文档:PCB电镀铜工艺及常见问题的处理。
一、电镀工艺的分类:
酸性光亮镀铜、镀镍、镀金和镀锡。
2.工艺流程:
酸洗→整板电镀铜→转移图案→酸脱脂→二次逆流漂洗→微蚀→二次。
→酸洗→镀锡→两级逆流漂洗。
逆流漂洗→酸洗→图案电镀铜→两级逆流漂洗。
→镀镍→二次水洗→柠檬酸浸泡→镀金→回收→2-3次纯水洗涤→烘干。
三。流程描述:
(1)酸洗
①功能和目的:
去除板面氧化物，活化板面。一般浓度为5%，也有一部分保持在10%左右，主要是为了防止水分造成槽液中硫酸含量不稳定。
(2)酸浸时间不宜过长，防止表面氧化；使用一段时间后，如酸液浑浊或铜含量过高，应及时更换，防止电镀铜滚筒和极板表面被污染；
③此处应使用C.P级硫酸；
(2)全板镀铜:也称初镀铜、面板电镀①功能和用途:
保护刚沉积的薄化学铜，防止化学铜氧化后被酸腐蚀，通过电镀在一定程度上添加。
(2)全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要由硫酸铜和硫酸组成，采用高酸低铜配方，保证电镀时板厚分布的均匀性和对深孔、小孔的深镀能力；硫酸含量多为180g/L，大部分达到240g/L；硫酸铜的含量一般在75g/L左右，在槽液中加入少量氯离子，可作为辅助光亮剂和铜光亮剂发挥光泽效果。铜光亮剂的加入量或开缸量一般为3-5ml/L，铜光亮剂的加入量一般按千安培小时的方法或根据板材的实际生产效果补充；一般全板电镀的电流计算是以2a/平方分米乘以板上的电镀面积。全板电按板长dm×板宽dm×2×2A/ DM2计；；铜缸的温度保持在室温，一般温度不超过32度，多控制在22度。因此，建议为铜缸安装一个冷却温度控制系统，因为夏天温度太高。
③流程维护:
每天按千安培小时及时补充铜光亮剂，按照100-150ml/KAH；检查过滤泵工作是否正常，有无漏气现象；每2-3小时用干净的湿抹布清洁阴极导电棒；每周定期分析铜筒中硫酸铜(1次/周)、硫酸(1次/周)、氯离子(2次/周)的含量，通过霍尔槽试验调整光亮剂的含量，及时补充相关原料；每周清洗阳极导电棒和槽两端的电气接头，及时补充钛筐中的阳极铜球，使用0。2—0。5ASD电解6-8小时；每月检查阳极钛篮袋有无损坏，如有损坏及时更换；并检查阳极钛篮底部是否有阳极泥堆积，如有及时清理；用炭芯连续过滤6-8小时，用小电流去除杂质；每半年左右，根据罐液污染情况决定是否需要进行大处理(活性炭粉)；每两周更换一次过滤泵的滤芯；]
④大面积处理程序:a .取出阳极，倒出，清洗阳极表面的阳极膜，然后放入包装铜阳极的桶中，用微腐蚀剂将铜角表面毛化至均匀粉红色，然后放入钛筐中，放入酸槽中备用。b .将阳极钛篮和阳极袋浸泡在10%碱液中6-8小时，用水冲洗干净，然后用5%的。c、将槽液转移到备用槽中，加入1-3ml/L的30%双氧水，开始加热，当温度达到65度左右时，打开空气搅拌，保温2-4小时；d .关闭空气搅拌，将活性炭粉末以3-5g/L的速度缓慢溶解到槽液中，待溶液完全溶解后，打开空气搅拌，保温2-4小时；e .关气搅拌，加热，使活性炭粉末慢慢沉淀到罐底；f .当温度降至40度左右时，用10um PP滤芯加滤粉将槽液过滤到洁净的工作槽中，打开空气搅拌，放入阳极，挂在电解板中，按0。2-0。5ASD电流密度，小电流电解6-8小时，g .实验室分析后，调整槽内硫酸、硫酸铜、氯离子含量至正常运行范围；根据霍尔元件的测试结果判断电池的性能；h .当电解板颜色均匀后，停止电解，然后按1-1。在5ASD的电流密度下进行电解成膜处理65438±0-2小时，直至在阳极上形成均匀致密、附着力好的黑磷膜；一、试镀OK；
⑤阳极铜球含0。3—0。6%磷，主要目的是降低阳极溶解效率，减少铜粉的产生；
⑥补充药物时，如加入大量硫酸铜和硫酸；加入后要小电流电解；加入硫酸时注意安全，加入量大时(10升以上)慢慢分几次加入；否则会造成浴温过高，加速光触媒分解，污染浴体；
⑦氯离子的添加要特别注意，因为氯离子含量特别低(30-90ppm)，添加前必须用量筒或量杯准确称量；1毫升盐酸含有约385ppm的氯离子，
⑧加药计算公式:
硫酸铜(单位:kg) =(75-X)×罐容积(升)/1000。
硫酸(单位:升)=(10%-X)克/升×罐容积(升)
或(单位:升)=(180-X)g/L×罐容积(升)/1840。
盐酸(单位:毫升)=(60-X)ppm×罐容积(升)/385。
(3)酸性脱脂
用途和作用:去除电路铜表面的氧化和油墨膜残胶，保证原生铜与图案上镀铜或镀镍的结合力。
②记住这里用的是酸性脱脂剂，为什么不用碱性脱脂剂而且碱性脱脂剂的除油效果比酸性脱脂剂好？主要原因
2.因为图形油墨不耐碱，会损坏图形电路，所以图形电镀前只能用酸性脱脂剂。
③生产过程中只需控制脱脂剂的浓度和时间。脱脂剂浓度约10%，时间保证6分钟。时间稍长一点不会有不良影响；槽液的使用和更换也是按照15m2/L工作液，补充添加是按照100m2。5—0。8L；
(4)微蚀刻:
①目的和作用:清洁粗化电路的铜表面，以保证图案化电镀铜与原铜之间的结合力。
②过硫酸钠多用作微蚀剂，粗化速率稳定均匀，可洗性好。一般过硫酸钠的浓度控制在60g/L左右，时间控制在20s左右。药物用量为65438+3-4kg/m2。铜含量控制在20g/L以下；其他维护和气缸更换同铜腐蚀。
(5)腌制
①功能和目的:
去除板面氧化物，活化板面。一般浓度为5%，也有一部分保持在10%左右，主要是为了防止水分造成槽液中硫酸含量不稳定。
(2)酸浸时间不宜过长，防止表面氧化；使用一段时间后，如酸液浑浊或铜含量过高，应及时更换，防止电镀铜滚筒和极板表面被污染；
③此处应使用C.P级硫酸；
(6)图形镀铜:也叫二次铜，线条镀铜。
目的和作用:为了满足各线路的额定电流负载，每条线路和孔在镀铜后都需要达到一定的厚度，线路镀铜的目的是及时将孔铜和线铜加厚到一定的厚度；
(2)其他项目同全板电镀。
七)电镀锡①目的和作用:纯锡的图案电镀的目的主要是利用纯锡作为金属防腐层，保护电路蚀刻；
②槽液主要由硫酸亚锡、硫酸和添加剂组成；硫酸亚锡含量控制在35g/L左右，硫酸控制在65438±00%左右。镀锡添加剂的添加一般按照千安培小时的方法或根据板材的实际生产效果进行补充；目前电镀锡的计算一般是1。5安培/平方分米乘以板上可电镀面积；锡筒温度维持在室温，一般温度不超过30度，多控制在22度。因此，由于夏季温度过高，建议安装锡筒冷却温控系统。
③流程维护:
每天按千安培小时及时补充镀锡添加剂；检查过滤泵工作是否正常，有无漏气现象；每隔2-3小时，用干净的湿抹布擦洗阴极导电棒；每周定期分析硫酸亚锡(1次/周)和硫酸(1次/周)，通过霍尔槽试验调整镀锡添加剂的含量，及时补充相关原料；每周清洁阳极导电杆和槽两端的电连接器；每周使用低电流0。2—0。5ASD电解6-8小时；每月检查阳极包有无损坏，如有损坏及时更换；并检查阳极袋底部是否有阳极泥堆积，如有及时清理；每月用炭芯连续过滤6-8小时，同时用小电流电去除杂质；每半年左右，根据罐液污染情况决定是否需要进行大处理(活性炭粉)；每两周更换一次过滤泵的滤芯；
⑨主要处理程序:a .取出阳极，取下阳极袋，用铜刷清洁阳极表面，用水冲洗，装入阳极袋，放入酸槽备用。b .将阳极包在10%的碱溶液中浸泡6-8小时，用水冲洗干净，再用5%的稀硫酸浸泡，用水冲洗干净备用；c .将槽液转移到备用槽中，将活性炭粉以3-5g/L的速度缓慢溶解到槽液中，待溶液完全溶解后，吸附4-6小时后，用10um的PP滤芯和过滤粉过滤槽液，放入阳极，挂在电解板中，按0。2-0。5ASD电流密度小电流电解6-8小时d .实验室分析后，调整槽内硫酸和硫酸亚锡含量至正常操作范围；根据霍尔槽试验结果，补充镀锡添加剂；e、待电解板表面颜色均匀后，停止电解；f .试镀合格。
(4)添加药物时，如添加大量硫酸亚锡、硫酸；加入后要小电流电解；加入硫酸时注意安全，加入量大时(10升以上)慢慢分几次加入；否则，镀液温度过高，亚锡被氧化，加速镀液老化；
⑤加药计算公式:
硫酸亚锡(单位:kg) =(40-X)×罐容积(升)/1000。
硫酸(单位:升)=(10%-X)克/升×罐容积(升)
或(单位:升)=(180-X)g/L×罐容积(升)/1840。
(9)镀镍
用途和作用:镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻挡层，防止金和铜的相互扩散，影响线路板的可焊性和使用寿命；同时，镍层的打底大大增加了金层的机械强度；
(2)整板电镀铜相关的工艺参数:镀镍添加剂的添加一般按照千安培小时的方法或根据板材的实际生产效果进行补充，添加量在200 ml/kah左右；图形镀镍的电流计算一般以板上电镀面积乘以2a/平方分米计算；镍筒的温度维持在40-55度，一般温度在50度左右，所以镍筒要配备加热和温控系统；
③流程维护:
每天按千安培小时及时补充镀镍添加剂；检查过滤泵工作是否正常，有无漏气现象；每隔2-3小时，用干净的湿抹布擦洗阴极导电棒；每周定期分析铜缸中硫酸镍(氨基磺酸镍)(1次/周)、氯化镍(1次/周)、硼酸(1次/周)的含量，通过霍尔槽试验调整镀镍添加剂的含量，及时补充相关原料；每周清洗阳极导电棒和槽两端的电气接头，及时补充钛篮中的阳极镍角，使用0。2—0。5ASD电解6-8小时；每月检查阳极钛篮袋有无损坏，如有损坏及时更换；并检查阳极钛篮底部是否有阳极泥堆积，如有及时清理；用炭芯连续过滤6-8小时，用小电流去除杂质；每半年左右，根据罐液污染情况决定是否需要进行大处理(活性炭粉)；每两周更换一次过滤泵的滤芯；]
④大规模处理程序:a .取出阳极，倒出，清洗干净，然后放入包装镍角的桶中，用微腐蚀剂将镍角表面打毛至均匀粉红色，然后放入钛筐中，放入酸槽中备用。b .将阳极钛筐和阳极袋浸泡在10%碱液中6-8小时，用水冲洗并晾干，然后用5%稀硫酸。c、将槽液转移到备用槽中，加入1-3ml/L的30%双氧水，开始加热，当温度达到65度左右时，打开空气搅拌，保温2-4小时；d .关闭空气搅拌，将活性炭粉末以3-5g/L的速度缓慢溶解到槽液中，待溶液完全溶解后，打开空气搅拌，保温2-4小时；e .关气搅拌，加热，使活性炭粉末慢慢沉淀到罐底；f .当温度降至40度左右时，用10um PP滤芯加滤粉将槽液过滤到洁净的工作槽中，打开空气搅拌，放入阳极，挂在电解板中，按0。2-0。5ASD电流密度，小电流电解6-8小时，g .实验室分析后，调整槽内硫酸镍或氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸含量至正常运行范围；根据霍尔槽试验结果补充镀镍添加剂；h .当电解板颜色均匀后，停止电解，然后按1-1。在5ASD的电流密度下电解处理10-20min，活化阳极；一、试镀OK；
⑤补充药品时，如果加入量较大，如硫酸镍或氨基磺酸镍、氯化镍等，加入后应进行小电流电解；加入硼酸时，加入的硼酸量应装入干净的阳极袋中，挂在镍筒中，不允许直接加入罐中；
⑥镀镍后，建议增加一次循环水洗，用纯水开缸，可用于补充加热挥发的镍缸液面，然后循环水洗后进行二次逆流漂洗；
⑦加药计算公式:
硫酸镍(单位:kg) =(280-X)×罐容积(升)/1000。
氯化镍(单位:kg) =(45-X)×罐容积(升)/1000。
硼酸(单位:kg) =(45-X)×罐容积(升)/1000。
(10)镀金:分为镀硬金(金合金)和镀水金(纯金)。电镀硬金和软金镀液的成分基本相同，只是硬金镀液中含有镍、钴或铁等一些微量元素；
用途和作用:黄金作为贵金属，具有良好的可焊性、抗氧化性、耐腐蚀性、低接触电阻和良好的合金耐磨性。
(2)目前电路板镀金主要在柠檬酸金镀液中进行，柠檬酸金镀液因其维护简单、操作方便而被广泛使用；
③水金含量控制在1g/L左右，PH值为4。5、温度35度，比重约14波美度，电流密度约1 ASD；
④添加的主要药物有调节PH值的酸式盐和碱式盐、调节比重的导电盐、镀金辅助添加剂和金盐等。
⑤为了保护金瓶，金瓶前要加一个柠檬酸浸泡槽，能有效减少对金瓶的污染，保持金瓶稳定；
⑥镀金后，应使用纯水清洗作为恢复水清洗，也可用于补充金缸的蒸发变化水平。回收水洗后应接着进行两级逆流纯水水洗，洗完金板后应放入10g/L碱性溶液，防止金板氧化。
⑦金缸阳极应采用镀铂钛网。一般不锈钢316容易溶解，导致金缸被镍、铁、铬等金属污染，产生镀金发白、暴光、发黑等缺陷。
⑧金缸的有机污染要用炭芯连续过滤，并加入适当的镀金添加剂。