电子电镀
《电子电镀》
1.3.4技术
我国电镀工艺和装备的落后源于技术的落后。 而技术的进步要求有厚实的综合技术能力和基础， 还要有创新精神。基础既包括原材料研发和生产 能力，也包括教育、国家、企业、个人在科技方 面的投入，没有这些基础，技术进步只能是举步 维艰。这方面我国已经有很大进步，但是差距仍 然存在，需要我们所有电镀从业者包括在坐的各 位的努力。
1.3 我国电子工业现状
1.3.1市场 我国既是全球最大的电子产品市场，又是全世界 最大的电子产品加工基地。这种双重地位使中国 电子制造处在持续增长期，仅以数字产品为例， 预期2008年零售总额将超过5000亿元人民币。 随着中国新一轮以农村城镇化为发展特色的时期 的到来，电子市场将有一个更大的增长空间。由 于国外发达国家也都看好这个更为广阔的市场， 竟争也会更为激烈。
原子结构的发现
1895年，德国的仑琴发现X光，接着贝克勒及居 里夫妇相继发现放射性元素。放射性元素就是可 放出“某些东西”的原子。这些东西后来被称为 α 、β 粒子，飞行很快。可穿透物质。这一穿透 能力很快应用于探讨原子内部构造的工具，实验 结果有时粒子毫无阻碍地通过，有时则又发生猛 烈的碰撞。用汤姆逊的原子模型不能解释。
关于电子
最早观察到电子现象的是古代希腊的著名学者泰 勒（Thales）。这位古希腊杰出的哲学家和天文 学家泰勒，于公元前600年在米利都繁荣的伊奥尼 亚港观察到一种罕见的在透明度和硬度上如宝石 一样的橘黄色的石料，这就是琥珀。这种琥珀在 经过布料快速摩擦后，可以吸引羽毛、稻草等轻 灵的物体。
1.3电子的发现 19世纪末，由于电学兴起，为研究物理学和 化学提供了许多新的方法。这个时期出现了一系 列将电作用于各种物质的实验。 这些实验为电能的进一步开发创造出了良好的宏 观环境。在这些各种各样的有关电能的实验中， 就包括有对气体的放电试验。正是这个气体放电 试验，让人类直接捕捉到了电子的踪影。
电镀的基础知识
电镀的基础知识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、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、铊、As、Se、T e、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。
电镀工作原理
电镀工作原理
电镀工作原理是将金属离子通过电解的方式沉积在导体表面的方法。
通常情况下，电镀过程中需要一个电解质溶液，它可以将金属离子溶解其中并提供导电的介质。
而在进行电镀之前，需要将导体表面进行准备处理，以确保金属离子能够均匀地沉积在表面。
在电镀过程中，首先需要准备一块纯净的金属作为阴极，然后将含有对应金属离子的电解质溶液作为阳极。
接下来，将准备好的阴极和阳极通过导线连在一起，并将它们浸入电解质溶液中。
在电源的作用下，阴极将吸引金属离子，使其在表面沉积层层金属。
这时，金属离子会在表面逐渐接受电子并与阴极表面上的原子结合，形成一个坚固的金属层。
电镀的工作原理依赖于电解质溶液中的离子迁移和导电性。
当电源施加电流时，阳极会释放出金属离子，这些离子会向导电溶液中的阴极迁移。
在迁移过程中，金属离子会在阴极表面失去电荷，并与阴极表面的原子结合。
这个过程就是电镀。
电镀的过程中，除了金属离子的迁移，还会发生一些化学反应。
例如，阳极会氧化，产生溶液中的正离子，而阴极会还原这些离子。
这些反应会继续进行，直到阴极完全被金属层覆盖。
电镀的工作原理使得可以在许多不同材料的表面上镀上金属层，不仅可以提供美观的外观，还可以增强材料的电导性、耐腐蚀性和硬度。
此外，电镀还可以应用于金属的修复、保护和改善功能等领域。
电镀的应用
电镀的应用电镀是一种重要的表面处理技术，可将金属等物质在物体表面通过电解过程的方法镀上一层金属膜。
电镀技术可以增加物品的美观度，改善其耐腐蚀性能，增强其机械性能等。
本文将详细介绍电镀技术的应用。
1、机械制造领域：机械制造中常用的金属材料如铜、铁、铝等常常需要电镀处理，以增加材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时还能提高材料的电导率和导热性，推动机械制造技术的发展。
2、汽车行业：汽车行业中，电镀技术主要用于零部件表面的处理，以增加零部件的硬度和抗腐蚀性，同时赋予零部件更好的外观和质感。
3、电子及通讯领域：电子器件和通讯设备中的许多零部件，如印制线路板、电子连接器、手机外壳等也都需要通过电镀技术来增加其耐用性和美观度。
4、航空航天领域：在航空航天领域中，电镀技术用于保护飞行器的金属结构和部件，以及提高其表面密度和抗腐蚀性，减少氧化和腐蚀的影响，提高整个飞行器的安全性和寿命。
二、电镀的种类及其应用场合1、镀铬：铬是一种硬度较高的金属，能很好地增加材料的硬度和耐磨性，对于耐腐蚀性要求较高的场合，如汽车、自行车等零部件的表面处理非常适用。
2、镀镍：镍的耐腐蚀性极强，可以有效防止材料表面的氧化和腐蚀，还可以增强材料的韧性，经常用于电路板的制造，改善连接器行业的性能以及提高电子元器件的耐久性。
3、镀锌：锌的耐腐蚀性较好，可以保护钢铁材料不受腐蚀和氧化侵害，使之在机械、交通运输、电力、建筑等行业中得到广泛应用。
4、镀铜：铜具有良好的导电性和导热性，因此被广泛应用于电子、电器和通信领域，例如在印制电路板上，将镀上一层铜来保护电路板以及提高电气连接性和导电性。
5、镀金：金的耐蚀性、美观和高重度使之成为电镀行业中的贵族，但成本较高。
仅在对材料要求极高的场合使用，如航空、国防、航天、珠宝等领域。
三、电镀技术的优点1、提高材料硬度：电镀技术可以使金属表面形成一层更硬的金属附着层，增加物品的硬度和耐磨性。
2、防止氧化和腐蚀：电镀技术能够附着在金属表面形成一层非常均匀的金属膜，防止材料表面氧化和腐蚀。
2024年电子电镀市场前景分析
电子电镀市场前景分析1. 概述电子电镀是一种常用的表面处理技术，广泛应用于电子行业。
它能够提供镀层保护电子元器件，增强其导电性能，并改善外观质量。
本篇文章将对电子电镀市场的前景进行分析。
2. 电子电镀市场现状目前，电子电镀市场呈现出稳步增长的态势。
随着电子行业的快速发展，对于电镀技术的需求也日益增加。
电子产品越来越小型化、轻量化，对于电镀技术的要求也越来越高。
同时，电子产业的全球化发展，促使电子电镀市场成为全球市场。
近年来，亚太地区成为电子电镀市场的主要增长引擎，其中中国和印度等新兴经济体表现突出。
3. 市场驱动因素电子电镀市场的发展离不开以下几个市场驱动因素。
3.1 技术进步与创新随着科技的不断进步，电子产品的功能和性能不断提升。
新技术的应用和创新推动了电子电镀市场的发展。
3.2 电子产品需求增长随着全球经济的发展和人们生活质量的提高，对电子产品的需求也在不断增加。
从智能手机、平板电脑到汽车电子，都离不开电子电镀技术的支持。
3.3 环境保护需求电子电镀涉及到许多化学物质的使用，因此环境保护成为电子电镀行业的重要议题。
随着环保意识的增强和环境法规的出台，对于环保型电子电镀技术的需求也在增加。
3.4 新兴市场需求新兴市场的经济增长和人口红利带来了巨大的市场潜力。
这些新兴市场对电子产品的需求不断增加，将为电子电镀市场带来更多机会。
4. 市场前景分析电子电镀市场具有广阔的发展前景。
4.1 技术升级与新产品开发电子行业对于电镀技术的要求越来越高。
未来，电子电镀行业将面临更高效、环保的电镀技术需求，同时，随着电子产品功能的持续升级，新的电镀需求也将不断涌现。
4.2 新兴市场推动增长亚太地区正在崛起为全球电子电镀市场的主要增长引擎。
中国和印度等新兴经济体将继续增加对电子产品的需求，带动电子电镀市场的增长。
4.3 环保型电镀技术发展随着环保意识的增强，环保型电镀技术将成为电子电镀市场的发展趋势。
采用环保型电镀技术可以降低环境污染，符合可持续发展的要求。
电镀基本原理
电镀基本原理电镀基本原理电镀工艺基础理论一、电镀概述简单来说,电镀指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应,使导电体例如金属的表面沉积一金属或合金层。
我们以硫酸铜的电镀作例子:硫酸铜镀液主要有硫酸铜、硫酸和水,甚至也有其它添加剂。
硫酸铜是铜离子(Cu2+)的来源,当溶解于水中会离解出铜离子,铜离子会在阴极(工件)还原(得到电子)沈积成金属铜。
这个沉积过程会受镀浴的状况如铜离子浓度、酸碱度(pH)、温度、搅拌、电流、添加剂等影响。
阴极主要反应: Cu2+(aq) + 2e- →Cu (s)电镀过程中的铜离子浓度因消耗而下降,影响沉积过程。
面对这个问题,可以两个方法解决:1.在浴中添加硫酸铜;2.用铜作阳极。
添加硫酸铜方法比较麻烦,又要分析又要计算。
用铜作阳极比较简单。
阳极的作用主要是导体,将电路回路接通。
但铜作阳极还有另一功能,是氧化(失去电子)溶解成铜离子,补充铜离子的消耗。
阳极主要反应: Cu (s) →Cu2+(aq) + 2e-由于整个镀液主要有水,也会发生水电解产生氢气(在阴极)和氧气(在阳极)的副反应阴极副反应: 2H3O+(aq) + 2e- →H2(g) + 2H2O(l)阳极副反应: 6H2O(l) →O2(g) + 4H3O+(aq) + 4e-结果,工件的表面上覆盖了一层金属铜。
这是一个典型的电镀机理,但实际的情况十分复杂。
电镀为一种电解过程,提供镀层金属的金属片作用有如阳极,电解液通常为镀着金属的离子溶液,被镀物作用则有如阴极。
阳极与阴极间输入电压后,吸引电解液中的金属离子游至阴极,还原后即镀着其上。
同时阳极的金属再溶解,提供电解液更多的金属离子。
某些情况下使用不溶性阳极,电镀时需添加新群电解液补充镀着金属离子。
电镀一般泛指以电解还原反应在物体上镀一层膜。
其目前使用种类有:一般电镀法(electroplating)、复合电镀(composite plating)、合金电镀(alloy plating)、局部电镀(selective plating)、笔镀(pen plating)等等。
日本电子电镀工业中的化学镀金工艺_二_
• 22 •
氰化金钾 氰化钾 氢氧化钾 硼氢化钾
Na2EDTA 乙醇胺
bath stability; plating speed; polarization
First-author’s address: Suzhou Huajie Electronics Co.,
Ltd., Suzhou 215002, China
2. 4. 2 提高硼氢化钾和 DMAB 镀液稳定性的方法 使用添加剂可提高镀速和镀液的稳定性，但需注
图 7 镍电极上联氨阳极氧化反应及 Au(CN)− 阴极还原反应 2 的极化曲线
Figure 7 Polarization curves of anodic oxidation reaction of hydrazine and cathodic reduction reaction of Au(CN)−
2
at nickel and gold electrodes
图 8 表明，DMAB 在金电极上容易被氧化，在镍 电极上几乎不被氧化。这种基体金属与沉积金属对还 原剂氧化反应的催化活性差异是基体催化镀金的特点。
在只含还原剂联氨的镀液中，仅靠镍基础层的催 化便能析出金。当基础层完全被金覆盖时，金的析出 停止。此时，所得金镀层的厚度取决于镀液中游离氰 的浓度。因此，当知道镀层厚度和游离氰浓度的关系 时，不用通过时间也能控制镀层的厚度。尽管这种镀 液的最大镀层厚度受到限制（约 2 µm），但镀层致密， 足以应用于键压接合。
电镀原理 阳极 阴极
电镀原理阳极阴极电镀是一种利用电解作用将金属沉积在物体表面的方法，阳极和阴极是电镀过程中不可或缺的两个角色。
本文将从电镀原理、阳极和阴极的作用等方面介绍电镀的相关知识。
电镀是利用电解作用将金属沉积在物体表面的一种方法。
在电解槽中，放入一定浓度的电解液，通过外加电源使阳极和阴极与电解液发生反应。
阳极是电镀过程中的正极，而阴极则是电镀过程中的负极。
让我们来了解一下电镀的原理。
在电解液中，阳极上的金属离子会被氧化成金属离子，同时释放出电子。
这些电子会通过外部电路流向阴极，使阴极带负电荷。
而在阴极上，金属离子会被还原成金属，并沉积在阴极表面。
这样，金属就被电镀到了物体表面上。
阳极在电镀过程中起到了很重要的作用。
首先，阳极上的金属会被氧化成金属离子，提供给电解液中的金属离子，从而维持电解液中金属离子的浓度。
同时，阳极也能够吸引阴极上的电子，使电流得以顺利流动。
此外，阳极还能够保护阴极，防止阴极被电解液腐蚀。
阴极在电镀过程中同样起到了重要的作用。
阴极上的金属离子会被还原成金属，并沉积在阴极表面。
阴极上沉积的金属层质量与电流的大小和时间成正比，因此可以控制电流和时间来控制金属层的厚度。
阴极上的金属层具有很好的附着力和均匀性，可以提高物体的耐腐蚀性和美观度。
除了阳极和阴极，电镀还需要合适的电解液和适当的工艺条件。
电解液中的金属离子浓度、温度和pH值等因素都会影响电镀效果。
而工艺条件如电流密度、电镀时间和搅拌等也需要根据具体情况来确定。
总结一下，电镀是一种将金属沉积在物体表面的方法，通过阳极和阴极的作用，利用电解液中的金属离子进行电化学反应，实现金属沉积。
阳极在电镀过程中起到提供金属离子、吸引电子和保护阴极的作用，而阴极则起到还原金属离子并沉积金属的作用。
通过合适的电解液和工艺条件，可以实现金属层的均匀沉积，提高物体的耐腐蚀性和美观度。
电镀技术在很多领域都有广泛的应用，如汽车制造、电子设备等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4 电子电镀
4.1 PCB电镀简况
2000年我国PCB产值为36.35亿美元，占全球PCB产值的8.7%，居世界第4位。
在我国的PCB产值中，广东占83.5%。
因此，广东地区PCB电镀是一个极大的产业。
据不完全统计，广东PCB厂家仅磷铜一种原料，年消耗量达10000吨左右。
大型PCB企业年消耗磷铜400-600吨，中型企业200-300吨。
广东地区一年需要PCB酸铜光亮剂达1000多吨。
仅磷铜和酸铜光亮剂年销售产值达到4-5亿元。
PCB生产中涉及的表面处理工艺有脱脂、去孔内壁沾污、活化处理、化学镀铜、直接电镀工艺、电镀铅锡合金、铜箔蚀刻、化学镀镍、金工艺等。
因此需要大量的电镀特殊化学品和普通的化学原材料，全部加起来达几十亿元人民币。
目前PCB行业使用的特殊化学品90%以上为国际大公司如著名的美国公司MacDermind，Shipley LeaRonal原德国公司Schering, schlotter等所垄断，（现LeaRona为Shipley所兼并，Schering合并于Atotech,MacDermind兼并了英国Canning）。
国内仅少数几家研究所和电镀添加剂生产商的产品进入为数不多的小型PCB企业。
一方面是因为PCB生产对所有原材料的要求十分严格，另一方面是因为PCB的生产环节多，价值昂贵，出现质量问题后经济责任重大。
因此国内从事表面处理的研究所和电镀添加剂生产企业只有加大投入，引进专业高技术人才，添置专用仪器设备研究开发，才有可能进入PCB这个市场潜力巨大的行业。
4.1.1 传统的PCB的电镀
印制线路板（指双面和多层）能形成工业规模生产，是得益于PCK公司在1963年专利发表的化学镀铜配方和Shipley公司于是1961年专利发表的胶体钯配方。
它们是使通孔镀得以成为自动线运行的基础，也是后来被广泛接受的制作PCB的基础工艺。
进入90年代以来，传统的以化学镀铜为主体的孔化（PTH）工艺受到多方面的压力和挑战。
下面是传统的制作PCB的流程:《缺》
化学镀Cu溶液共同特点是：（1）都含有络合剂或螯合剂，如酒石酸钾钠，EDTA以及EDTP；（2）化学镀Cu的还原剂都采用甲醛；而稳定剂又以氰化物为多。
络合剂EDTA或EDTP的存在给废水处理带来极大的困难，甲醛是众所周知的致癌物，传统的化学镀铜的另一缺点是：副反应使化学镀铜槽液维护和管理困难，从而导致化学镀铜质量问题。
化学镀铜的成本往往由于未充分利用而相差很大。
一个不连续生产的槽液的成本比一个连续生产的槽液高几倍。
因此，化学镀铜工艺一直是困扰PCB制造者的问题。
4.1.2 直接电镀技术出现和发展
进入80年代后，欧美国家对环保制订了更加严格的要求，特别是对有毒害的甲醛以及难处理的螯合剂的排放。
迫使大多数溶液供应商寻找代替传统化学镀铜实现孔金属化的新方法。
直接电镀技术及其产品经过较长时间的试用，取得PCB生产厂家的认可，是在90年代中期。
作为代替化学镀铜的直接电镀技术必须满足以下条件：
（1）在非导体包括环氧玻璃布、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等孔壁基材上，通过特殊处理形成一层导电层，以实现金属电镀。
同时还必须保证镀层与基体具有良好的结合力。
（2）形成导电层所用的化学药水对环境污染小，易于进行“三废”处理，不会再造成严重污染。
（3）形成导电层的工艺流程越短越好，而且要求操作范围应较宽，便于操作与维护。
（4）能适应各种印制板的制作。
如高板厚/孔径比的印制板，盲孔印制板，特殊基材的印制板等。
目前世界上直接电镀技术的材料来分类可以归纳为三大类型：第一类是以胶体钯工艺在非导体表面产生Pd导电金属薄层的技术，第二类是以导电高分子材料为导电层的所谓MnO2接枝技术；第三类是以碳或石墨悬浮液涂布薄膜为基础的直接电镀技术。
4.1.3 印制板电镀多种表面涂复工艺流程实例
印制板在制作过程中，为了达到板面的要求，需选用多种表面涂覆工艺，如：孔金属化、镀铜、镀镍、镀金、化学镀镍、化学镀金、有机助焊保护膜以及电镀锡基合金等。
这些表面涂覆层的质量直接影响到印制板的质量，如：外观、可焊性、耐蚀性、耐磨性等性能。
印制板的表面涂复工艺作一个不完全总结：
1）孔金属化：可以选用化学沉铜工艺，也可以用直接镀铜工艺。
孔金属化以后的印制板，表面镀有5～8μm的金属铜。
2）热风整平或热熔工艺：
工艺流程如下：
酸性除油→微蚀→活化→镀铜→镀锡铅→去膜→蚀刻→退锡铅→涂阻焊层→热风整平
或：酸性除油→微蚀→活化→镀铜→镀锡铅→去膜→蚀刻→浸亮→热熔。
3）板面镀金工艺：
工艺流程如下：
酸性除油→微蚀→活化→镀铜→镀镍→镀金→去膜→蚀刻
4）插头镀金：
工艺流程如下：
酸性除油→微蚀→活化→镀低应力镍→预镀金→镀金
5）有机助焊保护膜：
工艺流程如下：
酸性除油→微蚀→活化→浸有机助焊保护膜
6）化学镀镍金：
工艺流程如下：
酸性除油→微蚀→预浸→钯活化剂→后浸→化学镀镍→化学浸金→化学镀厚金
7）去沾污工艺：双层板或多层板在孔金属化之前，去除孔内环氧树脂沾污，保证孔金属化质量。
其工艺流程是：
溶胀→去胶渣→中和。
可见电镀、化学镀、置换镀：镀前、镀后处理技术在电子电镀行业十分活跃。
4.1.4 印制板电镀技术的最新进展
早期印刷线路板的最终表面精饰大都采用热浸锡铅合金焊料的热风整平（HASL）工艺。
由于热浸的温度高（约250℃），表面安装的零件都必须具备耐高温性能，而且热浸后的焊料虽经热风整平，其表面仍然凹凸不平，不适合于表面贴装（SMT）新工艺的实施，也不能用于铝线键合（Aluminium Wire Bonding）。
因此，近年来人们集中精力大力开发可在低温操作，又能获得表面十分平整的即可焊又可键合的新型替代HASL工艺，并取得了明显的效果，正在生产上迅速推广。
目前可成功取代HASL工艺的新技术有：
①电镀镍/电镀软金，它主要用于金线键合（Gold Wire Bonding），但要求全线路要导通。
②化学镀镍/置换镀金（EN/IG），也称化学镀镍金，它适于焊接和铝线键合，因全程采用化学镀，线路不必事先导通即可施镀。
③化学镀镍/化学镀钯/置换镀金（EN/EP/IG），早期的目的是用廉价的钯取代金，然而近年来钯的价格远超过金（约3倍），因此应用越来越少。
④化学镀镍/置换镀金/化学镀金，它适于焊接以及金线、铝线的键合。
⑤有机焊接保护剂（Organic Solderability Preserative，OSP），它适于1至2次重熔（Reflow）的焊接，但不能用于键合。
⑥置换镀锡（IT），它是新兴的工艺，镀层十分平整，厚度只有1μm，但焊接性能优良，可通过去155℃烘烤4小时及3次重熔，可完全取代HASL，但不适于键合。
⑦置换镀银（IS），这是最新最好的工艺。
镀层十分平整，厚度仅0.2~0.3μm，可通过155℃烘烤4小时及3次重熔，同时适于铝线键合，是一种价廉物美的取代HASL及化学镀镍金（EN/IG）的新技术。
它特别适于高密度细线（“＜0.02”)和细孔印制板，如BGA、COB板的应用。