PCB电镀铜为什么要使用含磷的铜球
在早期,硫酸铜电镀都是采用电解铜或无氧铜做阳极,其阳极效率高达100%甚至超过100%,这样造成一系列的问题:槽液中的铜含量不断升高,添加剂消耗加快,槽液中的铜粉和阳极泥增多,阳极利用效率降低,镀层极易产生毛刺和粗糙缺陷。
1954年,美国Neverse等对阳极的研究发现:在阳极中掺入少量的磷,经过一段时间的电解处理(电解产生的阳极黑膜对电镀相当重要,因此建议利用电解拖缸板/假镀板/波浪板在2-3ASD的电流密度下电解4~10小时),铜阳极的表面生成一层黑色的磷膜,主要的成分是磷化铜Cu3P。这层黑膜具有金属导电性,改变了铜阳极溶解过程中的一些反应的步骤,有效克服了上述的一些缺陷,对铜的质量和工艺稳定性起着重要作用。
铜阳极的溶解主要是生成二价铜离子,研究实验证明(旋转环盘电极和恒电流法):铜在硫酸铜溶液中的溶解分两步进行的。
Cu-e-→Cu+ 基元反应1
Cu+--e-→Cu2+ 基元反应2
亚铜离子在阳极作用下氧化成二价铜离子是个慢反应,也可以通过歧化反应生成二价铜离子和单质铜,正如在化学沉铜反应中一样。所生成的铜单质以电泳得方式沉积于镀层中,从而产生铜粉,毛刺,粗糙等。当阳极中加入少量的磷后,经电解处理(或称拖缸)在阳极表面生成一层黑色的磷膜,阳极的溶解过程就发生了一些变化:
1.黑色磷膜对基元反应2有着显著的催化效果,大大加快了亚铜离子的氧化,使慢反应变成快反应,大大减少槽液中亚铜离子的累积。同时阳极表面的磷膜也可阻止亚铜离子进入槽液,促使其氧化,减少了进入槽液的亚铜离子。标准阳极黑色磷铜膜的导电率为1.5×104Ω-1CM-1,具有金属导电性,不会影响到阳极的导电性,而且磷铜阳极壁春铜阳极的阳极极化小,在Da为1ASD时,含磷0.02---0.05%的铜阳极的阳极电位比无氧铜阳极低50?80mv.黑色阳极磷膜在允许的电流密度下不会造成阳极的钝化。
2.阳极表面的黑色磷膜会使阳极不正常溶解,微小颗粒脱落的现象大大减少,阳极的利用效率大大提高。当阳极采用0.4?1.2ASD电流密度时,阳极上所含磷量与黑膜厚度呈线性关系。在阳极磷含量在0.030?0.075%蚀阳极的利用效率最高,阳极黑色磷膜生成的最好.
阳极材料分配% 电 解 铜 火 炼 铜 空气搅拌 含 磷 铜 空气搅拌
空气搅拌 静 止 槽
阴极沉积 85.51 85.59 97.90 98.36
泥渣及附着膜 6.81 13.61 0.15 0.04
电解液铜含量的增加 7.60 0.80 1.95 1.60
亚铜离子在阴极沉积过程中也会产生:
Cu2++e-→Cu 3
Cu2++e-→Cu+ 慢反应 4
Cu++e-→Cu 快反应 5
镀液中的亚铜离子主要通过阳极反应和反应4产生的,虽然含量很微小,但只要很少量就可影响镀层质量.亚铜离子进入槽液会对阴极镀层产生如下危害:
1.造成镀层毛刺粗糙,.在电镀过程中,铜粉以电泳的方式在阴极镀层上沉积的.在电流密度小,温度高的情况下,阴极电流效率下降,氢离子放电,使酸度下降,水解反应方向向有利铜粉生成的方向进行,毛刺的现象将会加重.
2.亚铜离子同时会造成镀层不光亮,整平性差,镀液混浊等.这也是由于铜粉细密的散布在阴极镀层上面,造成沉积层的致密性差,无光泽.在低电流区,影响更严重.此时补加光剂效果不大,加双氧水除去铜粉,驱赶完全双氧水,补充光剂,地区光亮性和整平性会有所改善.同时反应会消耗一部分酸,应适当补充些硫酸.
阳极的磷含量国内多为0.3%,国外的研究表明,磷铜阳极中的磷含量达到0.005%以上,既有黑膜形成,但是膜过薄,结合力不好;磷含量过高,黑膜太厚,阳极泥渣太多,阳极溶解性差,导致镀液中铜含量下降.阳极磷含量以0.030---0.075%为佳,最佳为0.035?0.070%.国内生产设备和工艺落后,搅拌不均匀,不能保证磷含量均匀分布,通常加大磷含量到0.1--0.3%;国外采用电解或无氧铜和磷铜合金做原料,用中频感应电炉熔炼,原料纯度高,磷含量容易控制,采用中频感应,磁力搅拌效果好,铜磷熔融搅拌均匀,自动控制,这样制造的铜阳极磷分布均匀,溶解均匀,结晶细致,晶粒细小,阳极利用率高,有利于镀层光滑光亮,减少了毛刺和粗糙缺陷.
磷含量对阳极磷膜的影响:
1.磷含量为0.030?0.075%的铜阳极,形成的黑膜厚薄适中,结构致密,结合牢固,不易脱落;险前磷含量过高的铜阳极.磷分布不均匀,溶解使阳极泥过多,从而污染槽液,还会堵塞阳极袋孔,造成槽电压升高.槽电压升高有会造成阳极膜脱落.实际生产中边电镀边更换阳极容易产生毛刺.
2.磷含量为0.3%的磷铜阳极磷分布不均匀,黑色磷膜过厚,铜的溶解性差.所以常常要把阳极挂满,并非使阴阳极面积比为1:1,实际铜阳极挂的多,槽液中的铜含量还有下降的趋势,也很难保持平衡.需经常补加硫酸铜,从电镀成本来看,也是不合算的.电镀宁可多挂劣质的磷铜阳极,阳极泥增多,实际的费用也会增多.
3.实际上磷含量高的铜阳极生成的黑膜厚度太厚,电阻增加,要维持原来的电流,电压要升高.槽电压的升高有利于氢离子放电,针孔的产生几率加大.这一现象对国产”M.N.SP.P。AEO”体系来讲,不多见,因其中表面活性剂较多,但对部分进口光剂来讲,针孔的机会会大大增加,需另外补加润湿剂,并设法降低电压。
4.实际上,磷含量高,黑膜太厚,分布不均匀,还会造成低电流区不光亮,细微麻砂状。
虽然含磷0.3%铜阳极黑膜厚度可以减少亚铜离子进入槽液,但是因其结构疏松,分布不均匀,作用效果大减.另外电解液中存在化学可逆反应:
Cu2++ Cu -→ 2Cu+
在常温下,此反应的平衡常数为K=( Cu+)2/( Cu2+)=0.5X10-4
温度升高,亚铜离子浓度也会升高。亚铜离子在槽液中以硫酸亚铜的形式存在,在空气搅拌时会被氧化。在酸度降低情况下,硫酸亚铜水解氧化亚铜(铜粉),同粉滞留在阴极高电流区,堆积一定量即产生毛刺;在低电流区,电流效率下降,氢离子放电较多,相对该处酸度下降,水解向生成铜粉方向进行,
Cu2SO4+H2O=Cu2O+H2SO4
较多的铜粉滞留在阴极表面会造成阴极镀层不光亮,细麻砂。若没有空气搅拌,电流密度开得很小的情况下,这种情况在低电流区很发生。
使用磷含量少的铜阳极,由于黑色磷膜致密,亚铜力子很难溶入槽液,只要用空气搅拌,控制硫酸浓度不要偏低,电流密度略高些,地区的不光量和麻砂状即可克服。
影响磷铜质量及其正常溶解的因素:
1.铜的质量一般采用无氧铜,电解铜或磷铜合金。无氧铜含氧量为3×10-6杂质极少,基本不产生磷的氧化物,不消耗磷,所以磷含量容易控制,但成本较高。电解铜纯度为99。95%,可以满足要求,否则氧含量不固定,磷加的少,将造成磷含量的失控和分布不均匀。杂铜中杂质含量较高,在阳极生产中偏析,溶解时进入镀液,累积一定量形成阳极泥,造成镀层粗糙,镀液混浊或加速槽液老化,影响电流效率,镀层光亮度,镀液的性能和镀层的质量。
2.磷的含量:磷含量过低,黑膜过薄,结合力差;过厚,弊端种种。
3.冶炼方式:中频感应电炉熔融,原材料的纯度,连续铸造密封方法及铸造工艺的控制条件的整个生产的全过程,实质上决定了磷铜阳极结晶组织的细致均匀,决定了高品质磷铜阳极的黑膜形成速度,内部结晶状况和电化学溶解性能。
4.阳极电流密度:阳极面积过小,往往造成阳极电流偏大,毛刺,铜粗,阳极泥增多,阳极利用效率下降,影响PCB的合格率。现场实际分析,全板电镀和图形电镀即使其它条件一样,但电流密度不同,前者磷铜黑膜薄,结合力不好,磷铜球呈破碎状;后者则无这种情况发生,磷铜球随溶解变小而不变形。增大阳极面积,降低阳极电流,镀层质量就完全一样。阳极在电镀过程中随电流密度增加有三个变化:1。阳极电位向正向移动时产生阳极溶解,随电位变正,金属溶解速度加大;2。超过极限电流密度时,金属溶解速度不但不增加,反而急剧下降,阳极出现钝化现象;3。电极上板随着金属溶解液会产生其他电极反应,如氢氧根离子在阳极析氧,对添加剂和阳极黑膜产生不利影响。由于电流一般是有阴极镀件决定的,提供适当的阳极电流密度的唯一方法就是调节阳极面积。
在电镀过程中阳极不断溶解变小,(843AH/Kg铜),随阳极电流密度加大,黑膜生长速度加快,加厚/或阳极发生钝化/局部钝化同时阳极上可能有大量的氧气产生,造成黑色磷膜的脱落,阳极泥的增加,进入镀液造成镀层粗糙。阳极电流密度对磷铜阳极的正常溶解起着决定性影响。特别全电镀槽应该经常性补加铜阳极,以保持阳极面积,只要槽液中铜离子无明显上升,不影响镀均镀能力,即使阳极杆挂满钛篮阳极铜球也不为过!
注意事项:磷铜阳极电解后必定会生成一层黑色磷膜,这是铜阳极的主要特征。阳极黑色磷膜形成的速度及紧密结合状况与阳极电流密度,氯离子含量,添加剂的种类及含量,连续铸造方式及其工艺控制的全过程都有密切关系。在正常电镀工艺条件下,阳极电流密度0。4?1。2ASD拖缸电解处理,磷铜阳极表面生成一层均匀致密结合良好的黑色磷膜,此时阳极溶解材会处于最佳状态。在生产中,阳极黑膜到了一定时候磷铜球溶解消耗,脱下一层黑膜,要不断补重新铜球和铜离子的平衡,黑膜也会形成少量的正常的磷化铜黑泥。若过滤清洗槽底,用钢丝刷使劲刷洗阳极铜球甚至用浓酸浸泡,不能完全除去黑膜,就说明铜阳极磷含量过高了。另外劣质阳极含杂质较多,晶粒粗大不致密,造成溶解不均匀,形成与黑膜混合的泥渣,这是另一类泥渣。
在线路板行业,酸铜槽若停槽多日,应将阳极取出。因为阳极会发生自溶现象,使硫酸铜含量增加。铜一般是不溶解在2摩尔当量浓度的硫酸中,但是在空气搅拌的情况下会发生如下反应:
2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
Cu2+/Cu和O2+4H+ /H2O电对的标准电极电位分别为0。34v和1。23v,显然上述反应可以进行,特别是在空气搅拌的情况下。
2.阳极袋应选用耐酸的涤纶布或丙纶布。阳极袋经纬的密度,厚度规格,孔隙的大小对于阻挡阳极微粒,黑膜泥颗粒和铜离子的对流扩散等影响各异。双层阳极袋虽可有效阻挡阳极泥进入槽液,但不利于阳极溶解,槽电压液会升高,影响磷膜的结合力。不要让阳极袋直接贴在阳极表面,一般用钛篮装好外套阳极袋。
电镀铜为什么用磷铜板而不用纯铜
磷铜板电镀工艺是怎么样的?磷铜板电镀工艺也就是电镀与其它表面处理技术、热喷涂、传统 NiCo 合金电镀机理。在表面处理技术中, 电镀是最有效的方法之一。 电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中, 在直流电的作用下,以被镀基体金属为阴极,以欲镀金属或其它惰性导体为阳极,通过电解 作用,在基体表 面上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。 目前,利用电镀强化的结晶器有单镀层铜板和复合镀层铜板。 单一镀层主要用铬或镍; 现已开发结晶器复合镀层铜板,如 Nicr,Ni-Fe,NiFew,NiFeco,Nico, Niw 等效果很好。
磷铜板是干什么用的,在什么行业用啊?
亲!您好,很高兴为您解答[开心]。亲磷铜板用途 磷铜板性能 锡青铜板的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合于制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。产品名称:磷铜板/磷青铜板/锡青铜板/锡磷青铜板。特性:高弹力、易拉伸,抗疲劳,高硬度,高强度。抗腐蚀性好,高韧性,易折弯,耐冲压,耐高温,高耐磨,高导电,高导热等。工艺:磷铜板是以高纯电解铜为主要原材料,经电炉熔化后,无氧铸造生产而成,产品含磷分布均匀、细致,在镀槽内生成阳极膜快且牢固。希望我的回答能帮助到您[开心]!请问您还有其它问题需要咨询吗?【摘要】
磷铜板是干什么用的,在什么行业用啊?【提问】
亲!您好,很高兴为您解答[开心]。亲磷铜板用途 磷铜板性能 锡青铜板的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合于制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。产品名称:磷铜板/磷青铜板/锡青铜板/锡磷青铜板。特性:高弹力、易拉伸,抗疲劳,高硬度,高强度。抗腐蚀性好,高韧性,易折弯,耐冲压,耐高温,高耐磨,高导电,高导热等。工艺:磷铜板是以高纯电解铜为主要原材料,经电炉熔化后,无氧铸造生产而成,产品含磷分布均匀、细致,在镀槽内生成阳极膜快且牢固。希望我的回答能帮助到您[开心]!请问您还有其它问题需要咨询吗?【回答】
什么是铍铜板,和它的性能及化学成分
铍铜板就是铍铜合金铜板。
以铍为首要合金元素的铜合金,又称之为铍青铜。
它是铜合金中功能最好的高级有弹性材料,有很高的强度、弹性、硬度、委靡强度、弹性滞后小、耐蚀、耐磨、耐寒、高导电、无磁性、冲击不发生火花等一系列优秀的物理、化学和力学功能。
铍铜分类 有加工铍青铜和锻造铍青铜之分。
常用的锻造铍青铜有Cu-2Be-0.5Co-0.3Si, Cu-2.6Be-0.5Co-0.3Si, Cu-0.5Be-2.5Co等。加工铍青铜含铍量节制在2%以下,国产铍铜掺加0.3%的镍,或加0.3%的钴。
常用的加工铍青铜有:Cu-2Be-0.3Ni, Cu-1.9Be-0.3Ni-0.2Ti等。
铍青铜是热处置强化合金。
加工铍青铜首要用作各类高级有弹性元件,特殊是要求优越的传导功能、耐侵蚀、耐磨、耐寒、无磁的各类元件,很多用作膜盒、膜片、波纹管、微型开关等。
锻造铍青铜则用于防爆东西、各类模具、轴承、轴瓦、轴套、齿轮和各类电极等。
铍的氧化物和粉尘对人体有害,出产和运用要留意防护。
铍铜是力学、物理、化学综合功能优越的一种合金,经由淬火调质后,具有高的强度,弹性,耐磨性,耐委靡性和耐热性,还铍铜还具有很高的导电性,导热性,耐寒性和无磁性,碰击时无火花,易于焊接和钎焊,在大气,淡水和海水中耐侵蚀性极好。铍铜合金在海水中耐蚀速度:(1.1-1.4)×10-2mm/年。侵蚀深度:(10.9-13.8)×10-3mm/年。侵蚀后,强度、延长率均无转变,故在还水中可坚持40年以上,是海底电缆中继器结构体不成替代的资料。在硫酸介质中:在小于80%浓度的硫酸中(室温)年侵蚀深度为0.0012-0.1175mm,浓度大于80%则侵蚀稍加速
磷铜c5191是黄铜还是紫铜
c5191磷青铜
C5191是日本牌号,俗称磷铜,台湾人叫磷青铜,一般用作对弹性有要求的端子上。
材料介绍
牌号:C5191 磷青铜
标准:GB/T 1176-1987
●特性用途:电子,电气用弹簧,开关,接插件,引线框架,连接器,端子,振动片等。
化学成分
●化学成份:
铜 {Cu}Copper :余量
锡 {Sn}Stannum :6.0-7.0
磷 {P}Phosphorus: 0.1-0.25
锌 {Zn}Zinc:≤0.1
注:杂质总和≤0.5
●密度:8.9g/cm3
●机械性能:
机械性能指标如下(%):
主要用作耐磨零件和弹性元件。电脑连接器,手机连接器,高科技行业接插件,电子电气用弹簧,开关,电子产品的插槽、按键、电气连接件,引线框架,振动片及端子等
磷青铜有更高的耐蚀性,耐磨损,冲击时不发生火花。用于中速、重载荷轴承,工作高温度250℃。具有自动调心,对偏斜不敏感,轴承受力均匀承载力高,可同时受径向载荷,自润滑无需维护等特性。锡磷青铜是一种合金铜,具有良好的导电性能,不易发热、确保安全同时具备很强的抗疲劳性。锡磷青铜的插孔。硬连线电气结构,无铆钉连接或无摩擦触点,可保证接触良好,弹力好,拨插平稳。该合金具有优良机械加工性能及成屑性能,可迅速缩短零件加工时间等。
pet和铝板贴合要用什么胶水
1,pet和铝板贴合用瞬干胶可以粘接,但是不耐水。丙烯酸酯类或环氧树脂类的结构胶可以粘接,或者用聚氨酯类的胶水。
2,pet材质属于热塑性聚酯。塑料材质的一种,跟铝板粘接话,首先要知道粘接面积多大,是否耐水、耐温要求及成本等几方面考虑。
3,铝板是把厚度在0.2mm以上至500mm以下,200mm宽度以上,长度16m以内的铝材料称之为铝板材或者铝片材,0.2mm以下为铝材,200mm宽度以内为排材或者条材(当然随着大设备的进步,最宽可做到600mm的排材也比较多)。铝板是指用铝锭轧制加工而成的矩形板材,分为纯铝板,合金铝板,薄铝板,中厚铝板花纹铝板。