硫酸铜电镀中的磷铜阳极
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”。
阳极磷铜球冷斜轧生产技术及应用
阳极磷铜球冷斜轧生产技术及应用发布时间：2021-07-12T16:29:29.733Z 来源：《科学与技术》2021年3月8期作者：李庆[导读] 本文介绍了阳极磷铜球在电镀生产中的应用，其中包括磷铜球在电镀生产中的使用，李庆芜湖铜冠电工有限公司 241000摘要：本文介绍了阳极磷铜球在电镀生产中的应用，其中包括磷铜球在电镀生产中的使用，阳极磷铜晶粒对电镀生产的影响及磷铜球斜轧技术特点，冷轧斜轧技术和应用情况，采用室温斜轧技术生产阳极磷铜球具有毕产效率高．能耗成本低．质量稳定、产品电镀性能优异、生产方式清洁无污染等特点，采用冷轧技术的产品质量及技术达到国际先进、国内领先水平，是理想的阳极磷铜球生产技术。
关键词：阳极；磷铜球；斜轧；冷轧1、阳极磷铜球在电镀生产中的应用1.1阳极磷铜球在电镀生产中的使用阳极磷铜球在电镀生产中的工艺可以追溯到20世纪40年代，美国通用公司在电镀中在电镀铜的阳极位置添加一定量的磷，则后续的铜阳极的电镀位置就可以形成成磷膜，由于这种磷膜具有具有在溶液中导电的性质，这就能使得铜阳极的镀层膜能够均匀的增加，减少甚至没有铜废料的产生，从生产工艺的源头上降低阳极泥的产量，所以在进行电镀生产时采用“阳极磷铜”方式进行生产时能够很大程度的提高生产效率降低生产成本。
在进行阳极铜电解液的调配时磷的含量占比约为为0.04-0.065%（万分之四--万分之六点五），在进行阳极电解过程中时，磷充当的是降低阳极铜的腐蚀速率的作用，这样就够在进行电解铜时铜溶液能够在溶液中均匀的散开，进而将溶液的铜溶质含量维持在一个相对稳定的状态。
若在电解阳极铜时表面含磷量的缺少，就会直接导致阳极铜底部的阳极泥的增多，在进行溶解槽的维护时就要对阳极袋进行频繁的更换，若减少了阳极泥清理的工作就会让光亮剂不能充分的接触到电镀层，使得电镀层变得不在光滑，影响产品的合格率。
若阳极铜处的含磷量高于标准值就会使得镀层厚度的增加或者造成镀层穿孔，也容易造成产品镀层亮度不够或“细麻砂”等产品质量状况等问题[1]。
硫酸铜电镀故障处理
硫酸铜电镀故障处理：一、镀层烧焦1.镀液温度低于20℃。
2.酮含量过低（低于50克/升比重低于20波美）。
3.氯离子含量过低。
4.210A过量。
5.210B不足。
6.搅拌不均匀或阴极移动太小。
纠正方法：1．升高温度至24—30℃。
2．添加硫酸铜（加入15克/升硫酸铜可提高1波美度或3.7克/升金属铜。
3．分析后补充。
4．根据所电镀的产品情况停加210A剂，直到恢复正常，清洗滤泵。
5．添加适量210B。
6．检查调整阴极移动或空气搅拌装置。
二、高电位镀层出现凹凸起伏的条纹1．缺少开缸剂210C。
2．缺少氯离子。
纠正方法：1．补加适量开缸。
2．调整氯离子到正常含量范围。
三、低电位光亮度差1．镀液温度超过35℃。
2．210B过量。
纠正方法：1．把温度控制在24-28℃2．停加B剂，直至消耗至恢复正常状态，严重过量，则可以用加入适量双氧水、高锰酸钾处理或者电解处理等方法除掉多余的B剂。
四、填平度低1.光剂不足。
2.氯离子过量，镀液主盐低，磷铜阳极少等。
纠正方法：1.按照添加方法添加光剂。
2. 杜绝带入氯离子，让氯离子带出、消耗降低；严重时采用稀释、沉锌、硝酸银除氯等方法来降低氯离子的含量；另外注意主盐和磷铜阳极的补充。
五、镀层有微细针孔1.滤泵吸入空气；2.不适当之空气搅拌；3.缺少开缸剂210C。
纠正方法：1.滤泵入水口要远离打气孔，防止吸入空气。
2.打气孔不可过小（直径不小于3毫米），适当调节打气强度。
3.添加适量开缸剂210C。
六、镀层布满细小的微粒1.镀液内有悬浮的微小颗粒（例如活性炭粉）2.搅拌用之空气被污染。
3.田家硫酸铜时，过滤不充分。
4.使用不适当的阳极。
纠正方法：1.连续过滤镀液，建议使用助滤剂。
2.检查隔尘纲、隔油纲，最好使用无油气泵打气。
3.加强过滤，彻底滤清镀液。
4.使用合格的磷铜阳极。
七、阳极钝化1.主盐成分过高，或者温度过低形成主盐相对过高。
2.阳极袋堵塞。
3.镀液被大量铁杂质严重污染。
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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硫酸盐渡铜故障与处理
1、硫酸盐镀铜液故障的处理：整流电源如果用于光亮酸性镀铜的整流电源达不到一定的要求，镀铜层就达不到良好的光亮整平性及宽的范围。
经验表明：当采用硅整流器时，最好采用带平衡电抗器的六相双反星形整流，其波形好，相对节电；当采用可控硅整流器时，最好为五柱芯十二相整流并带平波电抗器。
一般三相全波或桥式硅整流器勉强可用，但效果不好。
三相全波或桥式可控硅整流器当负荷率达80％以上(如500A整流器必须开到400A 以上)勉强可用。
当波形良好的整流器因电源供电或内部故障造成三相缺相时，或可控硅与硅整流元件有损坏时，整流输出波形大大恶化。
若正常镀铜液突然效果不良时或几个相同镀槽采用相同整流器，其中一槽老是效果不如其他槽时，则应想到是否相应整流器出了毛病。
最好用示波器检查直流输出波形，也可用钳形电流表测定每个整流元件的工作电流，其相对误差不宜大于15％。
若某一个元件无电流或电流特别大，则应检查是否已损坏。
2、硫酸盐镀铜液故障的处理：含磷铜阳极酸性光亮镀铜使用的阳极必须是含磷铜阳极，这是由于纯铜阳极很容易溶解，使得阳极效率大于理论值。
这样，镀液中的铜含量逐渐增加，使硫酸铜大量积累，很快便超过了工艺规范上限而失去平衡。
另一方面纯铜阳极在溶解时会产生少量一价铜离子，它在镀液中很不稳定，通过歧化反应分解成为二价铜离子和微粒金属铜，在电镀过程中很容易在镀层上面成为毛刺。
为消除阳极一价铜的影响，人们最早使用阳极袋，但很快便发现泥渣过多妨碍了镀液的循环。
后改用无氧高导电性铜阳极(0FHC)，虽然泥渣减少了，但仍不能阻止铜金属微粒的产生，于是又采用定期在镀液中加入双氧水使一价铜氧化成二价铜，但此法在化学反应中要消耗一部分硫酸，导致镀液中的硫酸质量浓度下降，必须及时补充，同时又要补充被双氧水氧化而损耗的光亮剂，增加了电镀成本。
1954年美国Nevers等人在纯铜中加入少量的磷作阳极时，发现阳极表面生成一层黑色胶状膜，在电镀时阳极溶解几乎不产生铜粉，泥渣极少，零件表面铜镀层不会产生毛刺。
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
硫酸盐光亮镀铜工艺
全光亮酸性镀铜全光亮酸性镀铜镀液，是在硫酸盐镀铜镀液的基础成分中加入有机组合的光亮剂和添加剂。
所镀得的镀层光亮、柔软、孔隙率低、镀液的整平性好，但还存在着操作温度不能高于40℃、形状复杂的零件在低电流密度区光亮较差，槽液维护比较复杂等不足之处，因此，近几年来国内许多研究单位和工厂针对这些不足作进一步研究，以期开发出更高水平的新型组合光亮剂(具有全光亮酸性镀铜工艺的操作温度在40℃以上时稳定性能优越、光亮电流密度范围宽、光亮剂用量少、维护操作方便、镀后不需除膜等优良性能)。
(一)全光亮酸性镀铜光亮剂酸铜光亮剂有二大系列：一类是非染料体系(如传统非染料体系由M、N、SP、P组成)，另一类是染料体系(如日本进口的210)，现就非染料体系的组成、性能作简要的介绍。
1．含巯基的杂环化合物或硫脲衍生物通式为：R—SH这一类化合物，既是光亮剂又是整平剂。
市售有代表性的有：乙撑硫脲(N)，乙基硫脲，甲基咪唑啉硫酮，2-四氢噻唑硫酮，2-巯基苯骈噻唑，2-巯基苯骈咪唑(M)……2．聚二硫化合物通式为：R1—S—S—R2式中R1为芳香烃(苯基)、烷烃、烷基磺酸盐或杂环化合物；R2为烷基磺酸盐或杂环化合物。
这一类化合物是良好的光亮剂。
市售有代表性的有：聚二硫二丙烷磺酸钠(SP)，苯基聚二硫丙烷磺酸钠……2．聚醚化合物通式为：(-CH2-CH20-)。
这类光亮剂实质为表面活性剂，采用的是非离子型和阴离子型。
这类表面活性剂除了它的润湿作用可以消除镀铜层产生针孔和麻砂现象外，还可以提高阴极极化作用，使镀铜层的晶粒更为均匀、细致和紧密，并且还有增大光亮范围的效果。
其不足之处是，因为在阴极上产生一层肉眼看不见的憎水膜，所以镀铜后必须在除膜溶液中除膜，然后方可进行镀镍，以保证镀层的结合力。
市售有代表性的有：聚乙二醇(分子量为6000)，OP10或OP21，乳化剂，AE0乳化剂……上述各类光亮剂必须组合使用。
搭配恰当，才能镀出镜面光亮、整平性能和韧性良好的镀铜层。
磷铜球用途
磷铜球用途磷铜球用途：磷铜球用于PCB的一次铜和二次铜工艺，主要用于通过孔形成导电铜层。
对于一个两层以上的PCB产品，由于企业不同层之间的电路设计不是可以直接相连的，所以不同层之间的电路必须通过通孔的结构进行连接，以利于电的传输。
在PCB制造企业发展研究过程中，在内层电路进行设计公司生产，多层层压和机械系统工程钻孔工作时间之后，为了使钻孔技术已经成为我们一个导电状态，有必要严格要求执行有效去除浮渣，脱毛和化学铜的程序，生成薄的铜层。
之后，通过调查研究以及电解镀铜进行数据分析可以一次镀铜和二次镀铜，并增加铜层的厚度以增强通孔的导电作用影响效果。
磷铜球是用于发展中国初级铜和次级铜的关键技术信息进行材料。
磷铜球是PCB镀铜工艺设计过程的阳极之间进行研究材料。
在铜球中加入磷可以防止亚铜颗粒影响涂层工艺的质量。
磷铜球在PCB电镀浴中起阳极的作用，因此磷铜球也称为中国一个作为阳极铜球。
当电解氧化反应时间开始时，磷铜球中的铜原子将失去发展电子，形成铜离子。
带正电的铜离子将移动到中国不同阴极保护问题所在的PCB板上，然后在PCB板的表面上我们可以通过获得一个企业发展电子以生成铜。
磷铜球1.造纸行业:用纸量很大，看起来很简单，但是造纸过程很复杂，会用到很多机器，这些机器里面会有很多零件，比如出钢杆，半液体泵。
金属丝网等是由磷铜球合金制成的。
2.钟表公司行业：当前企业生产的钟表，计时器和带有一个时钟管理机制的设备，可以说我国大多数研究工作进行部件之间都是由“钟表黄铜”制成的。
该合金含铅1.5-2％，具有发展良好的加工技术性能，适合经济批量产品生产。
一些中国***的大钟是由钢和磷铜球合金可以制成的。
例如，英国“大笨钟”的时针使用实心的青铜杆，而分针则使用14英尺的铜管。
如果是作为一家现代化的手表厂，以磷铜球合金为主要通过材料并用模具设计加工，则每天可生产2万至3万只手表，效率也是非常高。
3.印刷行业：铜版纸也用于印刷中以实现照相雕刻。
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硫酸铜电镀中的磷铜阳极 (磷铜的电镀原理） 在早期，硫酸铜电镀都是采用电解铜或无氧铜做阳极，其阳极效率高达100%甚至超过100%，这样造成一系列的问题：槽液中的铜含量不断升高，添加剂消耗加快，槽液中的铜粉和阳极泥增多，阳极利用效率降低，镀层极易产生毛刺和粗糙缺陷。 1954年，美国Neverse等对阳极的研究发现：在阳极中掺入少量的磷，经过一段时间的电解处理（电解产生的阳极黑膜对电镀相当重要，因此建议利用电解拖缸板/假镀板/波浪板在2-3ASD的电流密度下电解4—10小时），铜阳极的表面生成一层黑色的磷膜，主要的成分是磷化铜Cu3P。这层黑膜具有金属导电性，改变了铜阳极溶解过程中的一些反应的步骤，有效克服了上述的一些缺陷，对铜的质量和工艺稳定性起着重要作用。 铜阳极的溶解主要是生成二价铜离子，研究实验证明（旋转环盘电极和恒电流法）：铜在硫酸铜溶液中的溶解分两步进行的。 Cu-e-→Cu+基元反应1 Cu+--e-→Cu2+基元反应2 亚 铜离子在阳极作用下氧化成二价铜离子是个慢反应，也可以通过歧化反应生成二价铜离子和单质铜，正如在化学沉铜反应中一样。所生成的铜单质以电泳得方式沉积 于镀层中，从而产生铜粉，毛刺，粗糙等。当阳极中加入少量的磷后，经电解处理（或称拖缸）在阳极表面生成一层黑色的磷膜，阳极的溶解过程就发生了一些变 化： 1．黑色磷膜对基元反应2有着显著的催化效果，大大加快了亚铜离子的氧化，使慢反应变成快反应，大大减少槽液中亚铜离子的累积。同时阳极表面的磷膜也可阻止亚铜离子进入槽液，促使其氧化，减少了进入槽液的亚铜离子。标准阳极黑色磷铜膜的导电率为1.5×104Ω-1CM-1，具有金属导电性，不会影响到阳极的导电性，而且磷铜阳极壁春铜阳极的阳极极化小，在Da为1ASD时，含磷0.02---0.05%的铜阳极的阳极电位比无氧铜阳极低50—80mv.黑色阳极磷膜在允许的电流密度下不会造成阳极的钝化。 2．阳极表面的黑色磷膜会使阳极不正常溶解，微小颗粒脱落的现象大大减少，阳极的利用效率大大提高。当阳极采用0.4—1.2ASD电流密度时，阳极上所含磷量与黑膜厚度呈线性关系。在阳极磷含量在0.030—0.075%蚀阳极的利用效率最高 阳极黑色磷膜生成的最好. 阳极材料分配%电 解 铜 火 炼 铜 空气搅拌 含 磷 铜 空气搅拌 空气搅拌 静 止 槽 阴极沉积85.51 85.59 97.9 98.36 6.81 13.61 .15 .04 7.6 .8 1.95 1.6 3慢反应4 Cu++e-→Cu快反应5虽然含量很微小 但只要很少量就可影响镀层质量.亚铜离子进入槽液会对阴极镀层产生如下危害: 1.造成镀层毛刺粗糙.在电镀过程中 铜粉以电泳的方式在阴极镀层上沉积的.在电流密度小 温度高的情况下 阴极电流效率下降 氢离子放电 使酸度下降 水解反应方向向有利铜粉生成的方向进行 毛刺的现象将会加重. 2.亚铜离子同时会造成镀层不光亮 整平性差 镀液混浊等.这也是由于铜粉细密的散布在阴极镀层上面 造成沉积层的致密性差无光泽.在低电流区 影响更严重.此时补加光剂效果不大 加双氧水除去铜粉驱赶完全双氧水 补充光剂 地区光亮性和整平性会有所改善.同时反应会消耗一部分酸 应适当补充些硫酸. 阳极的磷含量国内多为0.3%国外的研究表明 磷铜阳极中的磷含量达到0.005%以上 既有黑膜形成 但是膜过薄 结合力不好;磷含量过高 黑膜太厚阳极泥渣太多 阳极溶解性差 导致镀液中铜含量下降.阳极磷含量以0.030---0.075%为佳最佳为0.035—0.070%.国内生产设备和工艺落后 搅拌不均匀 不能保证磷含量均匀分布 通常加大磷含量到0.1--0.3%;国外采用电解或无氧铜和磷铜合金做原料 用中频感应电炉熔炼 原料纯度高 磷含量容易控制 采用中频感应 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. 磷含量对阳极磷膜的影响: 1.磷含量为0.030—0.075%的铜阳极 形成的黑膜厚薄适中 结构致密 结合牢固 不易脱落;险前磷含量过高的铜阳极.磷分布不均匀 溶解使阳极泥过多 从而污染槽液 还会堵塞阳极袋孔造成槽电压升高.槽电压升高有会造成阳极膜脱落.实际生产中边电镀边更换阳极容易产生毛刺. 2.磷含量为0.3%的磷铜阳极磷分布不均匀 黑色磷膜过厚 铜的溶解性差.所以常常要把阳极挂满 并非使阴阳极面积比为1:1实际铜阳极挂的多 槽液中的铜含量还有下降的趋势也很难保持平衡.需经常补加硫酸铜 从电镀成本来看 也是不合算的.电镀宁可多挂劣质的磷铜阳极阳极泥增多 实际的费用也会增多. 3．实际上磷含量高的铜阳极生成的黑膜厚度太厚 电阻增加 要维持原来的电流 电压要升高.槽电压的升高有利于氢离子放电针孔的产生几率加大.这一现象对国产”M.N.SP.P。AEO”体系来讲 不多见，因其中表面活性剂较多，但对部分进口光剂来讲，针孔的机会会大大增加，需另外补加润湿剂，并设法降低电压。 4．实际上，磷含量高，黑膜太厚，分布不均匀，还会造成低电流区不光亮，细微麻砂状。 虽然含磷0.3%铜阳极黑膜厚度可以减少亚铜离子进入槽液 但是因其结构疏松 分布不均匀 作用效果大减.另外电解液中存在化学可逆反应: Cu2++ Cu -→ 2Cu+ 在常温下 此反应的平衡常数为K=( Cu+)2/( Cu2+)=0.5X10-4 温 度升高，亚铜离子浓度也会升高。亚铜离子在槽液中以硫酸亚铜的形式存在，在空气搅拌时会被氧化。在酸度降低情况下，硫酸亚铜水解氧化亚铜（铜粉），同粉滞 留在阴极高电流区，堆积一定量即产生毛刺；在低电流区，电流效率下降，氢离子放电较多，相对该处酸度下降，水解向生成铜粉方向进行， Cu2SO4+H2O=Cu2O+H2SO4 较多的铜粉滞留在阴极表面会造成阴极镀层不光亮，细麻砂。若没有空气搅拌，电流密度开得很小的情况下，这种情况在低电流区很发生。 使用磷含量少的铜阳极，由于黑色磷膜致密，亚铜力子很难溶入槽液，只要用空气搅拌，控制硫酸浓度不要偏低，电流密度略高些，地区的不光量和麻砂状即可克服。 影响磷铜质量及其正常溶解的因素： 1．铜的质量一般采用无氧铜，电解铜或磷铜合金。无氧铜含氧量为3×10-6 杂质极少，基本不产生磷的氧化物，不消耗磷，所以磷含量容易控制，但成本较高。电解铜纯度为99。95%，可以满足要求，否则氧含量不固定，磷加的少，将造成磷含量的失控和分布不均匀。杂铜中杂质含量较高，在阳极生产中偏析，溶解时进入镀液，累积一定量形成阳极泥，造成镀层粗糙，镀液混浊或加速槽液老化，影响电流效率，镀层光亮度，镀液的性能和镀层的质量。 2．磷的含量：磷含量过低，黑膜过薄，结合力差；过厚，弊端种种。 3．冶炼方式：中频感应电炉熔融，原材料的纯度，连续铸造密封方法及铸造工艺的控制条件的整个生产的全过程，实质上决定了磷铜阳极结晶组织的细致均匀，决定了高品质磷铜阳极的黑膜形成速度，内部结晶状况和电化学溶解性能。 4．阳极电流密度：阳极面积过小，往往造成阳极电流偏大，毛刺，铜粗，阳极泥增多，阳极利用效率下降，影响PCB的 合格率。现场实际分析，全板电镀和图形电镀即使其它条件一样，但电流密度不同，前者磷铜黑膜薄，结合力不好，磷铜球呈破碎状；后者则无这种情况发生，磷铜 球随溶解变小而不变形。增大阳极面积，降低阳极电流，镀层质量就完全一样。阳极在电镀过程中随电流密度增加有三个变化：1。阳极电位向正向移动时产生阳极溶解，随电位变正，金属溶解速度加大；2。超过极限电流密度时，金属溶解速度不但不增加，反而急剧下降，阳极出现钝化现象；3。电极上板随着金属溶解液会产生其他电极反应，如氢氧根离子在阳极析氧，对添加剂和阳极黑膜产生不利影响。由于电流一般是有阴极镀件决定的，提供适当的阳极电流密度的唯一方法就是调节阳极面积。 在电镀过程中阳极不断溶解变小，（843AH/Kg铜），随阳极电流密度加大，黑膜生长速度加快，加厚/或阳极发生钝化/局 部钝化同时阳极上可能有大量的氧气产生，造成黑色磷膜的脱落，阳极泥的增加，进入镀液造成镀层粗糙。阳极电流密度对磷铜阳极的正常溶解起着决定性影响。特 别全电镀槽应该经常性补加铜阳极，以保持阳极面积，只要槽液中铜离子无明显上升，不影响镀均镀能力，即使阳极杆挂满钛篮阳极铜球也不为过! 注意事项：磷铜阳极电解后必定会生成一层黑色磷膜，这是铜阳极的主要特征。阳极黑色磷膜形成的速度及紧密结合状况与阳极电流密度，氯离子含量，添加剂的种类及含量，连续铸造方式及其工艺控制的全过程都有密切关系。在正常电镀工艺条件下，阳极电流密度0。4—1。2ASD拖 缸电解处理，磷铜阳极表面生成一层均匀致密结合良好的黑色磷膜，此时阳极溶解材会处于最佳状态。在生产中，阳极黑膜到了一定时候磷铜球溶解消耗，脱下一层 黑膜，要不断补重新铜球和铜离子的平衡，黑膜也会形成少量的正常的磷化铜黑泥。若过滤清洗槽底，用钢丝刷使劲刷洗阳极铜球甚至用浓酸浸泡，不能完全除去黑 膜，就说明铜阳极磷含量过高了。另外劣质阳极含杂质较多，晶粒粗大不致密，造成溶解不均匀，形成与黑膜混合的泥渣，这是另一类泥渣。 在线路板行业，酸铜槽若停槽多日，应将阳极取出。因为阳极会发生自溶现象，使硫酸铜含量增加。铜一般是不溶解在2摩尔当量浓度的硫酸中，但是在空气搅拌的情况下会发生如下反应： 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O Cu2+/Cu和O2+4H+ /H2O电对的标准电极电位分别为0。34v和1。23v，显然上述反应可以进行，特别是在空气搅拌的情况下。 2． 阳极袋应选用耐酸的涤纶布或丙纶布。阳极袋经纬的密度，厚度规格，孔隙的大小对于阻挡阳极微粒，黑膜泥颗粒和铜离子的对流扩散等影响各异。双层阳极袋虽可 有效阻挡阳极泥进入槽液，但不利于阳极溶解，槽电压液会升高，影响磷膜的结合力。不要让阳极袋直接贴在阳极表面，一般用钛篮装好外套阳极袋