電鍍原理在印制電路板制造工藝中的應(yīng)用

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1、電鍍原理在印制電路板制造工藝中的應(yīng)用印制線路板的定義印制線路板制造工藝的發(fā)展電鍍原理定義影響電鍍均勻性的因數(shù)一，印制電路板的發(fā)展現(xiàn)代印制電路的定義是按照工程設(shè)計的電路在絕緣基內(nèi)部或表面形成提供電子元器件連接的導電圖形。印制電路板是幾乎所有的電子設(shè)備里必備的重要元件之一，從電子手表、計算機到電視，家用電器，電腦，通信電子設(shè)備以及軍工武器設(shè)備系統(tǒng)，作為集成電子等元器件的連接載體被普遍使用?，F(xiàn)代電子設(shè)備的高功能化和小型化驅(qū)動印制電路板的電鍍工藝飛速發(fā)展，電路板是電子設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)件，其制造技術(shù)與工藝為適應(yīng)高密度、高精度和微型化有了很大

2、的變化，其中涉及到的表面處理技術(shù)也有很大變化。眾所周知，電鍍的目的在于為制造中的電路板提供本身欠缺及非固有的表面特性，電鍍在印制電路板中的主要目的是確保印制電路板的可焊性、防護性、導電性和耐磨性。電鍍是通過陰極使電鍍金屬失去電子成為陽離子，再通過電鍍池中的電鍍液使這些陽離子在陽極的待鍍金屬表面得電子形成鍍層，這就是電鍍簡單來說，電鍍指借助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應(yīng)，使導電體例如金屬的表面沉積一金屬或合金層。我們以硫酸銅鍍浴作例子:硫酸銅鍍液主要有硫酸銅、硫酸和水，甚至也有其它添加劑。硫酸銅是銅離子(Cu2+)的來源，

3、當溶解于水中會離解出銅離子，銅離子會在陰極(工件)還原(得到電子)沈積成金屬銅。這個沉積過程會受鍍浴的狀況如銅離子濃度、酸堿度(pH)、溫度、攪拌、電流、添加劑等影響。陰極主要反應(yīng):Cu2+(aq)+2e-→Cu(s)電鍍過程浴中的銅離子濃度因消耗而下降，影響沉積過程。面對這個問題，可以兩個方法解決：1.在浴中添加硫酸銅；2.用銅作陽極。添加硫酸銅方法比較麻煩，又要分析又要計算。用銅作陽極比較簡單。陽極的作用主要是導體，將電路回路接通。但銅作陽極還有另一功能，是氧化(失去電子)溶解成銅離子，補充銅離子的消耗。陽極主要反應(yīng):Cu(

4、s)→Cu2+(aq)+2e-由于整個鍍液主要有水，也會發(fā)生水電解產(chǎn)生氫氣(在陰極)和氧氣(在陽極)的副反應(yīng)陰極副反應(yīng):2H3O+(aq)+2e-→H2(g)+2H2O(l)陽極副反應(yīng):6H2O(l)→O2(g)+4H3O+(aq)+4e-結(jié)果，工件的表面上覆蓋了一層金屬銅。這是一個典型鍍浴的機理但實際的情況是十分復(fù)雜。自催化鍍及浸漬鍍。印制電路工藝隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展和功能的不斷強大印制電路板制造工藝也不斷的進步，制造工藝方法也不斷優(yōu)化進步，制造工藝主要包括制作工程資料、備料開料、鉆孔壓合、菲林對位、圖像轉(zhuǎn)移、蝕刻、電鍍、表

5、面處理、成型。由于在實際應(yīng)用中制作的方向和性能不同，所以在印制電路板的制作過程中具體步驟及方法也不同。在印制電路板的制造工藝流程中電鍍是其中重要的步驟，電鍍的質(zhì)量關(guān)系到整個工藝過程的成敗，也關(guān)系到一個板子性能的好壞，所以。電鍍是印制電路板加工的核心技術(shù)之一。它是一門各種技術(shù)摻雜的邊緣科學。電鍍的目的除了為了表面美觀，符合客戶要求，有更好的印制電路板市場外，還有為電路板孔內(nèi)及板邊的鍍銅，增加電路板的鍍銅厚度，以提高電路的性能和使用壽命，增加其抗蝕能力。防止板面太薄容易在制程中被刮傷。其中，電鍍鎳是利用電沉積的方法在有效的線路上電鍍

6、一層鎳阻擋層，以防止銅與金之間相互滲析作用。電鍍金的作用是防止鎳面鈍化，以滿足線路板的可焊性、耐腐蝕性等性能。在插頭上電鍍金鈷等硬質(zhì)合金成份是電鍍金手指，以增強它的耐磨性，降低其接觸電阻。在電鍍原理中有三大核心要素，它們分別是設(shè)備、工藝和藥水。而這三個要素則影響到電鍍產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果的三大主題，它們分別是均勻性、深鍍能力、電鍍效率。電鍍?nèi)芤河绣冦~、鍍錫、鍍鎳、鍍金等。通常用來電鍍的方法有外加直流電鍍或脈沖電鍍來鍍銅，無外加電源的的化學鍍，和表面沉錫轉(zhuǎn)化。電鍍銅可分為全板電鍍和圖形電鍍，它的理論依據(jù)是公式法拉第定律：Q＝n*z*F＝D

7、*S*t*η（Q——通電量(C)n——沉積出金屬物質(zhì)的量(mol)z——被還原金屬離子價態(tài)F——法拉第常數(shù)(F=96485)D——電流密度（ASD或ASF）S——電鍍面積(dm2或in2):元件面、焊錫面t——電鍍時間(Min)η——電流效率(%)）在實際生產(chǎn)中，電鍍均勻性是經(jīng)驗電鍍質(zhì)量的一個重要指標，所以大量的實驗被做關(guān)于影響電鍍均勻性的結(jié)果。影響電鍍均勻性的因素有：1均勻的空氣攪拌2相等的陰陽極距離3良好的導電4化學成分在控制范圍內(nèi)5定期做活性碳處理6污染物在控制范圍內(nèi)7溫度在控制范圍內(nèi)使用較低的電流密度8陰陽極排列正確9陰

8、陽極擋板設(shè)計合理10足夠的溶液過濾與循環(huán)量鍍銅質(zhì)量三保證:電鍍均勻性深鍍能力電鍍效率電鍍均勻性一次電流分布：主要取決于鍍槽和電極的形狀，也稱為初次電流分布；二次電流分布：考慮濃差極化和電化學因素影響后的電流分布；三次電流分布：板件實際鍍層的厚度分布均勻性評價標準