为什么使用含磷铜阳极
电镀铜(二)
电镀铜（二）3.4操作条件的影响3.4.1温度温度对镀液性能影响很大，温度提高，会导致允许的电流密度提高，加快电极反应速度，但温度过高，会加快添加剂的分解，使添加剂的消耗增加，同时镀层光亮度降低，镀层结晶粗糙。
温度太低，虽然添加剂的消耗降低，但允许电流密度降低，高电流区容易烧焦。
一般以20-300C为佳。
3.4.2电流密度当镀液组成，添加剂，温度，搅拌等因素一定时，镀液所允许的电流密度范围也就一定了，为了提高生产效率，在保证镀层质量的前提下，应尽量使用高的电流密度。
电流密度不同，沉积速度也不同。
表8-5给出了不同电流密度下的沉积速度(以阴极电流效率100％计）。
表8-5 电流密度与沉积速度镀液的最佳电流密度一定，但由于印制电板的图形多种多样，难以估计出准确的施镀面积，也就难以得出一个最佳的电流值。
问题的症结在于正确测算图形电镀的施镀面积。
下面介绍三种测算施镀面积的方法。
1）膜面积积分仪：此仪器利用待镀印制板图形的生产底版，对光通过与阻挡不同，亦即底版黑色部分不透光，而透明部分光通过，将测得光通量自动转换成面积，再加上孔的面积，即可算出整个板面图形待镀面积。
需指出的是，由于底片上焊盘是实心的，多测了钻孔时钻掉部分的面积，而孔壁面积只能计算，孔壁面积S=πDH,D一孔径，H一板厚，每种孔径的孔壁面积只要算出一个；再乘以孔数即可。
此法准确，但价格较贵，在国外已推广使用，国内很多大厂家也在使用。
2）称重计量法：剪取一小块覆铜箔单面板，测量出一面的总面积，将板子在800C烘干1小时，干燥冷至室温，用天平称取总重量（Wo）.在此板上作阴纹保护图形，蚀掉电镀图形部分的铜箔，清洗后按上法烘干称重，得除去电镀图形铜箔后的重量（W1）,最后全部蚀刻掉剩余铜箔，清洗后按上法干燥称重，得无铜箔基体的净重（W2）,按下式可算出待电镀图形的面积S:S=S0X(W0-W1)/(W0-W2)式中：S0 覆铜箔板的面积。
(W0-W1) 电镀图形部分铜箔重量。
集成电路用磷铜阳极
集成电路用磷铜阳极编制说明1 工作简况1.1 任务来源电镀铜层因其具有良好的导电性、导热性和机械延展性等优点而被广泛应用于电子信息产品领域，电镀铜技术也因此渗透到了整个电子材料制造领域，从印制电路板（PCB）制造到IC 封装，再到大规模集成线路（芯片）的铜互连技术等电子领域都起到了关键作用，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。
磷铜阳极的性能直接影响着金属薄膜电阻率、厚度均匀性、反射率等等性能。
因此铜的电镀工艺，以及电镀阳极的选择越来越成为集成电路行业关注的焦点。
随着集成电路磷铜阳极的消耗量逐渐增加。
目前国内集成电路磷铜阳极的生产处于初级阶段，还没有相应的国家标准，很大程度上制约了国内集成电路磷铜阳极的研发、制作及工业化生产。
因此，需要制定相关的标准，以促进现有产品质量的提高，确保集成电路磷铜阳极的检测规范统一，符合统一标准。
根据国标委《国家标准委关于下达2013年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合[2013]90号）、工信部《工业和信息化部办公厅关于印发2013年第三批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科[2013]163号）、有色标委【[2013]32】号“关于转发2013年第二批有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划的通知”（项目序列号：20132108-T-610）文下达本标准的制定任务，主管部门为中国有色金属工业协会，技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会，起草单位为有研亿金新材料股份有限公司。
1.2 起草单位有研亿金新材料有限公司，简称有研亿金，2014年1月由“有研亿金新材料股份有限公司”更名为“有研亿金新材料有限公司”，隶属于北京有色金属研究总院。
有研亿金属于中关村科技园高新技术企业、“十百千工程”重点培育企业，拥有北京市企业技术中心, 2012年公司被评定为“国家级科技创新型示范企业”。
再谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极
再谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极硫酸盐光亮镀铜具有许多优良的品质：出光快、整平性好、效率高、成本低。
这一镀种被广泛应用于装饰性五金塑料电镀、电铸、制版和印制线路板(PCB)电镀中。
一种镀种被广泛应用，就值得我们倾心研究。
目前的研究多在于光亮剂上。
国外的“210”、“MHT”、“PCM”光亮剂，国内的“M、N、SP、P”体系和广州“320”等光亮剂都是应用颇为广泛并卓有成效的。
然而研究阴极过程的多，研究阳极状态的少，阳极常常被人们忽视。
笔者曾在1987年中国电镀协会第二届电镀学术年会上发表过论文《硫酸盐光亮镀铜的阳极行为》。
现将对该论题作进一步的阐述，阐述的主要内容就是硫酸盐光亮镀铜所用的铜阳极为什么要含磷?其含量以多少为好?不同的含磷铜阳极会带来哪些后果?影响磷铜质量及其正常溶解的因素有哪些?一硫酸盐光亮镀铜所用的铜阳极为什么要含磷?在1954年以前，硫酸盐镀铜采用的是电解铜或无氧铜做阳极，但存在一系列问题：铜粉和阳极泥多，阳极利用率低、镀层容易产生毛刺和粗糙，二价铜离子浓度逐渐升高镀液不稳定，添加剂消耗快。
1954年美国NEVERS等人[1][2][3]对铜阳极的研究发现在铜阳极中渗入少量的磷，经过一定时间的电解处理后，(电解产生阳极黑膜对电镀相当重要，因此，建议用假阴极板或波浪板在2~3ASD内电解处理4~8小时)铜阳极的表面生成一层黑色的“磷膜”，它的主要成份是磷化铜(Cu3P)。
这层“黑色磷膜”具有金属导电性，它改变了铜的阳极过程某些反应步骤的速度，克服了上述一系列的问题。
这一研究成果即在同年申请了硫酸铜镀液所用的磷铜阳极专利U．S．P 2689216，它为硫酸盐光亮镀铜工艺的发展作出了重大的贡献。
铜阳极的溶解主要是溶解成两价铜离子，但是也会溶解成很少量的一价铜离子。
这种现象不仅在实践中得以认识，而且RASHKOV等[4—8]用旋转环盘电极和恒电流法研究证实：铜在硫酸中的阳极溶解是按下述反应分步进行的：Cu—e→Cu+ (1) 快Cu+—e→Cu2+ (2) 慢(控制步骤)金属铜首先失去一个电子生成一价铜离子，这是一个快反应，然后继续失去一个电子生成二价铜离子，这是一个慢步骤。
再谈磷铜阳极
再谈磷铜阳极
蒋雄
【期刊名称】《电镀与涂饰》
【年(卷),期】1989(000)002
【摘要】光亮酸性镀铜工艺的发展,主要取决于两个问题的成功解决:阳极和光亮剂.与人们的预料相反,高纯铜并不是酸性镀铜的好阳极,它产生铜粉,使镀液混浊,镀层粗糙.1954年Nevers等对铜阳极的研究为酸铜工艺的发展作出了重大贡献.他们发现,如果用含有杂质的火法铜做阳极,铜在阳极溶解时几乎不产生铜粉,实际上没有阳极泥,阳极上生成一层结合相当牢固的黑色胶状膜.研究表明,砷是产生所需阳极特性的主要元素,银、碲、硒等微量杂质也有一定作用.此后,由于市场上火法铜的短缺,人们想到在高纯铜中添加磷,结果相当理想.美国黄铜公司通过广泛的研究表明,如果在纯铜上加进0.005%以上的磷或砷,
【总页数】3页(P1-3)
【作者】蒋雄
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM910.3
【相关文献】
1.电感耦合等离子体质谱法测定阳极磷铜中磷含量的方法 [J], 陈嬿娉;章新亮;姚文俐;
2.电感耦合等离子体质谱法测定阳极磷铜中磷含量的方法 [J], 陈嬿娉;章新亮;姚文俐
3.再谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极 [J], 周腾芳;程良;等
4.再谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极 [J], 程良;邝少林;周腾芳
5.“铜冠”牌阳极磷铜产品通过鉴定 [J],
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微晶磷铜阳极在高端PCB制造中的应用
铜 的快 速沉 积 ，增 加 阴极极化 。
Ｃｕ 一ｅ— Ｃ ｕ
（ ） 慢
１４ 磷铜阳极 中磷含量 的影响及存在 问题 ．
１４ １ 磷含量的影响 ．．
ｃ
同 时，从 铜的元 素 电势 图分 析 ；
Ｅ ／ ｃ ２ ｎｖ ｕ ＋ ：
ｎ＝ １
ｃ ＋ ｕ
：
ｎ＝ｌ
磷 在 磷 铜 阳 极 中 的作 用 是 在 阳 极 溶 解 时 形 成 Ｃ 膜 ，阻止铜 粉 的生 成 ；磷 的含 量 多少合 适 ？ ｕＰ
在 元 素 电势 图 中 ，Ｃ Ｅ （ ．２ Ｖ） ＞Ｅ ｕ 的 右 ０５ １ 左 （ ．５ ０１ ３Ｖ） ，Ｃｕ 易发 生歧 化 反应 ，即亚 铜 离子 发
孔化 与电镀 Ｈ ｌ ｒｃｓｉ ｎ ｌｔ ｇ ｏｅ ｏｅｓ ｇａ ｄＰａｉ Ｐ ｎ ｎ
印制 电路信 息 ２ １ ｏ４ ０ ２Ｎ
．
微 晶磷 铜 阳极在 Ｐ ｆ 中的应 用 高端 ＣＢＮ造
Ｐ ｐ ｒ ｄ ： — ７ ａ ｅ Ｃｏ ｅ Ｓ — ０ ０
陈世 荣 杨 琼 罗小虎 罗观和 （ 东工 业 大学 ，广 东 广州 ５ ０ ０ 广 １０ ６）
阳极 溶 解 时产 生 的一 价 铜 生 成Ｃ ，从 而 阻止 了歧 ｕＰ
化反 应 的产 生 。
１ ３ 氯离子 在酸性镀铜 中的作 用 ．
在 酸性硫 酸盐 镀铜 工艺 中加入 氯离 子后 ，在磷 铜
阳极 成膜过 程 中 ，氯 离子吸 附在 阳极表 面发 生反 应 ：
Ｃｕ— ｅ — Ｃｕ
铜 阳极失 去 电子变 为离 子 ，
Ｃｕ （ 粉 ）．ｅ ｏ 铜 ２ ＋Ｃｕ ２
Ｃｕ ＿Ｃ１ 一 Ｃｕ 一 ’ Ｃ１
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
阳极磷铜球原理
阳极磷铜球原理一、引言阳极磷铜球是一种新型的防腐材料，其原理是通过电化学反应将金属表面形成一层致密的氧化膜，从而达到防腐的效果。
本文将详细介绍阳极磷铜球的原理及其工作过程。
二、阳极磷铜球的结构阳极磷铜球由两部分组成：一个是外壳，另一个是内部填充物。
外壳通常采用PVC或PE材料制成，具有良好的耐腐蚀性能。
内部填充物通常采用铜球或钢球等金属材料。
三、阳极磷铜球的工作原理阳极磷铜球利用了金属在电解质中的电化学反应原理。
当阳极磷铜球与金属结构接触时，在电解液中形成一个微小的电池系统。
此时，钢管等金属结构就充当了阴极，而阳极磷铜球则充当了阳极。
在这个微小的电池系统中，钢管等金属结构释放出电子，并与电解质中的离子发生反应，形成一定量的金属离子。
而阳极磷铜球则接受这些电子，并在其表面形成一层氧化膜，从而达到防腐的效果。
四、阳极磷铜球的特点1. 防腐性能好：阳极磷铜球具有良好的防腐性能，能够有效地延长金属结构的使用寿命。
2. 维护成本低：阳极磷铜球的安装和维护成本相对较低，可以降低企业的运营成本。
3. 适用范围广：阳极磷铜球适用于各种金属结构，如钢管、桥梁、油罐等。
4. 环保节能：阳极磷铜球通过电化学反应实现防腐效果，不需要使用任何化学药品，具有环保节能的优点。
五、阳极磷铜球的应用阳极磷铜球广泛应用于各种金属结构中，如钢管、桥梁、油罐等。
在海洋工程中也有很多应用，如海上风电塔等。
此外，在城市建设中也有很多应用，如地下管道、地下停车场等。
六、阳极磷铜球的安装阳极磷铜球的安装需要注意以下几点：1. 安装位置应选择在金属结构的容易腐蚀的部位，如焊缝、接头等。
2. 安装密度应根据金属结构的具体情况进行合理配置，一般为每平方米4-6个。
3. 安装时应注意保护阳极磷铜球外壳不受损伤。
4. 安装后应定期检查，如发现阳极磷铜球外壳有损坏或者内部填充物有漏出现象，应及时更换或维修。
七、总结阳极磷铜球是一种新型的防腐材料，通过电化学反应实现防腐效果。
PCB电镀铜为什么要使用含磷的铜球
PCB电镀铜为什么要使用含磷的铜球首先，含磷的铜球可以提高电镀液的导电性。
电镀液是指在电解过程中使用的溶液，其中含有金属离子和其他添加剂。
铜球的加入可以增加金属离子的溶解度，使电镀液更容易传导电流，提高电镀效果。
此外，含磷的铜球还可以增加电镀液的粘度，提高电镀液的润湿性，使其更容易在基材表面均匀分布。
其次，含磷的铜球能够提高铜沉积层的结晶性和结构均匀性。
电镀铜的质量与结晶性息息相关，好的结晶性能可以提高电导率和机械强度。
而含磷的铜球中的磷元素能够作为结晶的晶核，促使铜沉积层得到更细小的晶粒和更均匀的结构，提高电镀铜的结晶性和均匀性。
此外，含磷的铜球还可以起到抑制氧化反应的作用。
在电镀过程中，由于电解液接触到空气，铜离子很容易氧化，产生氧化铜。
氧化铜会影响电镀的均匀性和质量，甚至导致电镀层脱落。
而含磷的铜球中的磷元素与氧化铜发生反应，生成稳定的磷氧化铜（Cu3PO4），抑制后续的氧化反应，提高电镀铜的质量和稳定性。
最后，含磷的铜球还可以减少电镀液中的杂质。
电镀液中常常含有各种杂质，如铁离子、杂质离子等。
这些杂质会影响电镀液的稳定性和导电性。
含磷的铜球中的磷元素可以与这些杂质离子发生反应，形成不溶性的沉淀物，并且可以通过过滤等处理方法从电镀液中去除，从而提高电镀液的纯净度和稳定性。
综上所述，含磷的铜球在PCB电镀铜过程中起到多种重要作用。
通过提高电镀液的导电性、改善铜沉积层的结晶性和结构均匀性、抑制氧化反应和减少电镀液中的杂质，可以提高电镀铜的质量和稳定性，满足PCB制造的要求。
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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。
”另一部分磷铜厂家因资金有限，无法采用中频电炉，土设备上马，搅拌难以充分，不能保证磷分布均匀，只好采取加大磷含量的措施，通常将磷含量提高到0．1％~0．3％。