MDM电镀类资 料

1、銅元素符號元素符號Cu原子量原子量63.54化合價化合價:一價銅一價銅+2（二價）銅（二價）銅+1u較軟，易延展的紅色金屬較軟，易延展的紅色金屬u良好的傳導性（導電和導熱）良好的傳導性（導電和導熱）電鍍銅-應用領域u在裝飾上的應用在裝飾上的應用u鍍鎳的中間層鍍鎳的中間層u印刷線路板印刷線路板u電鑄電鑄u阻止鋼鐵表面硬化阻止鋼鐵表面硬化u印刷滾輪和印刷板印刷滾輪和印刷板u拔絲潤滑劑拔絲潤滑劑u減少電阻減少電阻u修理和搶救修理和搶救鍍銅 電鍍液u酸性鍍銅酸性鍍銅硫酸鹽鍍銅硫酸鹽鍍銅氟硼酸鹽鍍銅氟硼酸鹽鍍銅u鹼性鍍銅鹼性鍍銅氰化物鍍銅氰化物鍍銅焦磷酸鹽鍍銅焦磷酸鹽鍍銅硫酸鹽鍍銅電鍍液u最常見的鍍液最

2、常見的鍍液u最簡單的化學反應最簡單的化學反應u應用廣應用廣u成本低成本低u應用應用:u裝飾裝飾u沉積底層沉積底層u電鑄電鑄u轉輪影印轉輪影印u印刷電路印刷電路電鍍液組成和操作條件一般一般上限上限 (PWB)硫酸銅 (g/L)200-22075-80硫酸 (g/L)75-80200-210氯化物 (ppm)8080添加劑有有陽極電流密度 (安培/分米2)2-80.5-4溫度15-40C陽極含磷的銅攪拌空氣空氣 + 陰極移動陰極電流效率98-100%酸性鍍銅 各成份的作用u硫酸銅硫酸銅提供銅離子u硫酸硫酸提高鍍液電導率，溶解陽極u氯離子氯離子保證有機添加劑起作用u添加劑添加劑u裝飾性的得到光亮、平

3、整、易延展、低內應力的鍍層 。u輪轉影印得到平整、硬度均一的低內應力鍍層。u印刷電路得到無內應力的鍍層，提高分散能力以便在孔內也能得到平整鍍層，同時鍍層必需耐熱。酸性硫酸鹽鍍銅 問題解決u燒焦燒焦金屬離子少溫度低u針孔針孔酸鍍低有機污染u條紋條紋氯離子濃度低 (低於 60 ppm)氯離子濃度高 (高於 130 ppm)u陽極極化陽極極化鐵離子污染溫度低陽極不合適u鍍層發暗鍍層發暗缺少光亮劑酸性硫酸鹽鍍銅優點優點u成本低成本低u雜質容忍能力雜質容忍能力u較寬的操作範圍較寬的操作範圍u良好的微觀分散能力良好的微觀分散能力缺點缺點u溫度要求嚴格溫度要求嚴格u對於許多基礎金屬要求預鍍沉積底層對於許多基

4、礎金屬要求預鍍沉積底層u鍍液有腐蝕性鍍液有腐蝕性u需要使用含磷的陽極需要使用含磷的陽極氟硼酸鹽鍍銅用於電線電鍍鍍液組成鍍液組成氟硼酸銅75 g/L金屬銅20 g/L氟硼酸5 g/L硼酸5 g/L添加劑視需要操作條件操作條件溫度45-55C陰極電流密度5-50 安培/分米2pH值0.2-0.4攪拌強力陽極無氧高導電性銅過濾需要氟硼酸鹽鍍銅 各成份作用u氟硼酸銅氟硼酸銅提供銅離子提供銅離子u氟硼酸氟硼酸提高鍍液的導電率提高鍍液的導電率腐蝕陽極腐蝕陽極u硼酸硼酸防止形成氫氟酸防止形成氫氟酸 u添加劑添加劑形成細密的鍍層形成細密的鍍層氟硼酸鹽鍍銅優點優點u陰極電流密度高陰極電流密度高u鍍層細密鍍層細密

5、缺點缺點u鍍液有腐蝕性鍍液有腐蝕性u成本高成本高u要求預鍍沉積底層要求預鍍沉積底層u分散能力差分散能力差氰化物鍍銅鍍液組成和操作條件鍍液組成和操作條件:掛鍍掛鍍預鍍預鍍普通普通高效率高效率滾鍍滾鍍金屬銅金屬銅 (g/L)102025-3040自由氰化鈉自由氰化鈉1015-自由氰化鉀自由氰化鉀-4025-30酒石酸鉀酒石酸鉀-3050-氫氧化鈉或氫氧化鉀氫氧化鈉或氫氧化鉀-1010-陰極電流密度陰極電流密度(安培安培/分米分米2)0.5-1.00.5-2.52-30.1-0.4溫度溫度 ( C)50556055攪拌攪拌 溫和空氣攪拌或移動陰極攪拌轉動電流效率電流效率 (%)50-7050-707

6、5-80變化氰化物鍍銅 各成份作用u氰化銅氰化銅提供銅離子u自由氰根自由氰根可能是氰化鉀或氰化鈉形成可溶的銅的絡合物防止銅的過分沉積腐蝕陽極提高鍍液電導率u酒石酸鉀酒石酸鉀輔助腐蝕陽極輔助形成細密的鍍層u氫氧化鈉或氫氧化鉀氫氧化鈉或氫氧化鉀提高分散能力提高鍍層光亮度提高鍍液電導度減小陽極極化氫氧化鉀提高陰極電流效率氰化物鍍銅“自由氰根” 可爲鈉鹽或鉀鹽.形成可溶的銅絡合物形成可溶的銅絡合物uCuCN + NaCN NaCu(CN)2 Na+ + Cu(CN)2uCu(CN) 只能緩慢地電離，因此需要加入額外的氰化物.2NaCu(CN)2 + NaCN Na2Cu(CN)3 2Na+ + Cu(

7、CN)23過量的 “自由” 氰根總是能夠保證形成完全離子化的 Na2Cu(CN)31 gm 的 CuCN 需要 1.1 gm 的NaCN 或 1.45 gm 的KCN 才能溶解.“自由氰根”防止沉浸沉積防止沉浸沉積沉浸銅離子沉積只會由未絡合的銅離子形成.Cu2+ + Fe Fe2+ + CuCu(CN)2 Cu+ + 3CN 3氰化物越多，反應越向左移動.“自由氰根”陽極腐蝕的根本陽極腐蝕的根本自由氰根濃度過低會造成陽極極化，釋放出氧氣。氰化物和氧氣反應會形成碳酸鹽.2 NaCN + O2 2 NaCNONaCNO + 2 H2O NaHCO3 + NH32 NaHCO3 Na2CO3 + H

8、2O + CO2注意: NH3 與銅離子反應形成藍色的氨絡合物.“自由氰根”提高鍍液電導率提高鍍液電導率過量的自由氰根過量的自由氰根 降低陰極電流效率和沉積速率，但提高分散能力（注意預鍍鍍液）.低自由氰物濃度低自由氰物濃度 提高陰極電流效率和沉積速率，但降低分散能力，可能會導致發暗的低電流密度區域和陽極腐蝕不佳。氰化物鍍銅 陰極電流效率100% E308025溫度 C60 g/LCuCN100% E505015g/L 自由 CN鈉 vs. 鉀K+Na+氰化物鍍銅 分散能力70% TP306015 濃縮濃縮 CuCN g/LCN 15 g/L100% TP3010 120 g/L OH60 g/

9、LCuCN80% TP307025 溫度溫度 C7060504030% TP31陰極電流密度 安培安培/分米分米250 g/L CuCN40 g/L CuCN氰化鍍銅 問題解決u藍色或藍綠色鍍液藍色或藍綠色鍍液缺少自由氰根u一般琥珀色但有極化一般琥珀色但有極化缺少腐蝕性鹽或酒石酸鉀u産生氣體過多産生氣體過多“自由” 氰根濃度過高銅離子濃度低溫度低氰化鍍銅 鍍液污染u有機物有機物- 油，油脂，抛光物等.- 採用活性炭處理除去.u碳酸鹽碳酸鹽- 能降低陰極電流效率並造成鍍層粗糙.- 冷卻除去.u鉻鉻- 造成針孔、燒焦或部份鍍不上.- 採用添加絡合.u氰化鐵氰化鐵- 和沒有包覆的鐵槽的鐵反應得到.-

10、 會導致陽極極化和鍍層粗糙.- 冷卻除去.u鋅鋅- 從鑄造模具脫落的鋅. - 會導致鍍層不連續. - 以 0.5 安培/分米2電鍍除去.焦磷酸鹽鍍銅u鹼性鍍液u對於鋼材和ZBDC需要預鍍銅u分散能力非常好u操作成本高u沒有氰化物的環境污染問題u不需要特殊的陽極u空氣攪拌要求嚴格焦磷酸鹽鍍銅鍍液組成和操作條件鍍液組成和操作條件:u焦磷酸銅 (Cu2P2O7)75 g/Lu焦磷酸鉀 (K4P2O7)250 g/Lu氫氧化銨3.5 ml/Lu添加劑視需要upH值8.6-9.2u溫度50-55Cu陰極電流密度 (安培/分米2)3.5-4u攪拌強力空氣攪拌u陰極電流效率100%焦磷酸鹽鍍銅 各成分作用u

11、焦磷酸銅焦磷酸銅提供銅離子42% 的銅爲金屬形式u焦磷酸鉀焦磷酸鉀提高鍍液電導率協助陽極腐蝕輔助形成致密的鍍層u氫氧化銨氫氧化銨調節鍍液 pH值幫助添加劑起作用.焦磷酸鹽鍍銅 - 問題解決u光亮性差光亮性差-氨水濃度低-氰化物污染 用H2O2除去-光亮劑少u低電流密度區域鍍層發暗低電流密度區域鍍層發暗 -溫度過高-氨水過量昇高溫度u高電流密度區域燒焦高電流密度區域燒焦-攪拌不足-溫度太低-電流密度太高-焦磷酸鹽濃度低-焦磷酸鹽濃度低u鍍層不連續鍍層不連續-光亮劑濃度高u鍍層發暗，發脆鍍層發暗，發脆-有機物污染 活性碳處理u有暗點有暗點-有六價鉻以1安培/分米2電介鍍出電鍍的陽極u電解銅電解銅u無氧高導電性銅無氧高導電性銅u磷銅磷銅酸性鍍同只能使用磷銅作爲陽極，要求含磷酸性鍍同只能使用磷銅作爲陽極，要求含磷 0.02-0.07%.磷用來降低陽極腐蝕效率並阻止形成銅泥。磷用來降低陽極腐蝕效率並阻止形成銅泥。陽極可爲陽極可爲:擠壓或鑄造擠壓或鑄造鈦籃中使用球或方塊鈦籃中使用球或方塊鍍銅的法拉第定律計算銅可以兩種化合價存在u一價鍍銅液一價鍍銅液 化合價化合價 = 1硫酸鹽鍍銅)焦磷酸鹽鍍銅)焦磷酸鹽鍍銅 鹼性u一價銅鍍液一價銅鍍液 化合價化合價 = 2氰化物