高速组装工艺和特性化

《高速组装工艺和特性化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、KINGBROTHER深圳金百泽PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试、硬件集成电话：0T55-26546699-223高速0201组装工艺和特性化再谈硫酸盐光壳镀铜的磷铜阳极摘要：在装饰性和PCB电镀中，酸性光亮镀铜的阳极最佳含磷量为0.035—0.070%，磷化铜(Cu3P)黑膜的生成对阳极性能貝•有决定性的意义。关键词：阳极磷铜0.035-0.070%磷含量硫酸盐光亮镀铜具冇许多优良的品质：出光快、整平性好、效率高、成木低。这一镀种被广泛应用于装饰性五金塑料电镀、电铸、制版和印制线路板(

2、PCB)电镀小。一种镀种被广泛应用，就值得我们倾心研究。目前的研究多在于光亮剂上。国外的“210”、“MHT”、“PCM”光亮剂,国内的“M、N、SP、P”体系和广州“320”等光亮剂都是应用颇为广泛并卓有成效的。然而硏究阴极过程的多，研究阳极状态的少，阳极常常被人们忽视。笔者曾在1987年屮国电镀协会第二届电镀学术年会上发表过论文《硫酸盐光亮镀铜的阳极行为》。现将对该论题作进一步的阐述，阐述的主要内容就是硫酸盐光亮镀铜所用的铜阳极为什么要含磷?其含量以多少为好？不同的含磷铜阳极会带来哪些后果？影响磷铜质

3、虽及其匸常溶解的因索冇哪此9■••一硫酸盐光亮镀铜所川的铜阳极为什么要含磷？在1954年以前，硫酸盐镀铜采用的是电解铜或无氧铜做阳极，但存在一系列问题：铜粉和阳极泥多，阳极利用率低、镀层容易产生毛刺和粗糙，二价铜离子浓度逐渐升高镀液不稳定，添加剂消耗快。1954年美国NEVERS等人N[l][2][3]对铜阳极的研究发现在铜阳极屮渗入少量的磷，经过一定时间的电解处理后，(电解产生阳极黑膜对电镀相当重耍，因此，建议用假阴极板或波浪板在2~3ASD内电解处理4〜8小时)铜阳极的表面生成一层黑色的“磷膜”，它的

4、主要成份是磷化铜(Cu3P)o这层“黑色磷膜”具有金属导电性，它改变了铜的阳极过程某些反应步骤的速度，克服了上述一系列的问题。这一研究成果即在同年屮请了硫酸铜镀液所用的磷铜阳极专利U.S.P2689216,它为硫酸盐光亮镀铜工艺的发展作出了重大的贡献。铜阳极的溶解主要是溶解成两价铜离子，但是也会溶解成很少量的一价铜离子。这种现彖不仅在实践中得以认识，而且RASHK0V等[4—8]用旋转环盘电极和恒电流法研究证实：铜在硫酸中的阳极溶解是按下述反应分步进行的：Cu—e->Cu+(1)快Cu+—e->Cu2+(

5、2)慢(控制步骤)金属铜首先失去一个电子生成一价铜离子，这是一个快反应，然后继续失去一个电子生成二价铜离子,这是一个慢步骤。因此铜在阳极溶解过程屮不可避免地伴随一价铜的生成、积累。一价铜离了可以阳极的作用下氧化成二价铜（但反应慢），也可以通过歧化反应分解成金属铜和二价铜离子：2Cu+Cu2+十Cu（3）一价铜很不稳定它町以发生歧化反应，所生成的铜会在电镀过程中以电泳的方式沉积于镀层，从而产生毛刺、粗糙。当铜阳极中加入少量的磷，经电解处理（香港表面处理行业称拖缸处理）表面产生了一层黑色的“磷膜”，阳极溶解过

6、程就有了改变。首先，这层“黑色磷膜”対阳极过程反应⑵有显著的催化作用，即加快Cu+的氧化，使慢反应变成快反应，人人减少了Cu+积累；同时，表面形成的“黑色磷膜”不同程度阻止一价铜离了进入溶液，促使它进一步被氧化成Cu2+,这样，就大大地减少了进入溶液中的一价铜。测得标准阳极磷铜黑色“磷膜”的电导率为1.5X104Q-lcm-l,具有金属导电性，不会影响阳极的导电。而且磷铜比纯铜的阳极极化小,有人测得,在DA为lA/dm2,含0.02%或0.05%磷的铜阳极的阳极电位比无氧铜低SOmV^OmVo也就是说，不

7、必担心，“黑色磷膜”在允许的阳极电流密度下，会导致阳极钝化。阳极表面的“黑色磷膜”会使微小晶粒从阳极脱落的现彖大大减少，阳极利用率显著提高。这层」E常的阳极黑膜，当阳极磷铜采用阳极电流密度DA=0.4—1.2A/dm2时，在含磷量为0.030~0.075%时，阳极泥最少。Nevers等人研究了几种不同的阳极溶解后的分配百分率，见表（一）表（一）阳极材料溶解的分配百分率分配百分率阳极材料成为阴极沉积泥渣及附着膜电解液屮含铜量的增加电解铜（空气搅拌）85.516.817.60（静止槽）85.5913.610.

8、80火炼铜（空气搅拌）97.900.151.95含磷铜（空气搅拌）9&360.041.60值得提到的是，一价铜离子不仅在阳极过程中会产牛，在阴极过程中也会产生。阴极反应如Cu2+获得电子还原成金属铜：Cu2+十2c—Cu（4）当然还存在Cu2+的分步还原：Cu2+十e—Cu+（慢反应）（5）镀液中存在的Cu+被还原成金属铜：Cu+十e—Cu（快反应）（6）镀液中的一价铜是通过反应式（3）和式（5）而产生的，虽然产生一价铜的反应