(1)陽極 普通硫酸鹽鍍銅工藝所用的陽極一般都是電解銅板。在光亮硫酸鹽鍍銅工藝中,為避免一價銅離子和“銅粉”的產生,均采用含磷為0.03%~0.06%的銅陽極,要求分散能力高的鍍液可以采用磷含量低一些的銅陽極。在電鍍過程中,電解銅板在光亮鍍銅液中容易產生“銅粉”和一價銅離子,容易發生光亮劑消耗過快的問題,而最終導致鍍層質量降低。而含磷的銅陽極在電鍍過程中在其表面會生成一層棕黑色膜,可以阻止產生一價銅離子和“銅粉”現象。這層膜還不影響陽極的導電性,并能正常均勻溶解。但是在磷含量高的情況下,生成的棕黑色膜比較厚而會影響陽極正常溶解,導致鍍液中銅離子含量下降。如果含磷量太低,陽極表面棕黑色膜又太薄,起不到保護作用,也將導致鍍液中銅離子失去平衡。合適的磷銅陽極材料成分見表1。 表1磷銅陽極材料成分 單位:%
陽極使用時應裝入用丙綸布做成的陽極袋中,袋可比陽極長3~5cm,這樣的主要目的是保持鍍液的清潔。 另外,在生產中,陽極的面積應比陰極大l.5~2倍,并應經常注意檢查陽極的數量和溶解情況,以保證鍍液正常工作。 (2)溫度 鍍液性能受溫度影響較大,溫度過高,添加劑分解速度加快,消耗增加,鍍層光亮度下降,鍍層出現粗糙結晶;溫度過低,允許電流密度降低,高電流區容易出現燒焦現象,但其光亮度都有所提高。一般溫度控制在20~30℃范圍內最好。 (3)電流密度 電流密度與沉積時間的關系見表2。 表2電流密度與沉積時間
注:表中的電流效率以l00%計。 從表2中的數據看出,沉積時間受電流密度影響。在生產過程中,為提高生產效率,在保證鍍層質量的前提下,·應盡可能提高電流密度。 印制電路板的圖形有的簡單,有的復雜,有大又有小,造成施鍍面積難以準確估計,這就難以給出最佳的電流密度。下面簡單介紹兩種施鍍面積測算方法。 ①計算面積百分數 待鍍印制電路板的外形尺寸可直接量得,然后估算印制電路線條部分面積和絕緣部分面積之比。按1:1舉例,那么面積百分數就是50%,電流密度是預先知道的,用下式就可粗略計算圖形電鍍的電流。 I一L×W×面積百分數×2×DK×n 式中 I——電流,A; L——印制板外形長度,dm; W——印制板外形寬度,dm; DK——鍍銅電流密度; n——圖形相同的印制板數量。 ②稱量計量法 用一小塊面積一定的覆銅箔單面板,放在80℃下烘烤1h,冷卻后用天平稱其質量,然后在板上做陰紋保護圖形,蝕刻掉圖形電鍍部分的銅箔,清洗后80℃下烘烤lh,冷卻后稱量得到蝕刻后的質量,最后再蝕刻掉剩余銅箔,再烘烤稱量得到無銅箔基體的質量,則有: 式中 S——施鍍面積; S0——覆銅箔單面板面積; W0——沒有蝕刻時的覆銅箔板質量; W0——蝕刻電鍍圖形后的覆銅箔板的質量; W0——無銅箔基體的質量; W0一W1——電鍍圖形部分銅箔質量; W0一W2——銅箔總質量。 雙面印制板應分別測定,品種少、批量大時可采用。 現在已有專門計算電鍍圖形面積的軟件。這種軟件通過設定板厚、掃描精度等參數,選好需計算的元件面和焊接面,對線路部分進行掃描,并可把掃描到的面積自動疊加在一起,還能自動減去鉆孔部分面積,而最終得出較為準確的圖形表面積及孔內表面積。 在實際生產過程中,許多因素制約電流密度,尤其是手工生產,電鍍操作人員的經驗和技能顯得很重要,操作人員要根據一切影響因素,保證電流密度在最佳范圍內,以使電鍍質量得到有效控制。如果實際操作經驗不足,則可以在電鍍10~15min后,抽查印制板的電鍍質量,然后根據具體情況來調節電流的大小,這也是保證電鍍質量行之有效的一個簡單辦法。 (4)攪拌 在電鍍過程中,可以采用陰極移動或過濾溶液的辦法,或者兩者結合起來實現攪拌作用。攪拌溶液的優點是:能夠消除因施鍍造成的Cu2+濃差極化,以保證溶液中各種成分的均勻性,從而使電流密度保持穩定,最終使生產效率得到提高,產品質量有所保證。 在印制板硫酸鹽鍍銅過程中,一般采用的是陰極移動和’溶液的連續過濾兩者配合使用。陰極移動幅度為20~25mm,移動頻率為5~40次/min。為了使孔內的溶液得到有效流動,及時消除氫氣泡的影響,陰極移動方向與陽極最好能呈4°角。溶液采用連續過濾可及時把機械雜質有效除去,以使溶液得到凈化,減少鍍層出現毛刺的機會,過濾機最好使用5~10μm的PP濾芯,如果生產量較大,可以采用間歇式辦法,l~2h過濾一次即可。 (5)硫酸鹽鍍銅溶液的日常維護 ①制定分析周期,定期分析溶液中各成分的濃度,及時調整,使其處于正常工藝規范內。 ②在電鍍過程中,添加劑不斷消耗,可參考商家提供的安培小時補加量來進行調整。 ③定期用活性炭凈化溶液,在生產過程中,添加劑的分解,干膜、油墨及板材的溶解物會因不斷累積而造成鍍液的污染,采用活性炭吸附一過濾可有效凈化鍍液。處理方法是:將鍍液加溫至45℃,在不斷攪拌下加雙氧水l~3mL/L,在此溫度下間隙攪拌l~2h,升溫至60℃,再攪拌1h,待鍍液冷卻至35℃以下時,加入2~5g/L活性炭,充分攪拌1~2h,靜置后最少進行兩次過濾。然后進行小電流處理,其作用一是可電解去除一些金屬雜質,二是使陽極表面生成棕黑色磷膜。此過程中可以進行赫爾槽試驗,以此參考添加劑的加入量。 (6)硫酸鹽鍍銅溶液常見問題及糾正方法(見表3) 表3硫酸鹽鍍銅溶液常見問題及糾正方法
(表3續表1)
(表3續表2)
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