电镀铜工艺专业介绍

磷銅陽极的特色
当阳极电流密度0.4-1.5A/dm2时阳极含磷量与黑膜生成量成线性关系当含P0.035%-0.0.75%时阳极铜的利用率最高泥渣生成量最少当P含量太低0.005%以下虽有黑膜生成但是太薄不足以保护铜阳极当P含量太高时黑 膜太厚阳极溶解不好阳极 泥渣多镀液中铜浓度下降添加剂消耗增加
A
B
C
D
E
F
电镀铜溶液的控制
赫尔槽试验Hull Cell Test参数 — 电流: 1-2A — 时间: 5分钟或者10分钟 — 搅拌: 空气搅拌 — 温度: 室温
电镀铜工艺的功能
电镀铜工艺 在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜以提供足够的导电性/厚度及防止导电电路出现发热和机械缺陷.
电镀铜工艺的功能
电镀铜层的作用 作为孔的化学沉铜层的加厚层通过全板镀铜达到厚度5-8微米称为加厚铜. 作为图形电镀锡或镍的底层其厚度可达20-25微米称为图形镀铜.
延展性 当镀层厚度为50μｍ而镀层延展性减少18-20%时需要采用活性炭处理以除去杂质有机分解物 抗张强度 通常 ３０～３５kg/mm2
电镀铜溶液的控制
五水硫酸铜浓度60-90g/L 硫酸浓度 180-220 g/L 氯离子浓度40-80ml/L 槽液温度20-30℃ 用CVS分析添加剂GT-100浓度 镀层的物理特性延展性/抗张强度
对镀铜液的基本要求
电镀铜的原理
电镀液组成H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加剂
+
-
离子交换
直流 整流器
ne-
ne-
电镀上铜层 阴极 受镀物件 镀槽
阳极
Cu Cu2+ + 2e-

02 电镀铜工艺流程
前处理
01
02
03
表面清洁
去除工件表面的油污、锈 迹和杂质，确保工件表面 干净。
表面粗化
通过物理或化学方法对工 件表面进行粗化处理，增 加表面能，提高镀层附着 力。
敏化处理
在工件表面形成一层敏化 膜，提高工件与镀层的结 合力。
电镀铜
电解铜沉积
在电场作用下，铜离子在 工件表面还原成金属铜， 形成电镀层。
研究电镀铜层的微观结构和性能，以优化电镀铜工艺，提高镀层质量。
环保型电镀铜技术的推广与应用
推广无氰、低氰、低毒的电镀铜工艺，减少对环 境的污染和危害。
研发可回收再利用的电镀铜技术，降低资源消耗 和生产成本。
探索生物可降解的电镀铜添加剂，实现绿色环保 的生产方式。
电镀铜与其他表面处理技术的结合与创新
氰化电镀铜溶液含有剧毒的氰化物，需要严格的安全措施和废水处理。
焦磷酸盐电镀铜
焦磷酸盐电镀铜具有镀层均匀、 整平性好、结晶细致等特点，适
用于装饰性和功能性电镀。
适用于钢铁、锌合金、铝合金等 基材的电镀，具有良好的结合力
和耐腐蚀性。
焦磷酸盐电镀铜溶液稳定性较好， 但溶液成分复杂，维护成本较高。
预镀镍-铜-镍三层电镀
电镀铜工艺-专业介绍
目 录
• 电镀铜工艺简介 • 电镀铜工艺流程 • 电镀铜的种类与特性 • 电镀铜的环保问题与对策 • 电镀铜的发展趋势与未来展望
01 电镀铜工艺简介
电镀铜的定义
电镀铜是一种通过电解方法在金 属表面沉积一层铜的工艺过程。
电镀铜工艺利用电解池原理，通 过铜离子在阴极上还原成铜，形
成致密的铜镀层。
电镀铜层具有良好的导电性、耐 腐蚀性和装饰性，广泛应用于电 子、通讯、航空航天电子产品制造

– 槽液温度
– 用CVS分析添加剂浓度 – 镀层的物理特性(延展性/抗张强度)
上述项目须定期分析,并维持在最佳范围内生产
电镀铜溶液的控制

赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
阴极-
阳极+

赫尔槽结构示意图
A
B
1升容积 AB 119mm
267ml容积 47.6mm 101.7mm
D
C
BC 127mm
对铜镀层的基本要求
（1）鍍層均勻、細致、平整、無麻點、無針孔，有良好外 觀的光亮或半光亮鍍層。 （2）鍍層厚度均勻，板面鍍層厚度與孔壁鍍層厚度之比接 近1：1。 （3）鍍層與銅基體結合牢固，在鍍後和後續工序的加工過程 中，不會出現起泡、起皮等現象。 （4）鍍層導電性好 （5）鍍層柔軟性好，延伸率不低于10%，抗張強度20-50Kg/mm2, 以保證在後工序波峰焊和熱風整平時，不至于固環氧樹脂 基材上銅鍍層的膨脹系數不同導致鍍銅層産生縱向斷裂 （環氧樹脂膨脹系數12.810-5 /℃ ,銅的膨脹系數0.68 10-5 /℃)
標准電極電位
。 Cu2+ / Cu 。 Cu+ / Cu = +0.34V 。 Cu2+ / Cu ＋ = +0.15V = +0.51V
陽極：
Cu -2e Cu2+
Cu - e Cu+ 2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ 2Cu2+ + H2O
副反應
2Cu+ + 2 H2O 2CuOH + 2H+


黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜

3
此外，铜镀层也用于局部防止渗碳，增加导电性能和润滑 性能，电铸以及印刷电路板孔金属化等。
镀铜溶液的种类虽然很多，但在生产中常用的主要为： 氰化物镀铜电解液 酸性硫酸盐镀铜电解液 焦磷酸盐镀铜电解液等 还有柠檬酸—酒石酸盐镀铜、HEDP镀铜、氨三乙酸镀铜、 L—胺镀铜及氟硼酸盐镀铜等工艺 。
2005 FH
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1.4 操作条件的影响
(1)温度 操作温度随镀液浓度高低而异。浓度较低控制在 20℃~60 ℃ ，高浓度控制在50 ℃~80 ℃ 。温 度高时可以提高阴 极电流效率，但降低阴极极化和引起氰化钠分解，从而产生碳 酸钠和氨。为了缩短电镀时 间，一般采用50 ℃~ 65 ℃ ；预镀为 30 ℃ ~40 ℃ 。
6
CL-3光亮剂/mL·L-1
5-7
CL-4光亮剂/mL·L-1 KUBRITE KC-3调整剂/mL·L-1 KUBRITE KC-2调整剂/mL·L-1 KUBRITE KC-1调整剂/mL·L-1
5 30-50 5-7 5
温度/℃
18-50
50-60
55-65 55-65 55-65 55-65 45-60
氰化物剧毒，对人体有害且污染环境，生产时必须制订 严格的安全技术制度并设置槽边排风设备和废水，废气治理 设施。
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成分及工作条件
表7—1 氰化物镀铜工艺规范
配
方
1
2
3
4
5
氰化亚铜CuCN/g·L-1 红铜盐/g·L-1
8 -35 35-45 50-70
55-85 130-200
氢氧化钾KOH/g·L-1