的情形积。因此，把电解液中的Sn2+和Cu2+的析出电位搞得相接近，需要有抑制铜Cu优析出的络合剂。通过研究各种各样的络合剂，最后终于找到Sn-Cu电解液配方，它能使Sn和Cu形成合金并可抑制在铜Cu阳极上的置换沉积。在这种电解液的基础出上，开发出镀层特性优良的Sn-Cu合金电解液“Soft Alloy GTC”，将在下文详细介绍。

Soft Alloy GTC的特点

(1)电解液构成及作业条件

关于Soft Alloy GTC的标准电解液构成和作业条件，详见表1所示。Soft Alloy GTC产品系列对应由滚筒式电镀直到高速电镀的宽阴极电流密度范畴应用，同时，用户可按照用途选择电解液，例如，关于耐药性方面有咨询题的电子元器件可选用中性的电解液。

(2)良好镀层外观

关于Sn-Cu电镀层的表面形状当放大1000倍时观看各种电解液构成的镀层（包括滚筒式电镀、支架式电镀和高速电镀电解液形成的镀层），均都致密且出现半光泽状。

(3)析出比率

电镀层的析出比率、可作出定量分析。具体作法是使用SUS作为基底进行电镀，把其电镀层溶解到1：1硝酸溶液中，通过原子吸取光；谱分析将获得定量分析结果。例如，在支架电镀的电解液里金属比率和镀层里铜Cu含有率之间的关系如图1所示。在电解液里Cu的含有率增加的情形下，镀层里的铜Cu含有率也几乎成正比地增长，按照这种近似的线性关系专门容易治理合金比例；电解液中Cu的含有率与1wt%时的阴极电流密度和镀层中Cu含有率的关系如图2所示，从中不难看出除了在低电流密度时镀层中的Cu含有率偏高—些之外，差不多上与电流密度无关，比较稳固。也确实是讲，电流密度超过2A／cm2以后，差不多上镀层中的含Cu率不再受阴极电流密度左右。

(4)关于电镀层的熔点

关于Sn-Cu电镀层的熔点测试方法如下，取10mg的Sn-Cu镀层，在流淌氮气流速为50mL／分的环境下，将温度由室温开始，以10℃份的升温速度加温到300C，测量其熔点。测试结果，以差示扫描热量分析曲线表示，详见图4所示。对三种样品实测结果，它们的熔融峰值温度都处于Sn-Cu合金的共晶温度227℃邻近(详见图4)；即使是电镀层样品中的Cu含有

率有差异，然而，熔融峰值温度几乎是相同的。

(5)焊料润湿性优秀

有比较才能有鉴别，为了证实Sn-Cu焊料镀层的润湿性是否优秀，采纳Meniscograph方法构成的Zero CrossTime对各种焊料镀层断评比。具体作法是以Soft Alloy GTC-20电解液用支架式电镀方法制造出多种焊料

镀层样品，通过高温高湿处理(温度：60℃相对湿度：95％，处理时刻：16 8小时）后，进行润湿性评比。具体的Menis-cograph测试条件如表2所示。测试样品的制作过程如下：在铜基础材料上先电镀一层Ni，再在其表面上电镀所要测试的Sn-Cu镀层。用作对比的镀层样品是Sn和Sn-Pb镀尾测试条件完全相同。

评比测试的结果，如图4所示。测试样品和对比用样品，当它们在高温高湿处理之前，各个焊料镀层的润湿性几乎是相同的。然而，通过高温高湿处理之后，利用Zero Cross Time进行比较，结果显示在图4里，一目了然。

评比结果，除Sn-3．5wt％Cu镀层的润湿性比Sn-Pb镀层表2Meniscograph 测试条件有所劣化之外，其它含铜率不同的Sn-Cu焊料镀层的润湿性劣化程度专门小，堪称Sn-Cu焊料镀层润湿性优秀。

(6)抑制金属须晶

在铜质的封装引线框架上分别电镀有含Cu为1、2和4wt%的Sn-Cu镀层，并将它们置入50℃的恒温槽中存放3个月。作为对比的样品，它是在引线框架上电镀有Sn镀层，也上搂按上述条件存放3个月。事后观看各个电镀层发觉，作为对比样品的Sn镀层上有明显的针状金属须晶显现，然而种含Cu率的Sn-Cu镀层上却无针状金属须晶。

(7)加工性良好

IC封装引线上的焊料镀层，必须具备柔韧性。因为，引线需要弯曲加工成形，若引线上的焊料镀层缺乏柔韧性，弯曲加工时引起镀层出裂纹并在裂纹处发生基底氧化，从而降低焊接可靠性。为此，曾在0．5mm

厚铜板上和42Alloy板上电镀10μm厚的Sn-1wt%cu镀层，按照JIS规格H 8504进行弯曲实验，结果良好。在铜板和42Alloy板上的镀层，并未发生裂纹，证实加工性良好。

(8)不污染流焊槽

通常，电子元器件焊接差不多上采取使用焊料槽的流焊焊接法，焊接过程中由印刷电路板上有Cu溶入同时镀层中的成份也溶入到流焊槽内，形成污染。关于有Cu溶入焊料槽内的咨询题，如像Sn-Pb焊料槽内有Cu也关系不大，因为已有清除Cu的有用技术。然而，Cu以外的异种金属混入焊料糟时，可能导致流焊特性劣化。为此，日本上村工业公司曾进行过专门研究，该公司开发的Sn-Cu电镀技术和现有的无铅焊料(如像Sn-0．7 Cu、Sn-3.5Ag-0．75Cu和Sn-2．5Ag-0．7Cu-1Bi)技术相容，可不能对流焊槽造成污染。

(9)在阳极上无铜沉积

锡Sn阳极之类的可溶性阳极，通常是设置在电解槽里。当它浸渍在电解液中的情形下，连不通电流时不显现金属置换沉积现象，保持电解液中的金属浓度不变是最重要的。然而，以往的电镀工艺中，几乎不能保证如此一点。此次日本上村工业公司公布的利用Soft Alloy GTC电解液的Sn-Cu电镀技术，却能保证在阳极无Cu置换沉积现象，而且通过对比实验获得证实。该对比实验情形如下：试验用阳极是Sn阳极，作为对比实验用电解液分别是Sn-1wt%Cu、Sn-3．5wt%Ag和Sn-5wt％Bi(均是强酸性电解液)，试验用样品电解液是Soft AlloyGTC-20型So-Cu电解液，实验时把S n阳极投入各个电解液中呈浸渍状态并在常温下放置24小时。对比实验结果表明，浸渍在Sn-1wt%Cu、Sn-3．5wt％Ag和Sn-Swt%Bi电解液中的各Sn阳极，其表面分别都有Cu、Ag和Bi金属沉积，各电解液中的金属浓度都发生变化；然而，浸渍在Soft Alloy GTC-20型Sn-Cu电解液中的Sn阳极上却无Cu沉积，电解液中的金属浓度保持不变。这是Soft AlloyGTC-2 0电解液的独到特点。