浅谈磷铜阳极纯化的产生原因及解决措施
阳极铜主品位杂质质量控制方案
阳极铜产品质量是否达标是否合格，主要是由原料的组分和比例以及生产过程控制两个方面因素决定的;云铜凯通在2022 年和2022 年的生产经营中，因阳极铜产品不合格造成的降档判次造成的经济损失分别为1400 万元、1600 万元。
质量问题已经严重影响公司的生产经营活动，必须从质量保证体系方面高度采取措施，制定全方位的解决方案，各部门分工协作，各负其责来解决这一问题，争取2022 年有一个较大的改观，将经济损失降到最低。
云铜凯通主要导致2022 年和2022 年的阳极铜降档判次是因阳极铜中各项杂质指标超标所致；其中主要为砷、铅、铋、锑、镍等元素。
这些元素在混合铜精矿入炉使用时便含带一定的量，在整个冶炼过程中由于混合铜精矿中带入的杂质基数大于系统脱除率，剩余的部份最终进入阳极铜内，导致阳极铜主品位不达标和杂质超标等。
云铜凯通2022 年的阳极铜销售明细如表1 所示：表1 2022 年云铜凯通阳极铜销售明细表(2022 年因数据不全，未列出明细)云铜凯通合计(吨)占总量比例 (%)铋超标判粗铜金属量1911.75411.31锑超标判粗铜金属量199.6441.18铁超标判粗铜金属量2371.56614.02主品位判粗铜金属量6736.34939.83出厂金属量16911.11——出厂净重17112.88——外形判粗铜金属量0.516——杂质即铜精矿组分中特含有的如Au、Ag、Ni、Co、Zn、Pb、Sn、As、Sb、Bi、Te、Se 及 Fe 和 S 等；这些元素在铜冶炼过程中由于有部份跟铜的亲和力较强所以在生产过程中，在系统内是较难脱除的；根据各元素的性质不同在流程中所脱除的量也不一样，最高的个别元素在冶炼中按一定比例可脱除约 80%~90%摆布，而有些则只能脱除40%~60%甚至更低，如 Pb、Bi、Ni、Se、Sb 等。
这些元素在冶炼过程中因热力学条件、动力学因素和工艺操作条件等分别以各种形态进入炉渣、冰铜、粗铜、阳极铜和烟气中。
电镀铜阳极钝化原因
电镀铜阳极钝化原因作者：周岩来源：《西部论丛》2020年第10期摘要：研究生产中电镀槽故障现象，并分别对磷铜板性能、溶液中氯离子浓度和阳极铜板在不同氯离子浓度镀液中的搁置对比，从这三方面进行试验分析。
研究结果表明故障现象排除了前两种因素。
结合第三种试验结果，得出结论：由于镀液中氯离子含量过高，导致铜板表面生产CuCl厚膜，导致电镀不能正常进行，解决措施为连续电镀5min内，电流值合格，电压基本恢复正常。
关键词：电镀铜;阳极钝化原因;分析一、电镀槽故障现象1.1每天生产结束后，阳极铜板在槽液中浸泡至第二天，开班生产时电压达上限、电流远低于要求值;1.2在生产中会出现槽压上升、电流下降，尤其是槽液使用周期的后期;1.3阳极铜板不消耗，需添加硫酸铜保持槽液中硫酸铜的饱和状态。
通过对生产阳极的观察，认为阳极表面的黑膜是导致以上现象的原因，试验主要针对黑膜的产生进行分析和试验。
二、原因分析和验证电镀过程中阳极表面生产灰色膜，用手擦拭灰膜，可以发现膜层较厚且难以被清除掉，说明该膜致密而牢固。
由于该膜层的存在，影响了正常电镀中磷铜板的阳极表面形成导电的黑色Cu3P膜，黑膜用手擦拭可露出铜本身，而生产中磷铜板表面膜层的过厚，分析其可能产生的原因有：磷铜板杂质含量过高或磷含量过高;电解液中氯离子含量过高。
2.1; 磷铜板性能验证对磷铜板的磷含量做理化分析，磷含量0.02%～0.03%，符合酸性电镀的要求。
考虑杂质和磷含量分布的均匀性影响，进行实效验证试验。
取生产配制的初始电镀液，在试验槽内按工艺电流密度进行电镀，以正极毛坯为阴极。
阳极铜板表面未有牢固黑膜生成。
2.2; 氯离子浓度的影响验证酸性电镀中氯离子含量不超过180mg/l，否则容易引起阳极钝化。
由于正极活化中的电镀阴极为氯化亚铜电极，因此电解液中还含有大量的氯离子，通过理化分析可知氯离子浓度高达600mg/l，高出普通酸性电镀液数倍左右。
理化分析阳极表面脱落的“灰白膜”成分为CuCl，说明氯离子对阳极膜的形成有很大的影响。
为什么使用含磷铜阳极
为什么使用含磷铜阳极？因为不含磷的铜阳极在镀液中溶解速度快，其阳极电流效率>100％，导致镀液中铜离子累积，又由于阳极溶解速度快，导致大量Cu+进入溶液，从而形成很多铜粉浮于液中，或形成Cu2O，使镀层变的粗糙，产生节瘤，同时阳极泥也增多。
使用优质含磷铜阳极，能在阳极表面形成一层黑色保护膜，它象栅栏一样，能控制铜的溶解速度，使阳极电流效率接近阴极电流效率，镀液中的铜离子保持平衡，防止了Cu+的产生，并大大减少了阳极泥。
阳极中磷含量应保持适当，磷含量太低，阳极黑膜太薄，不足以起到保护作用；含磷量太高，阳极黑膜太厚。
导致阳极屏蔽性钝化，影响阳极溶解，使镀液中铜离子减少；无论含磷量太低或太高，都会增加电镀添加剂的消耗。
一般在大处理溶液时，要同时清洗铜阳极，钛蓝和阳极袋。
阳极中的杂质含量应越少越好，杂质含量超标，会增加阳极泥并会使某种对镀层有害的成分在镀液中累积而影响镀层质量，某些杂质还会影响镀层的机械性能和电性能。
因此为保证镀液正常工作，阳极材料最好稳定，阳极面积应该是阴极面积的1.5-2倍，使用钛蓝要经常检查铜角（球）是否足够，以防止阳极面积不够带来的阳极钝化和镀液中铜离子浓度的降低 .国内外试验实践证明，阳极含磷量在0．030%~0．075％为宜，最佳值为0．035％~0．070％。
国内外的这种差异主要是由于磷铜阳极生产设备和工艺不同所致。
国外采用电解铜(或无氧铜)和磷铜合金为原料，用中频感应电炉熔炼，由于原料纯度高，磷含量容易控制。
尤其是由于中频感应电炉的固有特性，电磁场反复交变振荡，搅拌非常均匀，温度控制方便，使磷分布均匀。
经这样冶炼的铜阳极溶解均匀、铜粉和阳极泥少、阳极利用率高，有利于镀层光滑光亮，无毛刺和粗糙弊病。
我国制造磷铜阳极的厂家，一部分对含磷量的标准不甚清楚，设备差、技术水平不高，正象杭天禹高级工程师在《我国电镀化工材料(含阳极)质量问题调查报告》中所述：“磷铜阳极熔制质量差，电镀泥渣多——这种阳极的优点消失了，或呈反常颜色，致镀层不良，现生产这种铜阳极的厂似乎不少，但有些质量不好或不够好，不稳定。
浅谈阳极组装中影响质量问题及解决办法
浅谈阳极组装中影响质量问题及解决办法摘要：阳极是电解生产的关键部件，阳极组装的质量直接影响电解的生产工艺，本文详细阐述了影响阳极组装生产的主要因素和解决办法，对生产实践具有较强的指导作用。
关键词：阳极磷生铁配比温度质量1、概况在铝电解工艺当中，大家对阳极都有共同的认识，即阳极是电解的“心脏”，很能说明阳极的质量的重要性。
阳极的质量要从两个方面考虑，一方面是阳极碳块的质量，另一方面是阳极组装的质量。
业内人士一般对阳极碳块的质量比较重视，谈的也比较多，对阳极组装的工艺质量谈的较少，本人长期从事阳极生产工作，深知组装质量的优劣也直接影响着电解工艺的正常生产，电解对阳极组装的关键要求是阳极钢爪与碳块之间结合的牢固性要好和较低的铁炭压降，下面我想从五个方面谈谈如何搞好阳极组装的质量。
2、影响因素及解决办法2．1磷生铁的合金配比。
阳极组装浇铸用磷生铁主要由铁、碳、硅、磷、锰、硫六大元素组成，磷生铁的合金配比是阳极组装的核心技术，合金配比的优劣直接影响组装的整体质量，要保证良好的组装效果，必须要使磷生铁液具有良好的流动性，冷却后要有一定的收缩性、脆性和很好的导电性。
磷生铁当中影响流动性的元素主要是硫和磷的含量，硫在合金当中是一种有害元素，较高的硫含量会使铁液的流动性变差；我们一般将硫的含量控制在0.15%以下，当硫含量逐渐增高时要及时地用CaO进行脱硫处理，务必使硫含量在0.20%以下。
合金当中的磷元素能够增强铁水的流动性，所以在铁水的流动性变差的时候，一方面要考虑脱硫，另一方面要适当增加磷合金的配入量，增加铁水的流动性，另外磷还能与铁形成磷共晶降低磷铁环的塑性和韧性,增加脆性和强度。
磷含量的设计范围一般在0.8~1.6%之间。
锰元素能增加磷生铁的收缩性、韧性和强度，并能起到一定的脱硫作用，磷生铁良好的冷收缩性，一方面在电解槽中受热膨胀使铁环与钢爪和炭块之间紧密的接触，降低各接触面之间的电压降；另一方面在阳极使用后残极的处理工作中，由于铁环的冷收缩性使铁环与碳块之间产生适当的松动，便于残极的压脱；再一方面铁环在冷收缩时会产生一定的裂纹（见图1），便于铁环的压脱回收利用。
集成电路用磷铜阳极及相关问题研究
中图分类 号 ： Ｑ ３ １ Ｔ １ ５．
Ｐ ｏ ｐ ｏ ｉｅ ｐ ｅ ｏ ｅ ｉ ｈ ｓ ｈ ｒｚ ｄ Ｃｏ ｐ ｒ Ａｎ ｄ ｎ ＵＬＳ ｎ ｔ ｄ ｅ ｎ ｒ ｌ ｔ ｄ ｐ ｏ ｌｍ ｓ Ｉ ａ ｄ ｓｕ ｉ ｓｏ ｅ ａ ｅ ｒ ｂ ｅ
电镀 成本 。
电镀铜是完成铜填充的主要工艺 （ １ 图 中③ ） ， 该工艺要求在制备超微结构刻槽 的铜连线过程 中电 镀铜必须具有很高 的凹槽填充能力 ，因此就对 电镀
过程 中的电镀 阳极 ， 电镀液 ， 有机添加剂等的要求很
高， 特别是 电镀用磷铜阳极的要求就更高 。 集成电路用磷铜阳极通常是 由高纯磷铜合金构 成； 铜电镀液通常由硫酸铜、 硫酸和水组成 。在 电镀 溶液中，当电源加在带有铜种子层的硅片 （阴极 ）
规模集成线路 （ 芯片 ） 的铜互连技术等 电子领域都 离不开它，因此电镀铜技术已成为现代微电子制造 中必不可少的关键 电镀技术之一 。大规模集成电路 中广泛采用 电镀铜工艺， 制备铜互联线 。 因此铜的电
域 ，电镀铜技术也因此渗透到了整个 电子材料制造 镀工艺 ，以及电镀 阳极 的选择越来越成为集成电路 领域 ， 印制电路板 （ Ｃ ） 从 Ｐ Ｂ 制造到 Ｉ Ｃ封装 ， 再到大 行业关 注 的焦点 。
磁力搅拌效果好 ， 铜磷熔融搅拌均匀 ， 自动控制 ， 这样制造的铜阳极磷分布均匀 溶解均匀 ，结晶细 致 晶粒细小 ， 阳极利用率高 ， 有利于镀层光滑光亮 ， 减少 了毛刺和粗糙缺陷圆 随着大规模集成电路引入酸『电镀铜技术的发 生 晶圆上的更细线宽、 更小孑 径 、 Ｌ 线路 的密集化 和 多层化对铜镀层的要求就越来越严格 镀层的硬度 、 晶粒的精细 小孑 分散能力以及镀层的延展性等物 Ｌ 理化学特性要求磷铜阳极的质量更加的精细
贴片电容磷铜阳极的纯度
贴片电容磷铜阳极的纯度
对于每一种贴片电容阳极，希望阳极是由高纯铜制备而来的，但是往往受到价格和产品要求等因素的影响。
常规的磷铜阳极都是采用电解铜、无氧铜和磷铜合金来制备的。
无氧铜的含氧量为3ppm，杂质极少。
由于氧含量极低且固定，因此基本不产生磷的氧化物，基本不消耗磷，所以磷含量很容易控制，电解铜的纯度一般为99.95%,杂质含量也很少，也容易控制，所以国内外不少厂家采用电解铜为原料。
但是，制备磷铜阳极一定不能采用杂铜或回收铜为原料，因为回收的废铜内部杂质种类很多，往往含有过量的铁、镍、锡和银等元素，这些元素过多将污染阳极，从而影响电镀效果。
同时，由于氧含量不确定而含磷量又加得少，造成磷含量失控，严重者导致电镀报废。
对于集成电路用磷铜阳极来说，由于使用的环境更加苛刻，要求的电镀效果更加精细，就要求阳极通常都是由高纯铜（铜含量大于99.99%）来制备的。
这样才能够保证后续加入磷铜中间合金不会明显影响杂质含量，满足集成电路电镀的要求。
集成电路用磷铜阳极相较与普通阳极，要求控制的杂质种类更多，更加苛刻。
对于铜原料纯度的要求要高出普通阳极至少一个数量级以上。
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磷铜球质量分析讲解
磷铜球质量分析讲解磷铜球是一种重要的合金材料，由石墨、硅、磷和铜四种成分组成。
它具有优异的机械性能和热导率，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。
在生产过程中，对磷铜球的质量进行分析和检测是非常重要的，可以保证产品的性能稳定和质量可靠。
首先，磷铜球的质量分析从原材料开始。
磷铜球的原材料主要是纯度较高的磷铜片。
对原料的质量和纯度进行分析，可以通过化学分析仪器来检测铜含量和磷含量是否符合标准要求。
同时还可以对原材料进行金相分析，寻找含杂质、夹杂物等缺陷。
其次，磷铜球的生产过程中需要关注熔炼和制备工艺。
熔炼过程中，要对炉温、炉压、熔炼时间等参数进行控制，确保磷铜球的成分和结构得到控制和保证。
在制备过程中，可以通过金相显微镜观察磷铜球的组织结构，采用含氢溶液对样品进行微观腐蚀检测，以评估磷铜球的致密性和均匀度。
第三，对磷铜球的力学性能进行测试和分析是非常关键的。
常用的测试方法包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等。
拉伸试验可以通过拉伸机进行，得到磷铜球的抗拉强度、屈服强度、伸长率等力学性能指标。
硬度测试可以通过硬度计进行，获得磷铜球的硬度数值，用于评估其耐磨性和强度。
冲击试验可以通过冲击试验机进行，评估磷铜球的韧性和抗冲击性能。
最后，磷铜球的化学性能和耐腐蚀性能也需要进行分析。
可以使用电位测试仪对磷铜球进行电化学测试，得到其耐蚀性能和腐蚀速率。
同时，还可以采用化学分析方法对磷铜球进行成分分析，确保其化学成分符合要求，不会因为含杂质等原因导致性能下降。
总之，磷铜球的质量分析是一个综合的过程，需要从原材料、熔炼制备过程、力学性能、化学性能等方面进行全面的测试和分析。
只有通过科学、严谨的质量分析，才能保证磷铜球的质量和性能，满足不同行业对其使用需求。
磷铜热处理
磷铜热处理一、磷铜热处理的基础1. 啥是磷铜呢？磷铜啊，就是在铜里面加了点磷的一种合金。
就好比在一杯水里加了点糖，让水有了不一样的味道。
这磷铜在工业上可有用处了，像做一些电子元件的连接件啥的。
那热处理又是啥呢？简单说，就是给磷铜加热或者冷却，让它的性能发生变化。
比如说，原本磷铜可能有点软，经过热处理后，它就可能变得硬一些，更适合做某些特定的东西。
2. 磷铜热处理的原理其实也不难理解。
大家都知道，物质的分子结构会影响它的性能。
磷铜经过加热，它内部的分子就开始活跃起来，像一群小孩子在操场上乱跑。
这个时候，通过控制温度、时间等因素，就可以让分子重新排列，就像把乱跑的小孩子重新整队一样。
当分子按照我们想要的方式排列好了，磷铜的性能也就变了。
比如说硬度、韧性这些方面都会发生改变。
二、磷铜热处理的方法1. 有一种常见的方法就是退火。
这就像是让磷铜休息一下。
把磷铜加热到一定的温度，然后慢慢冷却。
这个过程中，磷铜内部的应力会减小。
就好比一个人一直紧绷着神经，让他放松一下，他就会舒服很多。
退火后的磷铜，它的韧性会变好。
比如说，如果磷铜要被加工成很细的电线，经过退火后，就不容易断。
2. 还有淬火呢。
淬火就像是给磷铜来个突然的挑战。
把磷铜迅速加热到很高的温度，然后快速冷却。
这时候磷铜的硬度会大大增加。
不过呢，淬火后的磷铜可能会比较脆。
就像一个人突然接受了高强度的训练，虽然变得强壮了，但是灵活性可能会差一点。
所以淬火后的磷铜可能还需要进行回火处理，来调整它的性能。
三、磷铜热处理的实际应用1. 在电子行业里，磷铜热处理可重要了。
很多电子设备里面的小零件，像连接线路的插针之类的，就是用磷铜做的。
这些插针需要有合适的硬度和韧性，才能保证在插拔的时候不会坏，而且能够很好地导电。
通过热处理，就能让磷铜达到这样的性能要求。
2. 在机械制造方面，磷铜热处理也有用武之地。
比如说一些小型的机械结构件，如果用磷铜来做，经过热处理后的磷铜就能满足其对强度和耐磨性的要求。
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浅谈磷铜阳极纯化的产生原因及解决措施
关键词：磷铜阳极钝化、灰白色的膜层、黄色或绿黄色的膜层、棕色的膜层、黑膜
一、磷铜阳极表面阳极膜的剖析：
磷铜阳极是硫酸盐光亮镀铜工艺中的主要电镀材料，是铜离子产生的根源。
正常情况下，磷铜阳极的表面有一层黑色氧化膜，简称“黑膜”；理想的“黑膜”应是晶粒细小，易更生代谢，用手搡擦，会露出铜的本色，手感细滑。
而不正常的“黑膜”有四种：（1）、磷铜阳极表面的阳极膜呈“灰白色的膜层”；（2）、磷铜阳极表面的阳极膜呈“黄色或绿黄色的膜层”；（3）、磷铜阳极表面的黑膜厚，难以更生代谢；（4）、磷铜阳极表面的黑膜下还存在一层棕色的膜，此膜用手难以擦拭。
此四种现象都称为“磷铜阳极钝化”现象。
二、产生磷铜阳极钝化现象的剖析：
根据上述四种“磷铜阳极钝化”现象，做进一步的剖析。
1、磷铜阳极表面的阳极膜呈“灰白色的膜层”现象：
一般情况下，铜镀槽如长时间停镀，槽内的磷铜阳极表面的“黑膜”，容易转成“灰白色”的阳极膜，产生磷铜阳极钝化。
铜镀槽虽长时间停镀，但铜镀槽的磷铜阳极仍在溶解析出铜离子，此时铜镀槽内的铜离子必然升高，引起铜镀液的分散能力差，造成阴阳极之间电阻增大。
氯离子能降低阳极极化，促进铜镀层光亮，特别是促进低电流密度区光亮。
如果氯离子太高，易造成光亮剂消耗快，光亮区范围窄，引起磷铜阳极表面产生“灰白色”阳极膜，产生钝化，阴阳极之间电阻增大。
2、磷铜阳极表面的阳极膜呈“黄色或绿黄色的膜层”现象：
如果磷铜阳极表面的阳极膜呈“黄色或绿黄色的膜层”，磷铜阳极的含磷量低或光亮剂的加入量不对或有机污染等。
如是磷铜阳极的含磷量低，应在钝化前磷铜阳极的阳极膜薄而少，铜镀液中有一价铜离子的产生，铜离子急剧上升；
如是光亮剂的加入量不对，光亮剂太低会造成板面边缘烧焦，光亮剂太高板面的低电流密度区无光泽；
如是有机污染，铜镀层会出现麻点或针孔现象。
3、磷铜阳极表面的黑膜太厚现象：
如果磷铜阳极表面的黑膜太厚，说明磷铜阳极的磷量太高，属于屏蔽性钝化。
4、磷铜阳极表面的黑膜下，还有一层棕色的膜：
此现象说明磷铜阳极中的杂质含量超标，一般是用杂铜生产的磷铜阳极才会出现此类钝化现象。