PCB线路板电镀铜工艺简析

文/中信华PCB

一．电镀工艺的分类：

　　酸性光亮铜电镀电镀镍/金电镀锡

二．工艺流程：

浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗逆流漂电泳洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干

三．流程说明：

（一）浸酸

①作用与目的：除去板面氧化物，活化板面，一般浓度在5%，有的保持在10%左右，主要电泳是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定；

　　②酸浸时间不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时间后，酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换，防止污染电镀铜缸和板件表面；

　　③此处应使用C.P级硫酸；

（二）全板电镀铜：电泳又叫一次铜，板电，Panel-plating

　　①作用与目的：保护刚刚沉积的薄薄的化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉，通过电镀将其加后到一定程度

②全板电镀铜相关工艺参数：槽液主要成分有硫酸铜和硫酸，采用高电泳酸低铜配方，保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力；硫酸含量多在180克/升，多者达到240克/升；硫酸铜含量一般在75克/升左右，另槽液中添加有微量的氯离子，作为辅助光泽剂和铜光剂共同电泳发挥光泽效果；铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L，铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果；全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积，对全板电来说，以即板电泳长dm×板宽dm×2×2A/DM2；铜缸温度维持在室温状态，一般温度不超过32度，多控制在22度，因此在夏季因温度太高，铜缸建议加装冷却温控系统；

　　③工艺维护：

每日根据千安小时来及时补充铜光剂，按100电泳-150ml/KAH补充添加；检查过滤泵是否工作正常，有无漏气现象；每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净；每周要定期分析铜缸硫酸铜（1次/周），硫酸（1次/周），氯离子（2次/周）含量，电泳并通过霍尔槽试验来调整光剂含量，并及时补充相关原料；每周要清洗阳极导电杆，槽体两端电接头，及时补充钛篮中的阳极铜球，用低电流0。2—0。5ASD电解6—8小时；每月应检查阳极的钛篮袋有无破损，破损者应电泳及时更换；并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理干净；并用碳芯连续过滤6—8小时，同时低电流电解除杂；每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理（活性炭粉）；每两周要更换过滤泵的滤芯电泳；

④大处理程序：A.取出阳极，将阳极倒出，清洗阳极表面阳极膜，然后放在包装铜阳极的桶内，用微蚀剂粗化铜角表面至均匀粉红色即可，水洗冲干后，装入钛篮内，方入酸槽内备用B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液电泳浸泡6—8小时，水洗冲干，再用5%稀硫酸浸泡，水洗冲干后备用；

C.将槽液转移到备用槽内，加入1-3ml/L的30%的双氧水，开始加温，待温度加到65度左右打开空气搅拌，保温空气搅拌2-4小时；D.关掉电泳空气搅拌，按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中，待溶解彻底后，打开空气搅拌，如此保温2—4小时；E.关掉空气搅拌，加温，让活性碳粉慢慢沉淀至槽底；F.待温度降至40度左右，用10um的PP滤芯加助电泳滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内，打开空气搅拌，放入阳极，挂入电解板，按0。2-0。5ASD电流密度低电流电解6—8小时，G.经化验分析，调整槽中的硫酸，硫酸铜，氯离子含量至正常操作范围内；根据霍尔槽电泳试验结果补充光剂；H.待电解板板面颜色均匀后，即可停止电解，然后按1-1。5ASD的电流密度进行电解生膜处理1-2小时，待阳极上生成一层均匀致密附着力良好的黑色磷膜即可；I.试镀OK.即可；

⑤阳极铜球电泳内含有0。3—0。6%的磷，主要目的是降低阳极溶解效率，减少铜粉的产生；

⑥补充药品时，如添加量较大如硫酸铜，硫酸时；添加后应低电流电解一下；补加硫酸时应注意安全，补加量较大时（10升以上）应分几次缓慢电泳补加；否则会造成槽液温度过高，光剂分解加快，污染槽液；

⑦氯离子的补加应特别注意，因为氯离子含量特别低（30-90ppm）,补加时一定要用量筒或量杯称量准确后方可添加；1ml盐酸含氯离子约385ppm，电泳

　　⑧药品添加计算公式：

　　硫酸铜（单位：公斤）=（75-X）×槽体积（升）/1000

　　硫酸（单位：升）=（10%-X）g/L×槽体积（升）

　　或（单位：升）=（180-X）g/L×槽体积（升）/1840

盐酸（单位电泳：ml）=（60-X）ppm×槽体积（升）/385

（三）酸性除油

　　①目的与作用：除去线路铜面上的氧化物，油墨残膜余胶，保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合力

②记住此处使用酸性除油剂，为何不是用碱性除油剂电泳且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好？主要因为图形油墨不耐碱，会损坏图形线路，故图形电镀前只能使用酸性除油剂。

③生产时只需控制除油剂浓度和时间即可，除油剂浓度在10%左右，时间保证在6分钟，时间稍长不电泳会有不良影响；槽液使用更换也是按照15平米/升工作液，补充添加按照100平米0。5—0。8L；

（四）微蚀：

　　①目的与作用：清洁粗化线路铜面，确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力

②微蚀剂多采用过硫酸钠，粗化电泳速率稳定均匀，水洗性较好，过硫酸钠浓度一般控制在60克/升左右，时间控制在20秒左右，药品添加按100平米3-4公斤；铜含量控制在20克/升以下；其他维护换缸均同沉铜微蚀。

（五）浸酸

　　①作用与目的：

除去电泳板面氧化物，活化板面，一般浓度在5%，有的保持在10%左右，主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定；

②酸浸时间不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时间后，酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换，防止污染电泳电镀铜缸和板件表面；

　　③此处应使用C.P级硫酸；

（六）图形电镀铜：又叫二次铜，线路镀铜

①目的与作用:为满足各线路额定的电流负载，各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度，线路镀铜的目的及时将孔铜和线路铜加厚到电泳一定的厚度；

　　②其它项目均同全板电镀