1、電鍍銅（二）3.4操作條件的影響3.4.1溫度 溫度對鍍液性能影響很大，溫度提高，會導致允許的電流密度提高，加快電極反應速度，但溫度過高，會加快添加劑的分解，使添加劑的消耗增加，同時鍍層光亮度降低，鍍層結晶粗糙。溫度太低，雖然添加劑的消耗降低，但允許電流密度降低，高電流區容易燒焦。一般以20-300c為佳。3.4.2電流密度 當鍍液組成，添加劑，溫度，攪拌等因素一定時，鍍液所允許的電流密度范圍也就一定了，為了提高生產效率，在保證鍍層質量的前提下，應盡量使用高的電流密度。 電流密度不同，沉積速度也不同。表8-5給出了不同電流密度下的沉積速度(以陰極電流效率100計）。 表8-5 電流密度與沉積速

2、度 時間( 分) 鍍層厚度(m)電流密度（a/dm2）691224361284154108214212856823914193755 鍍液的最佳電流密度一定，但由于印制電板的圖形多種多樣，難以估計出準確的施鍍面積，也就難以得出一個最佳的電流值。問題的癥結在于正確測算圖形電鍍的施鍍面積。下面介紹三種測算施鍍面積的方法。1）膜面積積分儀：此儀器利用待鍍印制板圖形的生產底版，對光通過與阻擋不同，亦即底版黑色部分不透光，而透明部分光通過，將測得光通量自動轉換成面積，再加上孔的面積，即可算出整個板面圖形待鍍面積。需指出的是，由于底片上焊盤是實心的，多測了鉆孔時鉆掉部分的面積，而孔壁面積只能計算，孔壁面積

3、s=dh,d一孔徑，h一板厚，每種孔徑的孔壁面積只要算出一個；再乘以孔數即可。此法準確，但價格較貴，在國外已推廣使用，國內很多大廠家也在使用。2）稱重計量法： 剪取一小塊覆銅箔單面板，測量出一面的總面積，將板子在800c烘干1小時，干燥冷至室溫，用天平稱取總重量（wo）.在此板上作陰紋保護圖形，蝕掉電鍍圖形部分的銅箔，清洗后按上法烘干稱重，得除去電鍍圖形銅箔后的重量（w1）,最后全部蝕刻掉剩余銅箔，清洗后按上法干燥稱重，得無銅箔基體的凈重（w2）,按下式可算出待電鍍圖形的面積s: s=s0x(w0-w1)/(w0-w2)式中：s0 覆銅箔板的面積。 (w0-w1) 電鍍圖形部分銅箔重量。 (w

4、0-w2) 銅箔總重量。 應該指出的是，稱重法是以銅箔均勻為依據的，基本上是較正確的，實際應用時，雙面板因圖形不同要分別測定，如果相同或相近則只需測一面即可。此法較繁瑣，適合品種少，大批量時應用。3）計算面積百分數： 先量出待鍍印制板的尺寸，然后估算線條部分面積與絕緣部分面積之比，如果為1：1，則面積百分數為50，電流密度已知，這樣可直接計算出圖形電鍍的電流： 安培數 l*w*面積百分數*2*dk*n3.4.3攪拌 攪拌可以消除濃差極化，提高允許電流密度，從而提高生產效率。攪拌可以通過使工件移動或使溶液流動，或兩者兼有來實現。 1）陰極移動:陰極移動是通過陰極桿的運動來實現工件的移動。陰極移動

5、方向應該是與陽極表面垂直，最好能呈角度，如450，這樣能促進孔內的溶液流動，如果有氣泡也能及時被趕出去。陰極移動幅度為20-25毫米，移動速度5-45次/分。 2）壓縮空氣攪拌：壓縮空氣不僅帶給鍍液的中度到強烈的翻動，對鍍銅液而言，它能提供足夠的氧氣，促進溶液中的cu+氧化成cu2+，協助消除cu+的干擾。 壓縮空氣應是無油空氣泵供給，在泵的氣體進口處，應該使空氣凈化。壓縮空氣流量一般是0.3-0.8米3/分。分米2，空氣通過距槽底3-8厘米的管子釋出，此管最好與陰極橫平行，氣孔直徑3毫米，孔距80-130毫米，孔中民線與垂直方向成450角，應使小孔面積的總和約等于空氣管截面積的80，壓縮空氣

6、流量應是可調的。 由于空氣攪拌對溶液的翻動較大因而對溶液的清潔程度要求較高，所以一般空氣攪拌都與溶液的連續過濾配合使用。 3）過濾：過濾可以凈化溶液，使溶液中的機械雜質及時地除去，防止或減少了毛刺出現的機會，同時又可以做到使溶液流動，尤其是有回流槽的鍍槽使用連續過濾，其溶液流動的效果更明顯。過濾機應使用5-10微米的pp濾芯，也可以用過濾介質。溶液應每小時至少過濾一次。 為了強化電極過程提高生產效率，往往將陰極移動，空氣攪拌與連續過濾同時使用在一個鍍槽中。 3.4.4陽極 硫酸鹽光亮鍍銅，要使用含磷陽極，其磷含量0.04-0.065，銅含量不小于99.9。 其它雜質的允許含量見表8-6.磷銅可

7、以做成銅角，銅球或銅板，陽極最好用鈦藍，將磷銅角（球）置于其中。不保持鍍液清潔，陽極應包于聚丙烯布做成的陽極袋中，袋應比陽極長3-4厘米。 為什么使用含磷銅陽極？因為不含磷的銅陽極在鍍液中溶解速度快，其陽極電流效率100，導致鍍液中銅離子累積，又由于陽極溶解速度快，導致大量cu+進入溶液，從而形成很多銅粉浮于液中，或形成cu2o，使鍍層變的粗糙，產生節瘤，同時陽極泥也增多。使用優質含磷銅陽極，能在陽極表面形成一層黑色保護膜，它象柵欄一樣，能控制銅的溶解速度，使陽極電流效率接近陰極電流效率，鍍液中的銅離子保持平衡，防止了cu+的產生，并大大減少了陽極泥。陽極中磷含量應保持適當，磷含量太低，陽極黑

8、膜太薄，不足以起到保護作用；含磷量太高，陽極黑膜太厚。導致陽極屏蔽性鈍化，影響陽極溶解， 使鍍液中銅離子減少；無論含磷量太低或太高，都會增加電鍍添加劑的消耗。一般在大處理溶液時，要同時清洗銅陽極，鈦藍和陽極袋。陽極中的雜質含量應越少越好，雜質含量超標，會增加陽極泥并會使某種對鍍層有害的成分在鍍液中累積而影響鍍層質量，某些雜質還會影響鍍層的機械性能和電性能。因此為保證鍍液正常工作，陽極材料最好穩定， 當更換陽極材料時，應先經過試驗。 表8-6 磷銅陽極材料 主成分 雜質 cu p sn pb zn ni fe sb se te as bi 99.9 0.0040 -0.064 0.003 0.0

9、03 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 此外，陽極面積應該是陰極面積的1.5-2倍，使用鈦藍要經常檢查銅角（球）是否足夠，以防止陽極面積不夠帶來的陽極鈍化和鍍液中銅離子濃度的降低。 3.5鍍液的維護 鍍液需要良好的維護，才能保證鍍層質量的穩定。 1）定期分析調整鍍液中硫酸銅，硫酸和氯離子的濃度，使之經常處于最佳狀態。鍍液的分析周期可根據生產量大小來決定，一般每周至少分析調整一次，若生產量大的幾乎每天都要分析調整。增加10毫克/升的氯離子，可以加入0.026毫升/升的試劑級鹽酸。 2）添加劑的補充：在電鍍過程中，添加劑不斷消耗，可以根

10、據安時數，按供應商提供的添加量進行補充，但還要考慮鍍件攜帶的損失，適當增加5-10。經常進行赫爾槽試片的檢查也是確定鍍液中添加劑含量是否正常的方法，根據赫爾槽試片調整的結果，補加光劑就比較客觀和可靠。 3）定期用活性碳處理： 在電鍍過程中，添加劑要分解，同時干膜或抗電鍍油墨分解物及板材溶出物等都會對鍍液構成污染，因此要定期用活性炭凈化。一般每年至少用活性炭處理一次，處理步驟如下 a) 將鍍液轉至一個經清洗的備用槽中。 b) 將溫度升至430c. c) 邊攪拌邊加入1-2毫升/升h202,在430c下充分攪拌溶液2小時。 d) 升溫至650c,繼續攪拌1小時以上。 e) 將鍍液冷卻至320c以下

11、，加1-5克/升活性炭細粉，攪拌2小時后，關閉攪拌， 讓溶液沉降。 f）此時 ，可適當取小樣做赫爾槽實驗，如果在整個電流密度范圍內無光澤，可進行過濾。注意一定要把活性炭過濾干凈。 g）溶液回濾到電鍍槽后，根據赫爾槽實驗加入光亮劑，以0.7-1.2a/dm2電流密度空鍍約1-2小時，使陽極長膜。并加入開缸量的添加劑，進行試鍍。 3.6常見故障及處理 光亮鍍銅液的常見故障入處理方法見表8-7. 表8-7 電鍍銅故障原因及排除方法 生產故障 可能原因 糾正方法 鍍層燒焦 1） 銅含量過低 2） 陰極電流過大 3） 液溫太低 4） 攪拌差 5） 光亮劑失調 6） 陽極過長或過多 1） 補充硫酸銅到規定

12、量 2） 稀釋鍍液，使酸含量到規定值 3） 適當降低電流密度 4） 適當提高液溫 5） 如用空氣攪拌，增加空氣流量，如用陰極移動，應 保持在15-20次/分 6） 赫爾槽實驗來確定 7） 陽極比陰極短7-8cm，使陽極面積/陰極面積為2：1 鍍層粗糙 1） 鍍液添加劑失調 2） 鍍液太臟 3） ci-含量太少 4） 電流過大 5） 有機物分解過多 1） 赫爾槽實驗確定其添加量 2） 連續過濾鍍液 3） 通過分析調整ci-量 4） 調整到適當值 5） 活性炭處理 生產故障 可能原因 糾正方法 鍍液分散能力差 1） h2so4含量低 2） 銅離子過高 3） 金屬雜質影響 4） 光亮劑含量不當 1）

13、增加h2so4量，使在 規定值 2）稀釋鍍液，使cu2+ 在規定值 3）小電流通電處理 4）調整光亮劑量 鍍層有條紋 1） 光亮劑過量 2） 有機雜質過多 3） 鍍前清洗不當，清洗液污染 1） 活性炭處理 2） 同1） 3） 檢查清洗液，適當更換 鍍層有麻點針孔 1） 攪拌不均勻 2） 鍍液有油污 3） 鍍液太骨葬 1加強攪拌，調整攪拌 2活性炭處理 3加強過濾 陽極鈍化 1） 陽極面積小 2） 陽極黑膜太厚 3） ci-量過高 1調整陽極面積/陰極面積 =2:1 2適當刷洗 3可用如上介紹方法去除 鍍層脆性大 1） 光亮劑含量過高 2） 液溫過低 3） 金屬雜質及有機雜質過多 1活性炭處理，

14、調整到適當值 2適當提高液溫 3電解處理，活性炭處理 金屬化孔內有空白點 1） 化學鍍銅不完整 2） 鍍液中有小顆粒物質 3） 鍍前處理太長蝕刻掉孔內鍍層 1注意化學鍍銅工藝各步驟 2過濾溶液 3嚴格操作規程 鍍層與基體結合力差 1） 鍍前粗化不良，粗化液失效 2） 貼膜顯影后產生余膠 3） 鍍前基體不清潔，有油污 1加強粗化處理，調整或更換粗化液 2加強顯影工藝，及時更換顯影液 3加強板子清潔處理 局部鍍不上 局部有殘膜或其他污物 加強顯影和檢查 孔周圍發暗（所謂魚 眼狀鍍層） 1）由于光亮劑過量或有雜質引起孔 周圍銅鍍層厚度不足，但孔中厚度可 能適合 2）攪拌不足或不正確 1調整光亮劑含量

15、 2調整空氣4、半光亮酸性鍍銅 半光亮酸性鍍銅的特點在于它所用光亮劑不含硫，因而添加劑的分解產物少，鍍層的純度高，延性好。同時鍍液具有極好的深鍍能力，鍍層外觀為均勻，細致，整平的半光亮鍍層。 鍍層耐熱沖擊的性能使它能順利通過美國軍用標準mil,spec-p-5510c試驗。在正常操作的情況下，板面鍍層厚度（ts）與孔壁鍍層厚度（th）之比，可達到1；當孔徑相當板厚1/10時（孔徑大約0.3毫米），在2.5安培/分米2下，ts：th可達到1.05-1.18.同時該鍍液可以在較高的電流密度下工作，仍能保持比較好的孔壁厚度，如當6安培/分米2下，對孔徑0.6毫米，板厚1.6厘米的板，其ts：th仍能達到1.18-1.25. 4.1鍍液配方及操作條件 鍍液配方及操作條件見表8-8.其鍍液配制，各成分作用以及維護方法都與光亮酸性鍍銅大同小異，這里不再贅述。應該指出的是，這種工藝在不同電流密度下工作，其主鹽濃度不同，溫度也不同，因此這種鍍液可以不必加冷卻系統。 表8-8 半光亮酸性