電鍍工藝流程資料.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632電鍍工藝流程資料名詞定義：1.1電鍍：利用電解的方法使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程叫電鍍。1.2 鍍液的分散能力： 能使鍍層金屬在工件凸凹不平的表面上均勻沉積的能力，叫做鍍液的分散能力。換名話說，分散能力是指溶液所具有的使鍍件表面鍍層厚度均勻分布的能力，也叫均鍍能力。1.3鍍液的覆蓋能力：使鍍件深凹處鍍上鍍層的能力叫覆蓋能力，或叫深鍍能力，是用來說明電鍍?nèi)芤菏瑰儗釉诠ぜ砻嫱暾植嫉囊粋€概念。1.4鍍液的電力線：電鍍?nèi)芤褐姓?fù)離子在外電場作用下定向移動的軌道，叫電力線。1.5尖端效應(yīng)：在工件或極板的邊緣和尖端，往往聚集著較多的電力線，這種現(xiàn)象叫尖端效應(yīng)或邊緣效應(yīng)。1.6電流密度：在電鍍生產(chǎn)中，常把工件表面單位面積內(nèi)通過的電流叫電流密度，通常用安培/分米2作為度量單位二.鍍銅的作用及細(xì)步流程介紹：2.1.1鍍銅的基本作用：2.1.1提供足夠之電流負(fù)載能力；2.1.2提供不同層線路間足夠之電性導(dǎo)通；2.1.3對零件提供足夠穩(wěn)定之附著（上錫）面；2.1.4對SMOBC提供良好之外觀。2.1.2.鍍銅的細(xì)步流程：Cu流程：上料酸浸（1）酸浸（2）鍍銅雙水洗抗氧化水洗下料剝掛架雙水洗上料Cu流程：上料清潔劑雙水洗微蝕雙水洗酸浸鍍銅雙水洗（以下是鍍錫流程）2.1.3鍍銅相關(guān)設(shè)備的介紹：槽體：一般都使用工程塑膠槽，或包覆材料槽（Lined tank）,但仍須注意應(yīng)用之考慮。a. 材質(zhì)的匹配性（耐溫、耐酸堿狀況等）。b. 機(jī)械結(jié)構(gòu)：材料強(qiáng)度與補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計，循環(huán)過濾之入/排口吸清理維護(hù)設(shè)計等等。c. 陰、陽極間之距離空間（一般掛架鍍銅最少6英寸以上）。d. 預(yù)行Leaching之操作步驟與條件。溫度控制與加熱：鍍槽之控制溫度依添加特性/鍍槽之性能需求而異。一般而言操作溫度與操作電流密度呈正向關(guān)系，但無論高溫或低溫操作，有機(jī)添加劑必定有分解問題。一般而言，不容許任何局部區(qū)域達(dá)60以上。在材質(zhì)上，則須對耐腐蝕性進(jìn)行了解，避免超出特性極限，對鍍銅而言，石英及鐵弗龍都是很適合的材料。一、 攪拌：攪拌可區(qū)分為空氣攪拌、循環(huán)攪拌、機(jī)械攪拌等三項，依槽子之需求特性而重點有異，茲簡介一般性考慮如下：a. 空氣攪拌：應(yīng)用鼓風(fēng)機(jī)為氣源，如使用空壓機(jī)。則須加裝AM Regalator降低壓力，并加裝oil Filter除油。風(fēng)量須依液面表面積計算，須達(dá)1.52.0cfm，而其靜壓則依管路損耗，與液面高度相加而得?？諝鈹嚢柚苈芳茉O(shè)，離槽底至少應(yīng)有1英寸距離，離工件底部，應(yīng)以大于8英寸為宜。一般多使用3/4英寸或1英寸管，作為主管，亦有人使用多孔管，但較易發(fā)生阻塞。開孔方式多采用各孔相間1/2英寸，對邊側(cè)開孔，與主管截面積1/3為原則。適量之空氣攪拌可改善電鍍效率，增加電流密度；但如攪拌過度，亦將形成有機(jī)添加劑氧化而造成異常消耗及污染。b. 循環(huán)攪拌：在一般運(yùn)用上，多與過濾系統(tǒng)合件，較須注意的是確定形成循環(huán)性流動（入、排口位置選擇），及pump選擇流量應(yīng)達(dá)23倍槽體積1hr以上。c. 機(jī)械攪拌：其基本功能是為了消除metal ion diffusion rafe不足問題。在空間足夠之狀態(tài)下，以45斜角移動為佳，但一般都采有用垂直向擺動，較佳的位移量約在0.51.8m/min，而每stroke長約515cm之間。在設(shè)定條件時，應(yīng)注意不可造成因頻率過高，使板子本身擺動，而減小孔內(nèi)藥液穿透量。過濾：一般均與循環(huán)攪拌合并，目的是去除槽液中之顆粒狀雜質(zhì)，避免發(fā)生顆粒狀鍍層。較重要的考量因子有三，分別如下：a. 過濾粒徑：一般采用5u或10u濾蕊。若非環(huán)境控制良好，使用更小濾蕊可能造成濾材更換，損耗過多。b. 材質(zhì)有多種材質(zhì)供選擇，不同系統(tǒng)光澤劑會有不同之限制，其中PP最具體廣用性。c. Leaching：即便為適用材質(zhì)之濾蕊，亦須經(jīng)過Leaching處理（熱酸堿浸洗程序）。電源系統(tǒng)：供電系統(tǒng)之ripple須小于5%，（對部分較敏感產(chǎn)品甚至須小于2%），另須注意：a. 整流器最上限、最下限相對容易10%，系不穩(wěn)定區(qū)域，應(yīng)避免使用。b.除整流器外接所有接點務(wù)須定期清潔外，每月至少用鉗表量校一次。c.整流器最好利用外接潔凈氣源送風(fēng)，使內(nèi)部形成至正壓，讓酸氣無法侵入腐蝕。陰極（rack及bus bar）:a. 對銅制bus bar而言，約每120Amp至少應(yīng)設(shè)計1cm2之截面積。同時不論電流/bus bar截面積大小，務(wù)必兩側(cè)設(shè)置輸入接點，以避免電流分布不均。b. 對rach而言，應(yīng)利用bus bar相接之接點，調(diào)整其導(dǎo)通一致，避免“局部陽極”的反生，同時對接點外之部分，亦宜全部予以膠林披覆，并定期檢查，以避免因縫隙產(chǎn)生，而增加帶入性污染。陽極：a. 銅陽極應(yīng)采用含微量磷，且均勻分布之無氧銅。其規(guī)格可概列如下：Cu99.9% P:0.040.06% O0.05%Fe0.003% S0.003% Pb0.002%Sb0.002% AS0.001% N0.002%b. 可能狀態(tài)下盡量不要使用鈦籃，因為鈦籃將造成 Carriey或High Current Dewsity Brightener增加約20%的消耗，而不使用鈦籃的狀態(tài)，則須注意使陽極高出液面12英寸。c. 對陽極袋的考慮，基本上與濾蕊相同，一般常用Napped p.p或Dynel，并可考慮雙層使用，唯陽極袋須定期清洗，以避免因過量的陽極污泥造成陽極極化。d. 一般均認(rèn)為陰陽極之比例應(yīng)在1.521,但由于高速鍍槽之推出，較佳的考慮是，控制陽極的相對電流密度小于20ASF，來決定陽極的數(shù)量，在使用鈦籃的狀態(tài)，其面積的計算，約為其（前+左+右）面積之1.4倍，亦即以鈦籃正面積核算其電流密度約應(yīng)小于40ASF。過大的陽極面積可能造成銅含量之上升，過小則可能造成銅含量不足，且二者均會造成有機(jī)添加劑的異常消耗及陽極塊的碎裂。e.陽極在接近液面?zhèn)葢?yīng)加裝遮板，而深度則應(yīng)僅為鍍件的75%（較淺45英寸），在板子尺寸不固定時，則應(yīng)考慮浮動式遮板，對其左右側(cè)的考慮亦同，故在槽子設(shè)計與生產(chǎn)板實際寬度不同，應(yīng)考慮使用Rubber strip，但須注意當(dāng)核算面積，加開電流時，應(yīng)至少降低40%計算。對于此類分布問題，可以“電場”及“流 態(tài)”的觀念考慮。二、 2.2各流程的作用：2.2.1酸浸：主要作用是去除板面的氧化層，避免水份帶入銅缸而影響硫酸的含量。2.2.2清潔劑：這種清潔劑是酸性的，主要作用是去除板面的指紋、油污等其它殘余物，保持板面清潔，實際上目前供PCB使用之酸性清潔劑，沒有任何一種真正能去除較嚴(yán)重的指紋。故對油脂、手指印應(yīng)以防止為重：而且須注意對鍍阻層的相容性與同線中其他藥液間的匹配性，及降低表面為張力，排除孔內(nèi)氣泡的能力。2.2.3微蝕：由于各種干膜阻劑均有添加劑深入銅層的附著力促進(jìn)劑，故在此一步驟應(yīng)去除2050u的銅，才能確保為新鮮銅層，以獲得良好的附著力。2.2.4水洗：主要作用是將板面及孔內(nèi)殘留的藥水洗干凈。2.2.5鍍銅：鍍銅的藥水中主要有硫酸銅、硫酸、氯離子、污染物、其它添加劑等成份，它們的作用分別如下：硫酸銅：提供發(fā)生電鍍所須基本導(dǎo)電性銅離子，濃度過高時，雖可使操作電流密度上限稍高，但由于濃度梯度差異較大，而易造成Throwing power不良，而銅離子過低時，則因沉積速度易大于擴(kuò)散運(yùn)動速度，造成氫離子還原而形成燒焦。硫酸：為提供使槽液發(fā)生導(dǎo)電性酸離子。通常針對硫酸與銅比例考量，“銅金屬18g/l+硫酸180g/l”酸銅比例維持在10/1以上，121更佳，絕對不能低于61，高酸低銅量易發(fā)生燒焦，而低酸高銅則不利于Throwing Power。氯離子：其功能有二，分別為適當(dāng)幫助陽極溶解，及幫助其它添加劑形成光澤效果，但過量之氯離子易造成陽極的極化。而氯離子不足則會導(dǎo)致其它添加劑的異常消耗，及槽液的不平衡（極高時甚至霧狀沉積或階梯鍍；過低時易出現(xiàn)整平不良等現(xiàn)象）。 其它添加劑：其它的所有有機(jī)添加劑合并之功能，可達(dá)成規(guī)則結(jié)晶排列之光澤效果，改善鍍層之物性強(qiáng)度，相對過量之添加劑，則易因有機(jī)物之分解氧化，對槽液的污染，造成活性碳處理頻率的增加，或因有機(jī)物的共析鍍比率提高，造成鍍層內(nèi)應(yīng)力增加，延展性降低等問題。污染物：可區(qū)分有機(jī)污染物和無機(jī)污染，因破壞等軸結(jié)晶結(jié)構(gòu)；造成之物性劣化及因共析鍍造成之外觀劣化。其中有機(jī)污染之來源約為：光澤劑之氧化分解、油墨、干膜、槽體、濾蕊、陽極袋、掛架包覆膜等被過濾出的物質(zhì)和環(huán)境污染物等。無機(jī)污染之來源則約為：環(huán)境帶入污染、水質(zhì)污染及基本物料污染等項。2.2.6電鍍反應(yīng)機(jī)構(gòu)：可區(qū)分為巨觀，亦即電場與流態(tài)；微觀，亦即光澤劑的效應(yīng)：兩大部分，分別簡單討論如下：巨觀：鍍槽內(nèi)陰陽極間之關(guān)系，實際上與磁場或電場的現(xiàn)象類似的，明顯不同的，是發(fā)生在液體環(huán)境中，而游動的，是有質(zhì)量的離子。因為如此，故離子之運(yùn)動；電流氧化還原反應(yīng)之發(fā)生；受到正負(fù)極間電場，與離子所帶電荷產(chǎn)生之電位能，離子經(jīng)由循環(huán)攪拌、空氣攪拌、機(jī)械攪拌獲得之動能，及離子間之交互作用力等因子的影響，實際上電流密度（區(qū)域性的、分布上的、而非平均的），可被定義為單位面積，單位時間內(nèi)接收的離子數(shù)量。由于各項攪拌，除了針對孔內(nèi)的陰極機(jī)械攪拌外；都是全槽均一性的（理想狀態(tài)）；因而對于板面上的狀態(tài)，幾何分布便成為影響的最大的因子。對全板電鍍（pannel plating）而言，亦即陽極、陰極以及遮板之形狀、位置。而對線路電鍍（pattevn plating）而言，則再增加一項電鍍面積分布須做考量，對孔內(nèi)的狀況，則主要在于離子的擴(kuò)散速率、陰極擺動及電流密度間關(guān)系。關(guān)于一部分我們可透過濃度梯度與場的圖例加以了解。a.高低電流區(qū)：亦即電力線分布之密度；而電力線（電場）之分布正如同磁力線分布，在端角地區(qū)，明顯的較高許多，故陽極之尺寸最好僅陰極之75%。b.遮板之作用為阻礙離子之流動，使得局部之電力線密度降低，rudder strip則吸收此過量之電流，二種方式均可解決生產(chǎn)板尺寸不固定位置。c.線路電鍍時的線路分布影響亦為相同關(guān)系，可視為原“屬于”被鍍阻膜覆蓋區(qū)的電力線轉(zhuǎn)移于周邊造成，因而獨(dú)立線路相對之電流密度變?yōu)榉浅８?。d.對于孔內(nèi)與板面或大孔與小孔間關(guān)系，可以討論如下：當(dāng)操作電流密