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1、導(dǎo)師-李波Aug,2011化學(xué)電鍍銅工藝電鍍銅工藝銅的特性銅,元素符號Cu,原子量63.5,密度8.89克/立方厘米,Cu2+的電化當(dāng)量1.186克/安時.銅具有良好的導(dǎo)電性和良好的機(jī)械性能.銅容易活化,能夠與其他金屬鍍層形成良好的金屬--金屬間鍵合,從而獲得鍍層間的良好結(jié)合力.電鍍銅工藝的功能及作用電鍍銅工藝在化學(xué)沉銅層上通過電解方法沉積金屬銅,以提供足夠的導(dǎo)電性/厚度及防止導(dǎo)電電路出現(xiàn)熱和機(jī)械缺陷.電鍍銅層的作用作為孔的化學(xué)沉銅層的加厚層,通過全板鍍銅達(dá)到厚度5-8微米,稱為加厚銅.作為圖形電
2、鍍錫或鎳的底層,其厚度可達(dá)20-25微米,稱為圖形鍍銅.電鍍銅的原理電鍍液組成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加劑)+-離子交換直流整流器ne-ne-電鍍上銅層陰極(受鍍物件)鍍槽陽極CuCu2++2e-Cu2++2e-Cu酸性鍍銅液各成分及特性簡介?酸性鍍銅液成分—硫酸銅（CuSO4.5H2O)—硫酸(H2SO4)—氯離子（Cl-)—添加劑酸性鍍銅液各成分功能—CuSO4.5H2O?。褐饕饔檬翘峁╇婂兯鐲u2＋及提高導(dǎo)電能力—H2SO4：主要作用是提高鍍液導(dǎo)電性能，提高
3、通孔電鍍的均勻性。—Cl-：主要作用是幫助陽極溶解，協(xié)助改善銅的析出，結(jié)晶?！砑觿 。褐饕饔檬歉纳凭兒蜕铄冃阅埽纳棋儗咏Y(jié)晶細(xì)密性。酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響—CuSO4.5H2O?。簼舛忍?，高電流區(qū)鍍層易燒焦；濃度太高，鍍液分散能力會降低。—H2SO4：濃度太低，溶液導(dǎo)電性差，鍍液分散能力差。濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅鍍層的延伸率不利?！狢l-：濃度太低，鍍層出現(xiàn)臺階狀的粗糙鍍層，易出現(xiàn)針孔和燒焦；濃度太高，導(dǎo)致陽極鈍化，鍍層失去光澤?！砑觿?/p>
4、 ：（後面專題介紹）操作條件對酸性鍍銅效果的影響?溫度—溫度升高，電極反應(yīng)速度加快，允許電流密度提高，鍍層沉積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結(jié)晶粗糙，亮度降低?！獪囟冉档?，允許電流密度降低。高電流區(qū)容易燒焦。防止鍍液升溫過高方法：鍍液負(fù)荷不大于0.2A/L，選擇導(dǎo)電性能優(yōu)良的掛具，減少電能損耗。配合冷水機(jī)，控制鍍液溫度。?電流密度—提高電流密度，可以提高鍍層沉積速率，但應(yīng)注意其鍍層厚度分布變差。?攪拌—陰極移動：陰極移動是通過陰極桿的往複運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)工件的移動。移動方向與陽極成一
5、定角度。陰極移動振幅50－75mm，移動頻率10－15次/分—空氣攪拌無油壓縮空氣流量0.3-0.8m3/min.m2打氣管距槽底3－8cm，氣孔直徑2mm孔間距80－130mm?？字行木€與垂直方向成45o角。?過濾PP濾芯、5－10?m過濾精度、流量3－5次循環(huán)/小時?陽極磷銅陽極、含磷0.04-0.065%操作條件對酸性鍍銅效果的影響磷銅陽極的特色?通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜?黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽極膜?磷銅陽極膜的作用—陽極膜本身對(Cu+--e→Cu2+)
6、反應(yīng)有催化、加速作用，從而減少Cu+的積累?！枠O膜形成后能抑制Cu+的繼續(xù)產(chǎn)生—陽極膜的電導(dǎo)率為1.5X104?-1cm-1具有金屬導(dǎo)電性—磷銅較純銅陽極化小(1A/dm2P0.04-0.065%磷銅的陽極化比無氧銅低50mv-80mv)不會導(dǎo)致陽極鈍化?！枠O膜會使微小晶粒從陽極脫落的現(xiàn)象大大減少—陽極膜在一定程度上阻止了銅陽極的過快溶解?圓形鈦籃銅陽極表面積估算方法—?dlf/2?=3.14d=鈦籃直徑l=鈦籃長度f=系數(shù)?方形鈦籃銅陽極表面積估算方法—1.33lwfl=鈦籃長度w=鈦籃寬度
7、f=系數(shù)?f與銅球直徑有關(guān):直徑=12mmf=2.2直徑=15mmf=2.0直徑=25mmf=1.7直徑=28mmf=1.6直徑=38mmf=1.2電鍍銅陽極表面積估算方法磷銅陽極材料要求規(guī)格?主成份Cu:99.9%minP:0.04-0.065%?雜質(zhì)Fe:0.003%maxS:0.003%maxPb:0.002%maxSb:0.002%maxNi:0.002%maxAs:0.001%max影響陽極溶解的因素?陽極面積(即陽極電流密度控制在0.5ASD-1.5ASD之間)?陽極袋(聚丙烯)?陽極
8、及陽極袋的清洗方法和頻率添加劑對電鍍銅工藝的影響?載體-吸附到所有受鍍表面,增加表面阻抗,從而改變分布不良情況.抑制沉積速率?整平劑-選擇性地吸附到受鍍表面抑制沉積速率＊各添加劑相互制約地起作用.?光亮劑-選擇性地吸附到受鍍表面,降低表面阻抗,從而惡化分布不良情況.提高沉積速率?氯離子-增強(qiáng)添加劑的吸附電鍍層的光亮度載體(c)/光亮劑(b)的機(jī)理載體(c)快速地吸附到所有受鍍表面并均一地抑制電沉積光亮劑(b)吸附于低電流密度區(qū)并提高沉積速率.載體(c)和光亮劑(b)的交互作用導(dǎo)致產(chǎn)
