电镀铜工艺教材
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黑孔化直接电镀铜培训教材
黑孔化直接电镀铜
制作: 制作:小鑫 QQ：1007022567 QQ：
黑孔简介
黑孔制程其所起的作用与PTH相同，其是在钻孔壁上非以 黑孔制程其所起的作用与PTH相同，其是在钻孔壁上非以 传统化学铜，孔壁导体化，而是以沉积一层黑色的碳膜为 主，提供后续电镀制程能顺利进行。黑孔膜为非金属，导 电性不如化学铜，一般于后续电镀制程上，常先以预镀铜 为晶核基地(这程序称为种核，) 为晶核基地(这程序称为种核，)，加速电镀效率，并确保 孔铜的均匀。而种核所需时间，占整体电镀而言，是非常 少；以板厚 60 mil 为例，所需时间为5分钟左右，电流密 为例，所需时间为5 度一般为2ASD。黑孔的制程简单，操控容易，水平制作 度一般为2ASD。黑孔的制程简单，操控容易，水平制作 时，对于小孔或纵横比大的钻孔板，更是提供最佳的选择。 黑孔液主要是碳粉的悬浮液，因为不含重金属离子及甲醛 等有害物质，所以操作环境比化学铜优，且无致癌问题， 不含螯合物，于废水处理上，也较化学铜简易，污泥量也 少许多。
小鑫制作—QQ1007022567
BHE
设备维护与保养
日保养 1每天检查喷嘴是否堵塞,若有堵塞,清理疏通. 每天检查喷嘴是否堵塞,若有堵塞,清理疏通. 不可用利物剧烈捅喷嘴,先用气吹, 不可用利物剧烈捅喷嘴,先用气吹,无法吹出 时用细针小心将异物挑出。 2每班清洗吸水海棉滚轮;当有明显污渍时用 每班清洗吸水海棉滚轮; 清洁剂清洗，然后用DI水清洗干净。 清洁剂清洗，然后用DI水清洗干净。
小鑫制作—QQ1007022567
BHE
各流程详细说明
清洁/ 清洁/整孔 1 此槽液为微碱性溶液。主要功能为调整树脂与玻纤上的电性(将原有 此槽液为微碱性溶液。主要功能为调整树脂与玻纤上的电性( 的负电调节为带正电) 的负电调节为带正电)，以利黑孔带负电的碳胶体附着。 2 清洁/整孔剂为界面活性剂的一种，藉由界面活性剂的疏水基深入孔 清洁/ 壁，将污物带出，以达清洁之功效；其亲水基则是将树脂与玻纤调整 为带正电荷。 3 此药剂使用一段时间后，槽液会渐转为蓝色，这是因此种界面活性 剂会轻微咬铜所致。. 剂会轻微咬铜所致。. 4 此槽液的药剂选择相当重要，因为它将决定碳胶体的附着效力。 5因为此槽液为界面活性剂，故需注意水刀、水床、阻水滚轮，与水 盘的密合度，以降低因机械搅拌所产生的泡沫。因为泡沫的生成，将 会减损整孔功效与槽液的寿命。 6 因为玻纤束不易改变电性，故于清洁/整孔程序后，会再经一道整孔 因为玻纤束不易改变电性，故于清洁/ 处理，以确保孔壁的电性皆为正电荷。
制作: 制作:小鑫 QQ：1007022567 QQ：
黑孔简介
黑孔制程其所起的作用与PTH相同，其是在钻孔壁上非以 黑孔制程其所起的作用与PTH相同，其是在钻孔壁上非以 传统化学铜，孔壁导体化，而是以沉积一层黑色的碳膜为 主，提供后续电镀制程能顺利进行。黑孔膜为非金属，导 电性不如化学铜，一般于后续电镀制程上，常先以预镀铜 为晶核基地(这程序称为种核，) 为晶核基地(这程序称为种核，)，加速电镀效率，并确保 孔铜的均匀。而种核所需时间，占整体电镀而言，是非常 少；以板厚 60 mil 为例，所需时间为5分钟左右，电流密 为例，所需时间为5 度一般为2ASD。黑孔的制程简单，操控容易，水平制作 度一般为2ASD。黑孔的制程简单，操控容易，水平制作 时，对于小孔或纵横比大的钻孔板，更是提供最佳的选择。 黑孔液主要是碳粉的悬浮液，因为不含重金属离子及甲醛 等有害物质，所以操作环境比化学铜优，且无致癌问题， 不含螯合物，于废水处理上，也较化学铜简易，污泥量也 少许多。
小鑫制作—QQ1007022567
BHE
设备维护与保养
日保养 1每天检查喷嘴是否堵塞,若有堵塞,清理疏通. 每天检查喷嘴是否堵塞,若有堵塞,清理疏通. 不可用利物剧烈捅喷嘴,先用气吹, 不可用利物剧烈捅喷嘴,先用气吹,无法吹出 时用细针小心将异物挑出。 2每班清洗吸水海棉滚轮;当有明显污渍时用 每班清洗吸水海棉滚轮; 清洁剂清洗，然后用DI水清洗干净。 清洁剂清洗，然后用DI水清洗干净。
小鑫制作—QQ1007022567
BHE
各流程详细说明
清洁/ 清洁/整孔 1 此槽液为微碱性溶液。主要功能为调整树脂与玻纤上的电性(将原有 此槽液为微碱性溶液。主要功能为调整树脂与玻纤上的电性( 的负电调节为带正电) 的负电调节为带正电)，以利黑孔带负电的碳胶体附着。 2 清洁/整孔剂为界面活性剂的一种，藉由界面活性剂的疏水基深入孔 清洁/ 壁，将污物带出，以达清洁之功效；其亲水基则是将树脂与玻纤调整 为带正电荷。 3 此药剂使用一段时间后，槽液会渐转为蓝色，这是因此种界面活性 剂会轻微咬铜所致。. 剂会轻微咬铜所致。. 4 此槽液的药剂选择相当重要，因为它将决定碳胶体的附着效力。 5因为此槽液为界面活性剂，故需注意水刀、水床、阻水滚轮，与水 盘的密合度，以降低因机械搅拌所产生的泡沫。因为泡沫的生成，将 会减损整孔功效与槽液的寿命。 6 因为玻纤束不易改变电性，故于清洁/整孔程序后，会再经一道整孔 因为玻纤束不易改变电性，故于清洁/ 处理，以确保孔壁的电性皆为正电荷。
实验四--光亮电镀铜
实验四光亮电镀铜一、目的及要求1、熟悉电镀小试的装置和仪器设备。
2、掌握光亮镀铜溶液的配制及预镀工艺。
3、进行赫尔槽试验，分析光亮剂影响。
二、仪器、化学试剂直流电源、电炉、控温仪、赫尔槽及试片、电解铜板；硫酸铜、硫酸、镀铜光亮剂、镀镍溶液、镍阳极。
三、实验步骤1、工艺流程试片准备――酸洗――水洗――除油――水洗――浸蚀――预镀镍――（或铜锡合金）――水洗――酸性亮铜――水洗2、溶液配方及工艺条件预镀镍溶液：硫酸镍： 120～140g/L氯化钠： 7～9 g/L硼酸： 0～40 g/L无水硫酸钠： 50～80 g/L十二烷基硫酸钠： 0.01～0.02 g/LpH： 5.0～6.0温度： 30～50℃电流密度： 0.8～1.5A/dm2酸性亮铜溶液：硫酸铜： 200～220 g/L硫酸（1.84）： 60～70 g/L四氢噻唑硫酮： 5×10-4～3×10-3 g/L盐酸： 0.02～0.08 g/L十二烷基硫酸钠： 0.05～0.2 g/L温度： 10～30℃（室温）电流密度： 1～4 A/dm2搅拌：阴极移动3、用赫尔槽实验观察光亮剂对同层质量影响，记录试验情况。
五、思考问题及要求1、酸性亮铜电镀前为什么要进行预镀？预镀工艺有哪几种？2、溶液pH对铜层质量有什么影响？4、以论文形式写出光亮剂对镀层质量影响为内容的实验报告。
附录用有机玻璃板自制赫尔槽赫尔槽结构简单，制造和使用方便。
目前国内外已广泛应用于电镀实验和工厂生产的质量管理，特别是应用于光亮电镀添加剂的控制，成为电镀工作者不可缺少的工具，267ml赫尔槽尺寸如图。
材料：有机玻璃；槽深：65；厚：3-5一、目的要求掌握有机玻璃黏结技术，自制267ml赫尔槽二、药品与材料：有机玻璃板3~5mm厚钢锯、细纱布180~270#、脱脂棉。
100ml棕色试剂瓶1个三氯化烷、乙醇三、有机玻璃黏结剂配制：配方：三氯甲烷95ml乙醇1~2 ml有机玻璃碎块或碎屑5克。
电镀知识简介培训教材-课件
Confidential QA
Cu Hg Ag Pt Au
LOTES
镀层的防腐
电镀简介
防止化学腐蚀：进行镀金或镀银处理
防止原电池腐蚀：
1.镀层本身的化学性质：采用电极电位较低的镀层保护底
材﹔
2.提高镀层的厚度﹔
3.减少镀层的孔隙﹔
4.改良环境。比如：要海运的连接器最好采用隔绝包装甚至
采用真空包装
Confidential QA
Pd/Ni plating contact area
后
处
Water cleaning
Hot air drying
Packaging
理
Confidential QA
电镀简介
Acid activation Overall Ni plating
LOTES
电镀安全知识
电镀简介
1.连接器电镀特殊药品
a.剧毒物品:
(2)装饰性电镀：装饰零件的外表,使其光亮美观：首饰，金佛
(3)功能性电镀：
提高零件表面硬度,耐磨性：轮胎钢圈镀铬;
增加金属表面的反光和防反光能力：灯饰
提高导电性能：塑料电镀，镀金、银;
提高导磁性能：磁盘镀镍;
提高光的反射性能：汽车灯反光底罩﹔
防止局部渗碳,渗氮：钢材镀镍铬前用镀铜打底;
修复尺寸:精密仪器﹔
接触部分的接触信赖性, 在其接触部位进行镀金处理,
电化学腐蚀：金属和电解质溶液接触时﹐由于电化学作用而引起的 腐蚀﹒
原因：形成了原电池﹐在此腐蚀电池中﹐负极发生氧化,
Confidential QA
LOTES
镀层的腐蚀
电镀简介
原电池形成：
二氧化硫,氧气,水,硫 化氢等腐蚀性气体
Cu Hg Ag Pt Au
LOTES
镀层的防腐
电镀简介
防止化学腐蚀：进行镀金或镀银处理
防止原电池腐蚀：
1.镀层本身的化学性质：采用电极电位较低的镀层保护底
材﹔
2.提高镀层的厚度﹔
3.减少镀层的孔隙﹔
4.改良环境。比如：要海运的连接器最好采用隔绝包装甚至
采用真空包装
Confidential QA
Pd/Ni plating contact area
后
处
Water cleaning
Hot air drying
Packaging
理
Confidential QA
电镀简介
Acid activation Overall Ni plating
LOTES
电镀安全知识
电镀简介
1.连接器电镀特殊药品
a.剧毒物品:
(2)装饰性电镀：装饰零件的外表,使其光亮美观：首饰，金佛
(3)功能性电镀：
提高零件表面硬度,耐磨性：轮胎钢圈镀铬;
增加金属表面的反光和防反光能力：灯饰
提高导电性能：塑料电镀，镀金、银;
提高导磁性能：磁盘镀镍;
提高光的反射性能：汽车灯反光底罩﹔
防止局部渗碳,渗氮：钢材镀镍铬前用镀铜打底;
修复尺寸:精密仪器﹔
接触部分的接触信赖性, 在其接触部位进行镀金处理,
电化学腐蚀：金属和电解质溶液接触时﹐由于电化学作用而引起的 腐蚀﹒
原因：形成了原电池﹐在此腐蚀电池中﹐负极发生氧化,
Confidential QA
LOTES
镀层的腐蚀
电镀简介
原电池形成：
二氧化硫,氧气,水,硫 化氢等腐蚀性气体
《电镀铜技术》课件
《电镀铜技术》PPT课件
目录
CONTENTS
• 电镀铜技术概述 • 电镀铜的工艺流程 • 电镀铜的设备与材料 • 电镀铜的环保与安全 • 电镀铜的发展趋势与未来展望
01 电镀铜技术概述
CHAPTER
电镀铜的定义
电镀铜是一种通过电解方法在金属表面沉积一层铜的过程。
电镀铜技术广泛应用于电子、航空航天、汽车、建筑等领域 。
分类处理
电镀铜废弃物应按照危险废物和一般废物的分类原则进行 分类处理。危险废物应交由有资质的单位进行处置，一般 废物可按照当地有关规定进行处置。
合理利用
对于可回收利用的电镀铜废弃物，应进行合理利用，减少 资源浪费。
规范处置
对于不能回收利用的电镀铜废弃物，应按照国家和地方有 关规定进行规范处置，防止对环境造成二次污染。 Nhomakorabea调整pH值
通过加入酸或碱调整溶液 的pH值，保持电镀液的稳 定性。
电镀铜的操作步骤
挂具准备
根据工件形状和大小，选择合适 的挂具，确保工件在电镀过程中 稳定悬挂。
电镀液的加热
将电镀液加热至适宜的温度，以 提高电镀效率和镀层质量。
通电电镀
将工件浸入电镀液中，通过直流 电源通电进行电镀。控制电流密 度、电镀时间和温度等参数，以 获得良好的镀层质量。
03
汽车行业
电镀铜被用于汽车零部件的制造 ，以提高耐腐蚀性和外观质量。
02
航空航天
电镀铜被用于制造高性能的航空 航天材料，以提高耐腐蚀性和导
电性。
04
建筑行业
电镀铜被用于建筑装饰和结构件 的制造，以提高耐腐蚀性和美观
度。
02 电镀铜的工艺流程
CHAPTER
前处理
表面清洁
目录
CONTENTS
• 电镀铜技术概述 • 电镀铜的工艺流程 • 电镀铜的设备与材料 • 电镀铜的环保与安全 • 电镀铜的发展趋势与未来展望
01 电镀铜技术概述
CHAPTER
电镀铜的定义
电镀铜是一种通过电解方法在金属表面沉积一层铜的过程。
电镀铜技术广泛应用于电子、航空航天、汽车、建筑等领域 。
分类处理
电镀铜废弃物应按照危险废物和一般废物的分类原则进行 分类处理。危险废物应交由有资质的单位进行处置，一般 废物可按照当地有关规定进行处置。
合理利用
对于可回收利用的电镀铜废弃物，应进行合理利用，减少 资源浪费。
规范处置
对于不能回收利用的电镀铜废弃物，应按照国家和地方有 关规定进行规范处置，防止对环境造成二次污染。 Nhomakorabea调整pH值
通过加入酸或碱调整溶液 的pH值，保持电镀液的稳 定性。
电镀铜的操作步骤
挂具准备
根据工件形状和大小，选择合适 的挂具，确保工件在电镀过程中 稳定悬挂。
电镀液的加热
将电镀液加热至适宜的温度，以 提高电镀效率和镀层质量。
通电电镀
将工件浸入电镀液中，通过直流 电源通电进行电镀。控制电流密 度、电镀时间和温度等参数，以 获得良好的镀层质量。
03
汽车行业
电镀铜被用于汽车零部件的制造 ，以提高耐腐蚀性和外观质量。
02
航空航天
电镀铜被用于制造高性能的航空 航天材料，以提高耐腐蚀性和导
电性。
04
建筑行业
电镀铜被用于建筑装饰和结构件 的制造，以提高耐腐蚀性和美观
度。
02 电镀铜的工艺流程
CHAPTER
前处理
表面清洁
电镀(PTH)制程讲解
电镀+PTH制程知识讲解
非技术人员培训教材
制作：魏金龙
电镀+PTH制程知识讲解
‧电镀的常识与作用 ‧电镀工艺流程 ‧电镀的功能作用及参数条件影响
‧设备的功能作用及要求
‧电镀的主要品质问题及改善方案
一、电镀的定义与作用
1. PTH(Plated Through Hole)为镀通孔之意，作用为将原 非金属之孔壁使其镀上一层薄铜（即金属化），以利后续电 镀铜顺利镀上，使其上下铜层或与内层铜顺利达到相连通之 目的。
1分钟 6分钟
微蚀
120L
H2SO4 CU2+
1次/天
室温
90秒
预浸
PTH 活化
120L
Sg HCL Sg
1次/天
室温
60秒
保养后， 开线生 产前必 须全线 分析药 液，OK 后才可 以生产
120L
HCL 强度
1次/天
38±2℃
8分钟
速化
120L
YC-204 Cu2+
四、设备的功能作用及要求
1‧阳极移动 阳极移动副度20~25毫米，速度5~45次/分。阴极移动应 与阳极的表面垂直，可提高镀层的均匀性 2‧压缩空气 将液面鼓起3~4cm小于或等于0.08m2/min，空气搅拌不仅 带给镀液的强烈翻动且提供氧气促进溶液中的Cu2+氧化 成Cu+的干扰，避免铜渣的产生、稳定药水的循环及成份 的补给。 3‧过滤：将槽液1~2h/次翻动，净化槽液，使槽液中的有 机杂质及时除去以免污染槽液，影响品质，同时槽液大 量的翻动可调整药水的浓度维持平衡。
2.电镀是一种用电解的方法沉积具有所需形态的镀层过程叫 电镀，他的作用是加厚孔铜及面铜，使镀层具有半光泽性、 延展性、抗拉性。
非技术人员培训教材
制作：魏金龙
电镀+PTH制程知识讲解
‧电镀的常识与作用 ‧电镀工艺流程 ‧电镀的功能作用及参数条件影响
‧设备的功能作用及要求
‧电镀的主要品质问题及改善方案
一、电镀的定义与作用
1. PTH(Plated Through Hole)为镀通孔之意，作用为将原 非金属之孔壁使其镀上一层薄铜（即金属化），以利后续电 镀铜顺利镀上，使其上下铜层或与内层铜顺利达到相连通之 目的。
1分钟 6分钟
微蚀
120L
H2SO4 CU2+
1次/天
室温
90秒
预浸
PTH 活化
120L
Sg HCL Sg
1次/天
室温
60秒
保养后， 开线生 产前必 须全线 分析药 液，OK 后才可 以生产
120L
HCL 强度
1次/天
38±2℃
8分钟
速化
120L
YC-204 Cu2+
四、设备的功能作用及要求
1‧阳极移动 阳极移动副度20~25毫米，速度5~45次/分。阴极移动应 与阳极的表面垂直，可提高镀层的均匀性 2‧压缩空气 将液面鼓起3~4cm小于或等于0.08m2/min，空气搅拌不仅 带给镀液的强烈翻动且提供氧气促进溶液中的Cu2+氧化 成Cu+的干扰，避免铜渣的产生、稳定药水的循环及成份 的补给。 3‧过滤：将槽液1~2h/次翻动，净化槽液，使槽液中的有 机杂质及时除去以免污染槽液，影响品质，同时槽液大 量的翻动可调整药水的浓度维持平衡。
2.电镀是一种用电解的方法沉积具有所需形态的镀层过程叫 电镀，他的作用是加厚孔铜及面铜，使镀层具有半光泽性、 延展性、抗拉性。
PCB电镀铜培训教材
阳极膜本身对(Cu+--e→Cu2+)反应有催化、加速 作用，从而减少Cu+的积累。
阳极膜形成后能抑制Cu+的继续产生 阳极膜具有金属导电性 磷铜较纯铜阳极化小(1A/dm2 P0.04-0.065%磷铜的阳极 化 比无氧铜低50mv-80mv)不会导致阳极钝化。 阳极膜会使微小晶粒从阳极脱落的现象大大减少 阳极膜在一定程度上阻止了铜阳极的过快溶解
距槽底3－8cm，气孔直径2 mm孔间距80－ 130mm。孔中心线与垂直方向成45°角。 过滤
PP滤芯、1－5μm过滤精度、流量2－6次循环/ 小时 阳极
磷铜阳极、含磷0.04-0.065%
11
磷铜阳极的特色
通电后磷铜表面形成一层黑色(或棕黑)的薄膜黑 色(或棕黑色)薄膜为Cu3P又称磷铜阳极膜 磷铜阳极膜的作用
22
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
电镀铜溶液 电镀铜溶液的电导率 硫酸的浓度 温度 硫酸铜浓度 添加剂 板厚度(L),孔径(d) 纵横比 ：（板厚 inch） /（孔径 inch）
搅拌: 提高电流密度表面分布也受分散能力影响.
23
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
37
问题1. 板子正反两面镀层厚度不均
可能原因 1.板子两面的电镀面积不一致，尤其当一面是接
地层面而另一面是线路面时 以正反排板方式将板子两面的待镀面积 加
以调整或适当增加DUMMY PAD. 2. 可能是某一边阳极之线缆系统导电不良所致
检查及改善
38
问题2. 镀层过薄
可能原因 1. 电镀过程中，电流或时间不足
仅高电流密度区烧焦,试片的其它区域仍 然正常,仅酸铜光泽剂低
改正方法:添加 0.1—0.2 ml/l酸铜光泽剂 HULL CELL 图样如下页图
阳极膜形成后能抑制Cu+的继续产生 阳极膜具有金属导电性 磷铜较纯铜阳极化小(1A/dm2 P0.04-0.065%磷铜的阳极 化 比无氧铜低50mv-80mv)不会导致阳极钝化。 阳极膜会使微小晶粒从阳极脱落的现象大大减少 阳极膜在一定程度上阻止了铜阳极的过快溶解
距槽底3－8cm，气孔直径2 mm孔间距80－ 130mm。孔中心线与垂直方向成45°角。 过滤
PP滤芯、1－5μm过滤精度、流量2－6次循环/ 小时 阳极
磷铜阳极、含磷0.04-0.065%
11
磷铜阳极的特色
通电后磷铜表面形成一层黑色(或棕黑)的薄膜黑 色(或棕黑色)薄膜为Cu3P又称磷铜阳极膜 磷铜阳极膜的作用
22
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
电镀铜溶液 电镀铜溶液的电导率 硫酸的浓度 温度 硫酸铜浓度 添加剂 板厚度(L),孔径(d) 纵横比 ：（板厚 inch） /（孔径 inch）
搅拌: 提高电流密度表面分布也受分散能力影响.
23
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
37
问题1. 板子正反两面镀层厚度不均
可能原因 1.板子两面的电镀面积不一致，尤其当一面是接
地层面而另一面是线路面时 以正反排板方式将板子两面的待镀面积 加
以调整或适当增加DUMMY PAD. 2. 可能是某一边阳极之线缆系统导电不良所致
检查及改善
38
问题2. 镀层过薄
可能原因 1. 电镀过程中，电流或时间不足
仅高电流密度区烧焦,试片的其它区域仍 然正常,仅酸铜光泽剂低
改正方法:添加 0.1—0.2 ml/l酸铜光泽剂 HULL CELL 图样如下页图
沉铜、电镀工序培训讲义
除胶前后孔壁状态对比
第7页
入职工艺知识培训讲义
RD-CM-WI01S1A
高锰酸钾再生
除胶过程中，高锰酸钾逐渐被还原，氧化能力弱的锰酸钾以及不溶性的二 氧化锰浓度增大，使得溶解树脂的能力逐渐变低，同时生成的二氧化锰沉淀于 槽内，易于附着于印制板上，而造成产品不良。所以，必须进行氧化再生。
4K2MnO4 + O2 + 2H2O → 4KMnO4 + 4KOH
维护频率 每12H 每12H 每12H 每12H 每12H 每12H 每天 每天 每天 每天
工艺控制参数 氧化缸温度75-85℃（设定78℃） 中和缸温度40-50℃（设定45℃） 膨松缸温度73-83℃（设定78℃） 除油缸温度38-45℃（设定40℃） 微蚀缸温度25-32℃（设定30℃） 活化缸温度40-48℃（设定45℃） 加速缸温度22-30℃（设定25℃） 化学沉铜温度30-38℃（设定34℃） 震动频率：运转20S停止20S
化学沉铜（PTH）
第6页
入职工艺知识培训讲义
RD-CM-WI01S1A
各工步工作原理
去毛刺：通过刷磨去除钻孔后的孔口毛刺与孔内钻屑。 溶胀：溶胀环氧树脂，使其软化，保证高锰酸钾去钻污效果。 除胶：利用高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与使溶胀软化 的环氧树脂钻污氧化裂解 中和：去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。
流负载的需要。 掩孔电镀：一次性将孔铜和面铜加厚到客户需求的厚度（20-25µm）。 电镀填孔：将盲孔进行电镀铜的填充，实现盲孔的互联。
第12页
入职工艺知识培训讲义
1.2.2 电镀铜的主要工艺流程：
图形电镀工艺： 除油→微蚀→预浸→镀铜→浸酸→镀锡
PCB电镀铜锡工艺(工程师培训资料)
— H2SO4
：濃度太低，溶液導電性差，鍍液分散能力差。 濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅
鍍層的延伸率不利。
— Cl-
：濃度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦；
濃度太高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤。
— 添加劑 ：（後面專題介紹）
溫度
操作條件對酸性鍍銅效果的影響
光亮剂/载体/整平剂的混 合l b c c c b c c b l l
c c b
l b lc l b b lc
c b c b b
电镀铜镀层厚度估算方法
电镀铜镀层厚度估算方法(mil)
— 电镀阴极电流密度(ASD) X 电镀时间(分钟) / 114
1 mil = 25.4 µm
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
— 溫度升高，電極反應速度加快，允許電流密度提高，鍍層沉 積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結 晶粗糙，亮度降低。
— 溫度降低，允許電流密度降低。高電流區容易燒焦。防止鍍 液升溫過高方法：鍍液負荷不大于0.2A/L，選擇導電性能優 良的挂具，減少電能損耗。配合冷水機，控制鍍液溫度。
電流密度
過濾
PP濾芯、5－10m過濾精度、流量2－5次循環/小時
陽極
磷銅陽極、含磷0.04-0.065%
磷銅陽极的特色
通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜 黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜 磷銅陽极膜的作用
— 陽极膜本身對(Cu+--e→Cu2+)反應有催化、加速作用，從而 減少Cu+的積累。
Copper Gleam 125T-2(CH)之镀液于投入生产前需作假镀处理, 促使铜阳极上能形成一均匀之阳极膜, 以确保能镀出品质优良 之镀层。假镀之程序为先以假镀板, 用14~20 ASF (约0.2安培 /公升) 电镀24小时直至达到5安培小时每公升溶液。 为避免 过厚镀层剥落在电镀槽液, 假镀板每2~4小时更换。当完成假 镀程序后, 镀液便可作生产之用。
电镀铜技术.
24
搅拌方式的介绍
传统方法： 垂直板面或斜向15~45°，1″~3″摆幅，总摆幅据孔内铜
离子交换来计算，通常采用1m/min，配合空气搅拌有时会加上
振荡或超声波振荡。
25
搅拌方式的介绍
改进方法：
采用喷射系统（如GZ Phase IV），利用高压泵浦在缸内靠近板 面位置（距离约为2″），以1~2kg/cm2压力喷出镀液，搅动镀液， 同时配合沿板面方向摇摆，使喷射均匀。此法对于电镀厚板及盲 孔很有帮助； 采用Eductor，此法是在缸底加装喇叭形喷咀，利用喷射的镀液带 动缸内镀液，流量约增加3~4倍，可使搅拌强度成倍增加。
10
磷铜阳极
含磷量适中（0.035%~0.070%）： 黑色磷膜较适中，且结构紧密，结合牢，不易脱落； 阳极泥较少。
含磷量太低（<0.005%）时，虽有黑膜生成，但太薄，效果
不理想。
11
硫酸铜/硫酸
电镀液中的主盐，提供阳极反应时的Cu2+，并通过阳极溶解获得
Cu2+的补充。 硫酸铜的浓度过低，易导致高电流区烧焦，电镀时可采用的电 流密度须减小； 硫酸铜的浓度过高，镀液分散能力下降； 硫酸的浓度过低，溶液导电性差，镀液分散能力差； 硫酸的浓度过高，降低Cu2+的迁移率，效率降低，镀层延展性 下降。
搅拌：
消除浓差极化，提高允许电流密度，提高生产效率。
通常采用空气搅拌加摇摆（阴极移动）来实现。 目前尚有采用Eductor或液下喷射等方法。
22
五、机 器 设 备
电镀铜的主要设备为：（以龙门式垂直挂镀线为例）
镀槽：包含阳极杆、阳极钛篮、阴极铜座、摇摆、阳极挡板、
阴极浮夹、空气搅拌管道、循环管道。
搅拌方式的介绍
传统方法： 垂直板面或斜向15~45°，1″~3″摆幅，总摆幅据孔内铜
离子交换来计算，通常采用1m/min，配合空气搅拌有时会加上
振荡或超声波振荡。
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搅拌方式的介绍
改进方法：
采用喷射系统（如GZ Phase IV），利用高压泵浦在缸内靠近板 面位置（距离约为2″），以1~2kg/cm2压力喷出镀液，搅动镀液， 同时配合沿板面方向摇摆，使喷射均匀。此法对于电镀厚板及盲 孔很有帮助； 采用Eductor，此法是在缸底加装喇叭形喷咀，利用喷射的镀液带 动缸内镀液，流量约增加3~4倍，可使搅拌强度成倍增加。
10
磷铜阳极
含磷量适中（0.035%~0.070%）： 黑色磷膜较适中，且结构紧密，结合牢，不易脱落； 阳极泥较少。
含磷量太低（<0.005%）时，虽有黑膜生成，但太薄，效果
不理想。
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硫酸铜/硫酸
电镀液中的主盐，提供阳极反应时的Cu2+，并通过阳极溶解获得
Cu2+的补充。 硫酸铜的浓度过低，易导致高电流区烧焦，电镀时可采用的电 流密度须减小； 硫酸铜的浓度过高，镀液分散能力下降； 硫酸的浓度过低，溶液导电性差，镀液分散能力差； 硫酸的浓度过高，降低Cu2+的迁移率，效率降低，镀层延展性 下降。
搅拌：
消除浓差极化，提高允许电流密度，提高生产效率。
通常采用空气搅拌加摇摆（阴极移动）来实现。 目前尚有采用Eductor或液下喷射等方法。
22
五、机 器 设 备
电镀铜的主要设备为：（以龙门式垂直挂镀线为例）
镀槽：包含阳极杆、阳极钛篮、阴极铜座、摇摆、阳极挡板、
阴极浮夹、空气搅拌管道、循环管道。
(工艺技术)电镀黄铜工艺
（工艺技术）电镀黄铜工艺第六章电镀黄铜工艺第一节概述在第二章中已经介绍了黄铜镀层对钢帘线与橡胶粘合的至关重要的作用，本章将阐述获得黄铜镀层的方法，即电镀黄铜工艺。
铜含量高于锌的铜锌合金通常称为黄铜，1841 年就已发明了镀黄铜。
最早的镀黄铜槽液是把硫酸铜和硫酸锌转换成碳酸盐，然后再在氰化钾溶液中溶解，使用低电流密度进行电镀。
这种方法一直沿用到1915 年，随着科技的进步发展成为现代的氰化电镀工艺。
1974 年第三版《现代电镀》中提到，专家们“研究了在1960 年之前研究过的所有不同类型镀黄铜槽液之后下结论说，迄今为止，还没有一种槽液能满意地代替氰化黄铜槽液”。
因为氰化物剧毒，人们总想摆脱它，一直在研究非氰电镀黄铜工艺。
60 年代，一些欧洲国家(如前苏联、意大利等)对“两步法”(先镀铜，后镀锌，再热扩散而形成铜锌合金的方法，又称热扩散法)非氰电镀黄铜工艺进行了工业性试验，并于 70 年代投入了规模生产。
值得一提的是，我国从 60 年代末开始，曾探索过“一步法”(直接镀铜锌合金的方法)非氰电镀黄铜工艺，选用焦磷酸盐一草酸镀液体系，从实验室试验到中间试验反复进行了几年时间，先后生产了Φ 0.8mm 镀黄铜钢丝10 余吨，捻制成7×3×0.147和3+9+9×3×O.147两种结构钢帘线用于子午线轮胎，进行了里程试验，并与氰化电镀产品对照，所得数据表明其质量与氰化法不相上下。
后来投入大生产时，仅连续运行几天时间便发现阳极钝化严重，经试验分析初步认定是镀液中派生物磷酸氢二钠过多所致，最后高达 lOOg／l 以上，而且很难除去。
工程技术人员做了大量工作，企图复苏焦磷酸盐一草酸电镀液，限于当时的条件，工作未能继续下去，最后不得不终止它的应用。
这种独创性的电镀黄铜工艺虽未取得最后成功，但对后人有借鉴作用。
目前，钢丝电镀黄铜工艺处于氰化法和热扩散法并存在的局面。
据国外考察，意大利几乎所有的钢帘线生产厂都采用热扩散法电镀工艺;而法国米其林公司年产 18.5 万吨钢帘线，则全部采用氰化法电镀工艺，只有在泰国所建的一个分厂采用热扩散法。
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標准電極電位
。 Cu2+ / Cu 。 Cu+ / Cu = +0.34V 。 Cu2+ / Cu ＋ = +0.15V = +0.51V
陽極：
Cu -2e Cu2+
Cu - e Cu+ 2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ 2Cu2+ + H2O
副反應
2Cu+ + 2 H2O 2CuOH + 2H+
电镀铜工艺
苏州麦特隆特用化学品有限公司
电镀铜工艺
铜的特性
– 铜,元素符号Cu,原子量63.5,密度8.89克/立方厘米,Cu2+的电化当
量1.186克/安时.
– 铜具有良好的导电性和良好的机械性能. – 铜容易活化,能够与其他金属镀层形成良好的金属--金属间键合
,从而获得镀层间的良好结合力.
电镀铜工艺的功能
（1）鍍層均勻、細致、平整、無麻點、無針孔，有良好外 觀的光亮或半光亮鍍層。 （2）鍍層厚度均勻，板面鍍層厚度與孔壁鍍層厚度之比接 近1：1。 （3）鍍層與銅基體結合牢固，在鍍後和後續工序的加工過程 中，不會出現起泡、起皮等現象。 （4）鍍層導電性好 （5）鍍層柔軟性好，延伸率不低于10%，抗張強度20-50Kg/mm2, 以保證在後工序波峰焊和熱風整平時，不至于固環氧樹脂 基材上銅鍍層的膨脹系數不同導致鍍銅層産生縱向斷裂 （環氧樹脂膨脹系數12.810-5 /℃ ,銅的膨脹系數0.68 10-5 /℃)
陽極
磷銅陽極、含磷0.04-0.065%
為何不用電解銅或無氧銅作陽极???
銅粉多，陽极泥多。 鍍層易產生毛刺和粗糙。 銅离子濃度逐漸升高，難以控制。 添加劑消耗量大。 陽极利用率低。
磷銅陽极的特色
通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜
黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜
电镀铜工艺
– 在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜,以提供足够的导电
性/厚度及防止导电电路出现发热和机械缺陷.
电镀铜工艺的功能
电镀铜层的作用
– 作为孔的化学沉铜层的加厚层,通过全板镀铜达到厚度5-8微米,
称为加厚铜.
– 作为图形电镀锡或镍的底层,其厚度可达20-25微米,称为图形镀 铜.
对铜镀层的基本要求
磷銅陽极的特色
当阳极电流密度0.4-1.5A/dm2时，阳极含磷量与黑膜 生成量成线性关系，当含P0.035%-0.0.75%时，阳极铜 的利用率最高，泥渣生成量最少。当P含量太低0.005% 以下，虽有黑膜生成但是太薄，不足以保护铜阳极， 当P含量太高时，黑 膜太厚，阳极溶解不好，阳极 泥 渣多，镀液中铜浓度下降，添加剂消耗增加。
电镀铜的原理
直流 整流器
nene-
+
阳极 离子交换
电镀上铜层 阴极 (受镀物件) 镀槽
Cu
Cu2+ + 2e-
Cu2+ + 2e-
Cu
电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl +添加剂)
-
硫酸鹽酸性鍍銅的機理
電極反應
陰極： 副反應 Cu2+ +2eCu Cu2+ + eCu＋ Cu+ + eCu
2Cu+ Cu2+ + Cu Cu2O + H2O
酸性鍍銅液各成分及特性簡介
酸性鍍銅液成分
— 硫酸銅（CuSO4.5H2O) — 硫酸 (H2SO4)
— 氯離子（Cl-) — 添加劑
酸性鍍銅液各成分功能
— CuSO4.5H2O ：主要作用是提供電鍍所需Cu2＋及提高導電能力 — H2SO4 — Cl— 添加劑 ：主要作用是提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。 ：主要作用是幫助陽極溶解，協助改善銅的析出，結晶。 ：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。
对镀铜液的基本要求
（1）有良好的分散能力和深鍍能力，即使在很低的電流 密度下，也能得到均勻細致的鍍層，以保證在印制 板的板厚孔徑比較大時，仍能達Ts:Th接近1：1。 （2）電流密度範圍寬，如在赫爾槽2A下，全板鍍層均勻 一致。 （3）鍍液穩定，便于維護，對雜質的容忍性高，對溫度 的容忍性高。 （4）鍍液對覆銅箔板無傷害
電流密度
— 提高電流密度，可以提高鍍層沉積速率，但應注意其鍍層 厚度分布變差。
攪拌
— 陰極移動：陰極移動是通過陰極杆的往複運動來實現 工件的移動。移動方向與陽極成一定角度。陰極移動振幅 50－75mm，移動頻率10－15次/分
振动与摆动
振动与摆动的主要作用是降低diffusion layer的厚度 （增大表面张力），赶走孔内的气泡，加速孔内镀液 的补充与更新，提升镀件品质。
磷銅陽极膜的作用
— 陽极膜本身對(Cu+--e→Cu2+)反應有催化、加速作用，從而
減少Cu+的積累。
— 陽极膜形成后能抑制Cu+的繼續產生 — 陽极膜的電導率為1.5X104
-1
cm-1具有金屬導電性
— 磷銅較純銅陽极化小(1A/dm2 P0.04-0.065%磷銅的陽极化
比無氧銅低50mv-80mv)不會導致陽极钝化。 — 陽极膜會使微小晶粒從陽級脫落的現象大大減少 — 陽极膜在一定程度上阻止了銅陽极的過快溶解
酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響
— CuSO4.5H2O ：濃度太低，高電流區鍍層易燒焦；
濃度太高，鍍液分散能力會降低。 — H2SO4 ：濃度太低，溶液導電性差，鍍液分散能力差。 濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅
鍍層的延伸率不利。
— Cl— 添加劑 ：濃度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦； 濃度太高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤。 ：（後面專題介紹）
振幅 >200µ m 振频 根据实际情况调节，一般振30s停20s 摆幅 5~6cm 摆频 10~12次/分
— 空氣攪拌
無油壓縮空氣流量0.3-0.8m3 / min.m2 打氣管距槽底3－8cm，氣孔直徑2 mm孔間距80－130 mm。 孔中心線與垂直方向成45o角。
過濾
PP濾芯、5－10m過濾精度、流量2－5次循環/小時
操作條件對酸ห้องสมุดไป่ตู้鍍銅效果的影響
溫度
— 溫度升高，電極反應速度加快，允許電流密度提高，鍍層沉 積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結 晶粗糙，亮度降低。 — 溫度降低，允許電流密度降低。高電流區容易燒焦。防止鍍 液升溫過高方法：鍍液負荷不大于0.2A/L，選擇導電性能優 良的挂具，減少電能損耗。配合冷水機，控制鍍液溫度。