PCB工藝 電鍍工藝學(xué)習數據
一. 電鍍工藝的分類(lèi):
酸性光亮銅電鍍 電鍍鎳/金 電鍍錫
二. PCB工藝流程:
浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級 →浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗→鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘干
三. 流程說(shuō)明:
(一)浸酸
① 作用與目的:除去板面氧化物,活化板面,一般濃度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分帶入造成槽液硫酸含量不穩定;
② 酸浸時(shí)間不宜太長(cháng),防止板面氧化;在使用一段時(shí)間后,酸液出現渾濁或銅含量太高時(shí)應及時(shí)更換,防止污染電鍍銅缸和板件表面;
③ 此處應使用C.P級硫酸;
(二)全板電鍍銅:又叫一次銅,板電,Panel-plating
① 作用與目的: 保護剛剛沉積的薄薄的化學(xué)銅,防止化學(xué)銅氧化后被酸浸蝕掉,通過(guò)電鍍將其加后到一定程度
② 全板電鍍銅相關(guān)工藝參數:槽液主要成分有硫酸銅和硫酸,采用高酸低銅配方,保證電鍍時(shí)板面厚度分布的均勻性和對深孔小孔的深鍍能力;硫酸含量多在180克/升,多者達到240克/升;硫酸銅含量一般在75克/升左右,另槽液中添加有微量的氯離子,作為輔助光澤劑和銅光劑共同發(fā)揮光澤效果;銅光劑的添加量或開(kāi)缸量一般在3-5ml/L, 銅光劑的添加一般按照千安小時(shí)的方法來(lái)補充或者根據實(shí)際生產(chǎn)板效果;全板電鍍的電流計算一般按2安/平方分米乘以板上可電鍍面積,對全板電來(lái)說(shuō),以即板長(cháng)dm×板寬dm×2×2A/ DM2;銅缸溫度維持在室溫狀態(tài),一般溫度不超過(guò)32度,多控制在22度,因此在夏季因溫度太高,銅缸建議加裝冷卻溫控系統;
③ 工藝維護:每日根據千安小時(shí)來(lái)及時(shí)補充銅光劑,按100-150ml/KAH補充添加;檢查過(guò)濾泵是否工作正常,有無(wú)漏氣現象;每隔2-3小時(shí)應用干凈的濕抹布將陰極導電桿擦洗干凈;每周要定期分析銅缸硫酸銅(1次/周),硫酸(1次/周),氯離子(2次/周)含量,并通過(guò)霍爾槽試驗來(lái)調整光劑含量,并及時(shí)補充相關(guān)原料;每周要清洗陽(yáng)極導電桿,槽體兩端電接頭, 及時(shí)補充鈦籃中的陽(yáng)極銅球,用低電流0。 2—0。 5ASD電解6—8小時(shí);每月應檢查陽(yáng)極的鈦籃袋有無(wú)破損,破損者應及時(shí)更換;并檢查陽(yáng)極鈦籃底部是否堆積有陽(yáng)極泥,如有應及時(shí)清理干凈;并用碳芯連續過(guò)濾6—8小時(shí),同時(shí)低電流電解除雜;每半年左右具體根據槽液污染狀況決定是否需要大處理(活性炭粉);每?jì)芍芤鼡Q過(guò)濾泵的濾芯;]
④ 大處理程序:A.取出陽(yáng)極,將陽(yáng)極倒出,清洗陽(yáng)極表面陽(yáng)極膜,然后放在包裝銅陽(yáng)極的桶內,用微蝕劑粗化銅角表面至均勻粉紅色即可,水洗沖干后,裝入鈦籃內,方入酸槽內備用B.將陽(yáng)極鈦籃和陽(yáng)極袋放入10%堿液浸泡6—8小時(shí),水洗沖干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗沖干后備用;C.將槽液轉移到備用槽內,加入1-3ml/L的30%的雙氧水,開(kāi)始加溫, 待溫度加到65度左右打開(kāi)空氣攪拌,保溫空氣攪拌2-4小時(shí);D.關(guān)掉空氣攪拌,按3—5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中,待溶解徹底后,打開(kāi)空氣攪拌,如此保溫2—4小時(shí) ;E.關(guān)掉空氣攪拌,加溫,讓活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待溫度降至40度左右,用10um的PP濾芯加助濾粉過(guò)濾槽液至清洗干凈的工作槽內,打開(kāi)空氣攪拌,放入陽(yáng)極,掛入電解板,按0。 2-0。 5ASD電流密度低電流電解6—8小時(shí),G.經(jīng)化驗分析,調整槽中的硫酸,硫酸銅,氯離子含量至正常操作范圍內;根據霍爾槽試驗結果補充光劑;H.待電解板板面顏色均勻后,即可停止電解,然后按1-1。 5ASD的電流密度進(jìn)行電解生膜處理1-2小時(shí),待陽(yáng)極上生成一層均勻致密附著(zhù)力良好的黑色磷膜即可;I.試鍍OK.即可;
⑤ 陽(yáng)極銅球內含有0。 3—0。 6%的磷,主要目的是降低陽(yáng)極溶解效率,減少銅粉的產(chǎn)生;
⑥ 補充藥品時(shí),如添加量較大如硫酸銅,硫酸時(shí);添加后應低電流電解一下;補加硫酸時(shí)應注意安全,補加量較大時(shí)(10升以上)應分幾次緩慢補加;否則會(huì )造成槽液溫度過(guò)高,光劑分解加快,污染槽液;
⑦ 氯離子的補加應特別注意,因為氯離子含量特別低(30-90ppm),補加時(shí)一定要用量筒或量杯稱(chēng)量準確后方可添加;1ml鹽酸含氯離子約385ppm,
⑧ 藥品添加計算公式:硫酸銅(單位:公斤)=(75-X)×槽體積(升)/1000 硫酸(單位:升)=(10%-X)g/L×槽體積(升) 或(單位:升)=(180-X)g/L×槽體積(升)/1840 鹽酸(單位:ml)=(60-X)ppm×槽體積(升)/385
(三)酸性除油
① 目的與作用:除去線(xiàn)路銅面上的氧化物,油墨殘膜余膠,保證一次銅與圖形電鍍銅或鎳之間的結合力
② 記住此處使用酸性除油劑,為何不是用堿性除油劑且堿性除油劑除油效果較酸性除油劑更好? 主要因為圖形油墨不耐堿,會(huì )損壞圖形線(xiàn)路,故圖形電鍍前只能使用酸性除油劑。
③ 生產(chǎn)時(shí)只需控制除油劑濃度和時(shí)間即可,除油劑濃度在10%左右,時(shí)間保證在6分鐘,時(shí)間稍長(cháng)不會(huì )有不良影響;槽液使用更換也是按照15平米/升工作液,補充添加按照100平米0。 5—0。 8L;
(四)微蝕:
① 目的與作用:清潔粗化線(xiàn)路銅面,確保圖形電鍍銅與一次銅之間的結合力
② 微蝕劑多采用過(guò)硫酸鈉,粗化速率穩定均勻,水洗性較好,過(guò)硫酸鈉濃度一般控制在60克/升左右,時(shí)間控制在20秒左右,藥品添加按100平米3-4公斤;銅含量控制在20克/升以下;其他維護換缸均同沉銅微蝕。
(五)浸酸
①作用與目的:除去板面氧化物,活化板面,一般濃度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分帶入造成槽液硫酸含量不穩定;
②酸浸時(shí)間不宜太長(cháng),防止板面氧化;在使用一段時(shí)間后,酸液出現渾濁或銅含量太高時(shí)應及時(shí)更換,防止污染電鍍銅缸和板件表面;
③此處應使用C.P級硫酸;
(六)圖形電鍍銅:又叫二次銅,線(xiàn)路鍍銅
① 目的與作用:為滿(mǎn)足各線(xiàn)路額定的電流負載,各線(xiàn)路和孔銅銅后需要達到一定的厚度,線(xiàn)路鍍銅的目的及時(shí)將孔銅和線(xiàn)路銅加厚到一定的度;
② 其他項目均同全板電鍍
七)電鍍錫
① 目的與作用:圖形電鍍純錫目的主要使用純錫單純作為金屬抗蝕層,保護線(xiàn)路蝕刻;
② 槽液主要由硫酸亞錫,硫酸和添加劑組成;硫酸亞錫含量控制在35克/升左右,硫酸控制在10%左右;鍍錫添加劑的添加一般按照千安小時(shí)的方法來(lái)補充或者根據實(shí)際生產(chǎn)板效果;電鍍錫的電流計算一般按1。 5安/平方分米乘以板上可電鍍面積;錫缸溫度維持在室溫狀態(tài),一般溫度不超過(guò)30度,多控制在22度,因此在夏季因溫度太高,錫缸建議加裝冷卻溫控系統;
③工藝維護:每日根據千安小時(shí)來(lái)及時(shí)補充鍍錫添加劑劑;檢查過(guò)濾泵是否工作正常,有無(wú)漏氣現象;每個(gè)2-3小時(shí)應用干凈的濕抹布將陰極導電桿擦洗干凈;每周要定期分析錫缸硫酸亞錫(1次/周),硫酸(1次/周),并通過(guò)霍爾槽試驗來(lái)調整鍍錫添加劑含量,并及時(shí)補充相關(guān)原料;每周要清洗陽(yáng)極導電桿,槽體兩端電接頭;每周用低電流0。 2—0。 5ASD電解6—8小時(shí);每月應檢查陽(yáng)極袋有無(wú)破損,破損者應及時(shí)更換;并檢查陽(yáng)極袋底部是否堆積有陽(yáng)極泥,如有應及時(shí)清理干凈;每月用碳芯連續過(guò)濾6—8小時(shí),同時(shí)低電流電解除雜;每半年左右具體根據槽液污染狀況決定是否需要大處理(活性炭粉);每?jì)芍芤鼡Q過(guò)濾泵的濾芯; 大處理程序:A.取出陽(yáng)極,取下陽(yáng)極袋,用銅刷清洗陽(yáng)極表面,水洗沖干后,裝入陽(yáng)極袋內,放入酸槽內備用B.將陽(yáng)極袋放入10%堿液浸泡6—8小時(shí),水洗沖干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗沖干后備用;C.將槽液轉移到備用槽內,按3—5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中,待溶解徹底后,吸附4-6小時(shí)候, 用10um的PP濾芯加助濾粉過(guò)濾槽液至清洗干凈的工作槽內,放入陽(yáng)極,掛入電解板,按0。 2-0。 5ASD電流密度低電流電解6—8小時(shí),D.經(jīng)化驗分析,調整槽中的硫酸,硫酸亞錫含量至正常操作范圍內;根據霍爾槽試驗結果補充鍍錫添加劑;E.待電解板板面顏色均勻后,即停止電解; F.試鍍OK.即可;
④補充藥品時(shí),如添加量較大如硫酸亞錫,硫酸時(shí);添加后應低電流電解一下;補加硫酸時(shí)應注意安全,補加量較大時(shí)(10升以上)應分幾次緩慢補加;否則會(huì )造成槽液溫度過(guò)高,亞錫氧化,加快槽液老化 ;
⑤藥品添加計算公式: 硫酸亞錫(單位:公斤)=(40-X)×槽體積(升)/1000 硫酸(單位:升)=(10%-X)g/L×槽體積(升) 或(單位:升)=(180-X)g/L×槽體積(升)/1840
(九)鍍鎳
① 目的與作用:鍍鎳層主要作為銅層和金層之間的阻隔層,防止金銅互相擴散,影響板子的可焊性和使用壽命;同時(shí)又鎳層打底也大大增加了金層的機械強度;
② 全板電鍍銅相關(guān)工藝參數:鍍鎳添加劑的添加一般按照千安小時(shí)的方法來(lái)補充或者根據實(shí)際生產(chǎn)板效果,添加量大約200ml/KAH ;圖形電鍍鎳的電流計算一般按2安/平方分米乘以板上可電鍍面積 ;鎳缸溫度維持在40-55度,一般溫度在50度左右,因此鎳缸要加裝加溫,溫控系統;
③工藝維護: 每日根據千安小時(shí)來(lái)及時(shí)補充鍍鎳添加劑 ;檢查過(guò)濾泵是否工作正常,有無(wú)漏氣現象;每個(gè)2-3小時(shí)應用干凈的濕抹布將陰極導電桿擦洗干凈;每周要定期分析銅缸硫酸鎳(氨基磺酸鎳)(1次/周) ,氯化鎳(1次/周),硼酸(1次/周)含量,并通過(guò)霍爾槽試驗來(lái)調整鍍鎳添加劑含量,并及時(shí)補充相關(guān)原料;每周要清洗陽(yáng)極導電桿,槽體兩端電接頭,及時(shí)補充鈦籃中的陽(yáng)極鎳角,用低電流0。 2—0。 5ASD電解6—8小時(shí);每月應檢查陽(yáng)極的鈦籃袋有無(wú)破損,破損者應及時(shí)更換;并檢查陽(yáng)極鈦籃底部是否堆積有陽(yáng)極泥,如有應及時(shí)清理干凈;并用碳芯連續過(guò)濾6—8小時(shí),同時(shí)低電流電解除雜;每半年左右具體根據槽液污染狀況決定是否需要大處理(活性炭粉);每?jì)芍芩幐鼡Q過(guò)濾泵的濾芯;]
④大處理程序:A.取出陽(yáng)極,將陽(yáng)極倒出,清洗陽(yáng)極,然后放在包裝鎳角的桶內,用微蝕劑粗化鎳角表面至均勻粉紅色即可,水洗沖干后,裝入鈦籃內,方入酸槽內備用B.將陽(yáng)極鈦籃和陽(yáng)極袋放入10%堿液浸泡6—8小時(shí),水洗沖干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗沖干后備用;C.將槽液轉移到備用槽內,加入1-3ml/L的30%的雙氧水,開(kāi)始加溫,待溫度加到65度左右打開(kāi)空氣攪拌,保溫空氣攪拌2-4小時(shí);D.關(guān)掉空氣攪拌,按3— 5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中,待溶解徹底后,打開(kāi)空氣攪拌,如此保溫2—4小時(shí);E.關(guān)掉空氣攪拌,加溫,讓活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待溫度降至40度左右,用10um的PP濾芯加助濾粉過(guò)濾槽液至清洗干凈的工作槽內,打開(kāi)空氣攪拌,放入陽(yáng)極,掛入電解板,按0。 2-0。 5ASD電流密度低電流電解6—8小時(shí),G.經(jīng)化驗分析,調整槽中的硫酸鎳或氨基磺酸鎳,氯化鎳,硼酸含量至正常操作范圍內;根據霍爾槽試驗結果補充鍍鎳添加劑;H.待電解板板面顏色均勻后,即可停止電解,然后按1-1。 5ASD的電流密度進(jìn)行電解處理10-20分鐘活化一下陽(yáng)極;I.試鍍OK.即可;
⑤補充藥品時(shí),如添加量較大如硫酸鎳或氨基磺酸鎳,氯化鎳時(shí),添加后應低電流電解一下;補加硼酸時(shí)應將補充量的硼酸裝入一干凈陽(yáng)極袋掛入鎳缸內即可,不可直接加入槽內;
⑥鍍鎳后建議加一回收水洗,用純水開(kāi)缸,可以用來(lái)補充鎳缸因加溫而揮發(fā)的液位,回收水洗后接二級逆流漂洗;
⑦藥品添加計算公式:硫酸鎳(單位:公斤)=(280-X)×槽體積(升)/1000 氯化鎳(單位:公斤)=(45-X)×槽體積(升)/1000 硼酸(單位:公斤)=(45-X)×槽體積(升)/1000
(十)電鍍金:分為電鍍硬金(金合金)和水金(純金)工藝,鍍硬金與軟金槽液組成基本一致,只不過(guò)硬金槽內多了一些微量金屬鎳或鈷或等元素;
① 目的與作用:金作為一種貴金屬,具有良好的可焊性,耐氧化性,抗蝕性,接觸電阻小,合金耐磨性好等等優(yōu)良特點(diǎn);
② 目前線(xiàn)路板電鍍金主要為檸檬酸金槽浴,以其維護簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單方便而得到廣泛應用;
③ 水金金含量控制在1克/升左右,PH值4.5左右,溫度35度,比重在14波美度左右,電流密度1ASD左右;
④ 主要添加藥品有調節PH值的酸式調整鹽和堿式調整鹽,調節比重的導電鹽和鍍金補充添加劑以及金鹽等;
⑤ 為保護好金缸,金缸前應加一檸檬酸浸槽,可有效減少對金缸的污染和保持金缸穩定;
⑥ 金板電鍍后應用一純水洗作為回收水洗,同時(shí)也可用來(lái)補充金缸蒸發(fā)變化的液位,回收水洗后接二級逆流純水洗,金板水洗后即放入10克/升的堿液以防金板氧化;
⑦ 金缸應采用鍍鉑鈦網(wǎng)做陽(yáng)極,一般不銹鋼316容易溶解,導致鎳鐵鉻等金屬污染金缸,造成鍍金發(fā)白,露鍍,發(fā)黑等缺陷;
⑧ 金缸有機污染應用碳芯連續過(guò)濾,并補充適量鍍金添加劑