PCB電鍍基礎(chǔ)知識

1、PCB電鍍根底知識作者xxxx日期xxxx【精品文檔】電鍍根底知識1以瓦特浴為根底的光澤電鍍鍥：1. .電鍍液：瓦特浴是以硫酸鍥為主要成分的鍍鍥創(chuàng)造者的名字而命名的.下列圖3.8是光澤鍍鍥液的成分組成表.以下說明各個成分主要作用.硫酸鍥：硫酸鍥的作用就是給電鍍液供應(yīng)鍥離子.氯化鍥也可以供應(yīng)鍥離子.鍥離子的 濃度越高需要的電流密度就越高,越低就相反.但濃度過高,粘性也變高,因 此容易產(chǎn)生針孔,而且液體帶出量也會增多.表3.8 光澤電鍍鍥液的成分組成:成分范圍硫酸鍥NiSO4?6HO240300g/L氯化鍥NiCl 2?6HO4050g/L硼酸H3BO35-45g/LPH光劑溫度5060c電流密度

2、, 224A/dm攪拌空氣攪拌氯化鍥：溶解在鍍液中分解出氯離子NiCl2 - Ni2+ +Cl-加氯化鍥的目的是為了給鍍液供應(yīng)氯離子.氯離子會促進(jìn)鍥陽極的溶解.缺少 氯離子,鍥陽極會變成不動態(tài)化,難以溶解.但過剩的氯離子會增強(qiáng)鍍層的內(nèi) 部應(yīng)力.因此濃度治理非常重要.硼酸:【精品文檔】【精品文檔】添加硼酸會抑制高電流密度部位產(chǎn)生氫,因此也會預(yù)防燒焦.鍍鍥液的陰極部產(chǎn)生的反響主要是鍍鍥反響,但陰極電流效率不是100%.陰極部主要有以下兩種反響：鍍鍥反響：Ni2+2e - Ni產(chǎn)生氫反映：2H+2e-H2特別是端子電流集中部位的氫發(fā)生率高,氫離子消耗高,因此這個部位的PH比整個液體的PH高.PH上升

3、會導(dǎo)致產(chǎn)生Ni(OH)2沉淀.最終沉淀跟鍥一起析出 使鍍層成灰黑色.Ni2+2O+Ni(OH)2完全沒含有硼酸的電鍍液和含有標(biāo)準(zhǔn)濃度硼酸的電鍍液相比擬,含有硼酸的液 沒有發(fā)生燒焦現(xiàn)象.這說明硼酸會抑制高電流部位產(chǎn)生氫.以前的教科書里說 明這種現(xiàn)象是由于硼酸作為弱酸起了緩沖作用.但現(xiàn)在這句話已被否認(rèn).事實(shí) 上是硼酸預(yù)防了高電流部的PH變化,因此抑制了燒焦現(xiàn)象.而且標(biāo)準(zhǔn)組成的硼 酸濃度為溶解度的極限濃度,因此溫度一下降就有結(jié)晶出現(xiàn).最近對硼酸排出 的規(guī)格很嚴(yán),因此也有用檸檬酸替代硼酸的提案.2. 光劑：現(xiàn)在在市場上可以看到銷售大量的鍍鍥用光劑.以下用表格形式總結(jié)了光劑的 種類以及其作用.(表3.9

4、).光劑一般分為一次光劑和二次光劑.但出光 劑,均勻作用的是二次光劑.二次光劑因是容易吸著在金屬外表的有機(jī)化合 物,如果單獨(dú)使用,會形成脆,高應(yīng)力,無光澤的電鍍層.這時加適量的一次【精品文檔】【精品文檔】光劑會緩沖二次光劑的不良影響,最終會形成均勻的電鍍層.一次光劑限制二次光劑的吸著.由于是這樣,一次光劑被稱為二次光劑的 o分類藥品例濃度作用一次光劑茶黃酸鈉鹽12g/1 510g/1輔助二次光劑,抑 制電鍍內(nèi)部應(yīng)力.二次光劑1-4- 丁快二醇/ 1出光劑,均勻光 齊1.防針孔劑界面活性劑少量降低電鍍液的外表 張力,易分開氫氣 氣泡.但是在二次光劑里單獨(dú)加一次光劑,只能起半光澤效果,均勻性也不是

5、很好.一次光劑又有減少鍍鍥的張開應(yīng)力,因此又叫做是應(yīng)力抑制劑.正常的鍍鍥光 劑是由一次光劑和二次光劑的合理搭配下形成的.防針孔劑屬界面活性劑,會 減少鍍液的外表張力,氫氣氣泡也容易從產(chǎn)品外表分開.因此可以預(yù)防因氣泡 形成的針孔.以上添加劑隨著使用會分解,吸著,因此要根據(jù)電氣量的比例來補(bǔ)加.3. 作業(yè)條件：PH在正常作業(yè)條件下PH會隨時間正比上升.特別是因使用 于夕二卜陽極面積十分大的時候陽極電流的功率會到達(dá) 100%但鍍鍥的陰極電流功率是作業(yè)電流密度范圍的90%因此隨著氫離子的濃度減少,PH會上升.因此有必 要定期測定PH值,讓PH值維持在標(biāo)準(zhǔn)治理范圍內(nèi).通常用稀硫酸調(diào)整 PH值.分析結(jié)果可以

6、看出,氯化物濃度低的時候暫時用鹽酸調(diào)整PH的話,就算不補(bǔ)加【精品文檔】【精品文檔】氯化鍥也可以提升氯化物濃度.假設(shè)要提升 PH值,可以把糕狀碳酸鍥通過過濾機(jī) 添加也可以.溫度：光澤鍍鍥的作業(yè)條件是50-6OC o溫度越高添加到陰極上的鍥離子就越多,可 以使用高電流密度.攪拌：攪拌跟溫度一樣也會促進(jìn)鍥離子向陰極部的流動,可以使用高電流密度.同時 也可以均勻分布浴組成和溫度.同時也可以除去附著在產(chǎn)品外表的氫氣泡.攪 拌一般使用空氣攪拌.過濾：浴中有固體異物會附著在陰極外表成為產(chǎn)品粗糙的因素,因此必要經(jīng)常過濾.活性碳濾布會除去液里的有機(jī)不純物.過濾水平一般為每小時 /整個液體量的3 倍.陽極：陽極有

7、電解鍥,硫磺鍥,力一術(shù)十彳;<¥、二？7斤兒、等.一般使用高純度電解鍥.電解鍥以外被稱為是加工鍥.是為了促進(jìn)高電流密度下的陽極的溶解而把電解鍥加工作成的,因此價格也很高.陽極的形狀除了板狀之外還有球形,紐扣形,切餅形.板狀之外的陽極都裝在于夕二勺LN久卜里使用.陽極棒需要陽極袋.4.不純物治理:【精品文檔】【精品文檔】鍍鍥浴容易受不純物的影響.不純物有金屬不純物和有機(jī)不純物.金屬不純物：因從前工序中卷入落下來的物品的溶解,鍍鍥浴中有混入各種各樣的金屬離子的可能性.一般成為最大問題的元素有銅,鉛,鐵.其中鐵是以Fe2+a態(tài)混入到浴中后被空氣氧化成Fe3+0最后成為Fe(OH)3沉

8、淀,因此可以用過濾器過濾 掉.銅和鉛離子要是超過限界值(1015mg/l),低電流密度局部由灰色變?yōu)楹?色.也成為銘電鍍覆蓋不良的原因.這些金屬不純物把波形鐵板作為陰極用低2電流密度電解(0.3/dm ),以圖效率把銅離子電解除去.通過低電流密度也 可以把鉛離子也可以除去,但跟銅相比之下效率較低.有機(jī)不純物：有機(jī)不純物大多數(shù)都是光劑的分解生成物.浴中有機(jī)不純物的數(shù)量增加會導(dǎo)致 光澤不良以及針孔.有機(jī)不純物一般用活性炭處理來除去.要是還未處理干 凈,可以把浴移動到預(yù)備槽里,再做活性炭處理.5.鍍鍥的機(jī)械性質(zhì)：硬度：不含有添加劑的無光澤鍍鍥跟光澤鍍鍥相比,較軟.Hv大概是200250左右,延性也很

9、大.光澤鍍鍥的Hv為450550左右,比擬硬,因此延性也較差.內(nèi)部應(yīng)力：如圖3.2所示,在又薄又容易變形的板材的反面絕緣化,只在外表做鍍鍥.結(jié)果會像圖(a),(b) 一樣變形.前者叫張開應(yīng)力,后者叫收縮應(yīng)力.一般電鍍鍥的 應(yīng)力為張開應(yīng)力.偶爾因密著性不良鍍鍥層剝離的時候,可以看到反翹.這是【精品文檔】【精品文檔】張開應(yīng)力的證據(jù).如圖3.2所示,素材偏薄會變形,偏厚且不發(fā)生變形時,反 而會出現(xiàn)裂痕.電鍍膜反面絕緣基材己張開應(yīng)力b收縮應(yīng)力以下是從多年來的經(jīng)驗總結(jié)出的內(nèi)部應(yīng)力的原因： 浴中氯離子濃度高,會導(dǎo)致張開應(yīng)力變高. 浴中PH值要是超過上限值PH5 ,張開應(yīng)力也會變高.只加二次光劑也會導(dǎo)致張開

10、應(yīng)力變高.相反只加一次光劑就會成為壓縮應(yīng) 力.一次光劑也起緩沖張開應(yīng)力的作用.因此一次光劑被稱為是應(yīng)力抑制劑. 跟瓦特浴中的鍍鍥相比擬,黃酸鍥浴中的鍍鍥在本質(zhì)上屬于低應(yīng)力.因此 一般在使用低應(yīng)力的電鑄用途方面使用黃酸鍥.電鍍根底知識2黃酸鍍鍥：以黃酸鹽作為浴的鍍鍥的特征為,可以使用高電流密度,內(nèi)部應(yīng)力也很低.黃酸鹽浴一般應(yīng)用在電鑄以及厚電鍍產(chǎn)品中.電鍍因延性好,也可以使用在后加工的線材以及板材里.電鍍?。阂话阗徣霑r的黃酸NiNH 2SO3 2 4H2O 式量為322.7,金屬含量為18.2%為結(jié)晶或者是濃厚水溶液狀態(tài).表 3.10為黃酸鹽浴的成分表.一股黃酸的主要成【精品文檔】【精品文檔】分為

11、黃酸鍥,氯化鍥以及硼酸.但為了滿足使用者的低內(nèi)部應(yīng)力的要求,一般 把氯化物的添加限制在最小限度.氯化鍥和硼酸的作用跟瓦特浴的情況一樣. 但跟瓦特浴相比之下,由于是高濃度,容易產(chǎn)生針孔,因此一般都會加針孔防 止劑,再用機(jī)械攪拌.制造電鑄產(chǎn)品時,一般用公轉(zhuǎn),自轉(zhuǎn)運(yùn)動的攪拌方式. 黃酸為白色結(jié)晶有機(jī)酸.沒有吸濕性和揮發(fā)性,因此使用以及儲藏都很方便.a八H0 S0H!/0硫酸0個H0SNH 20黃酸表3.10黃酸鍥浴成分條件例1例2例3黃酸鍥300g/L450g/L600g/L氯化鍥-15g/LP 10g/L硼酸40g/L30g/L40g/L應(yīng)力抑制劑適量適量適量針孔預(yù)防劑PH3-5溫度2570 c4060 cP60C電流密度214A/dm260 c最大時30A/dm2最大90A/dm2圖3.5硫酸和黃酸的化學(xué)構(gòu)造不同如下圖黃酸的強(qiáng)度和化學(xué)構(gòu)造跟硫酸非常相似.黃酸在低PH (<0.3),高溫度溶液(>80C)中會漫漫加水分解成硫酸和【精品文檔】【精品文檔】NH2SO3 +H2O - NH4+SO42在局部的過熱,高電流密度和低 PH下會急速加水分解,加水分解的生成物會 導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力的增加.電鍍條件：1 . PH:在正常作業(yè)條件下跟瓦特浴一樣隨時間的增加 PH會上升.因此有必要 調(diào)整PH.添加黃酸會降低P