镀通率测试
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电镀十大性能测试电镀时将制件浸于含有要镀上的金属离子药水中,通电后,在制件表面析出一层金属薄膜的方法。
电镀能赋予各种金属和非金属器件以优异的外观和良好的耐腐蚀、耐磨损性能,还能使器件表面获得多种特殊的功能,使之成为新型的功能材料,甚至还可作为形成某些金属基复合结构材料的手段。
因此,电镀在各工业生产部门中得到了广泛的应用。
那么如何评价电镀的性能呢,下面小编将带您解读电镀十大性能测试。
一、外观检验金属零件电镀层的外观检验是最基本、最常用的检验,外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。
检验时用目力观察,按照外观可将镀件分为合格的、有缺陷的和废品三类。
外观不良包括有针孔,麻点,起瘤、起皮、起泡、脱落、阴阳面、斑点、烧焦、暗影、树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。
表面粗糙度测试图片来源:美国Filmetrics官网表面粗糙度测量属于微观长度测量,目前采用方法有比较法、光学法、针描法等多种,针描法中的轮廓仪法由于具有体积小、重量轻、倍率高、测量速度快等优点,被广泛应用。
镀层光亮度图片来源:梅特勒-托利多官网镀层光亮度是装饰要求较高的镀件所测量的指标,光亮度是指在一定的照度和角度的入射光作用下,镀层表面反射光的比率和强度,通常采用目测法和样板对照法来评定镀件的光亮度。
对于平面状镀件,使用光度计能得到很好的效果。
二、附着强度测试镀层附着强度又称镀层结合力,是指镀层与基体或中间体镀层结合的好坏,镀层附着强度的好坏对装饰性能、防护作用有直接的影响,它是金属镀层质量重要的检验指标之一。
金属镀层附着强度试验方法的选择三、厚度测量图片来源:深圳市美信检测技术有限公司电镀层的厚度及其其均匀性是镀层质量的重要标志,它在很大程度上影响产品的可靠性和使用寿命。
电镀层的厚度测量方法分破坏性测量和非破坏性测量两大类。
破坏性测量方法包括:计时液流法、点滴测厚法、库伦法、金相法等;非破坏性测量方法包括:磁性法、涡流法、β射线反向散射法、X射线光谱法等。
电镀性能测试方法和评价指标
2016-04-12 12:33来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
电镀质量检测镀层质量的好坏包括镀层外观、结合力、厚度、耐腐蚀性及各种功能性。
(1)镀层外观:要求结晶均匀、细致、平滑、颜色符合要求。
光亮镀层要美观、光亮。
所有镀层均不允许有针孔、麻点、起皮、起泡、毛刺、斑点、起瘤、剥离、阴阳面、烧焦、树枝状和海绵状镀层以及要求有镀层的部位而无镀层。
(2)镀层厚度:检验方法有金相显微法、磁性法、显微镜法等。
(3)镀层结合力:即单位面积的镀层从基体金属上剥离所需要的力。
镀层结合强度的检测方法较多,主要是通过对镀层的摩擦、切割、变形、剥离等,然后对该部位进行观察,看镀层是否被破坏。
(4)镀层耐蚀性:测定方法有户外暴晒试验、人工加速腐蚀试验及点滴腐蚀试验法。
(5)镀层孔隙率:测定孔隙的方法有贴滤纸法、涂膏法、浸渍法等。
(6)镀层硬度:指镀层对外力所引起的局部表面形变的抵抗强度。
镀层的硬度决定于镀层金属的结晶组织。
(7)镀层耐磨性:磨损试验方法以采用旋转摩擦橡胶轮法、落砂法和喷砂法较为普遍。
(8)镀层钎焊法:指镀层表面被熔融焊料润湿的能力。
(9)镀层内应力:镀层处于拉伸或压缩受力状态
(10)镀层脆性:脆性会导致镀层开裂,结合力下降。
测定方法主要有弯曲法、芯轴弯曲法等。
镀层的检验在刷镀技术的推广应用过程中,制定镀层质量品的检验标准和测试镀层性能的手段是非常重要的。
这有助于提高刷镀镀层的质量,减少返工率。
I由于而定试方法有很多,有的参照槽镀的测试方法,有的于1 1科研院所有自己的测试标准。
考虑到刷镀规模小以及不正规的特殊性,一般只要满足生产需要就行,要将1E因此这里介绍一些方便而实用的检验方法。
(1)镀层外观的检查工件经刷镀后产生的镀层层应光滑、平整、致密、不起泡,镀层色泽均匀一致,无氧化烧焦区域,具有该金属镀层自己特征的金属光泽,这样的镀层仅靠肉眼观察,可以视为合格。
如有缺陷,按缺陷的多少和程度视为次品.但次品和废品不是绝对的,而是根据技术要求而定的,而且还要看用在什么地方。
不平整,可以打磨一下,不光亮可以进行抛光处理,厚度小骨进行补镀等,只有大块脱落或龟裂严重的镀层,才要将旧镀层退除后重新刷镀。
(2)镀层与基体结合强度的检测方法检测镀层与基体的结合强度,目前大多数是定性的,如弯曲试验、折断试验、锉削试验、锤击试验、划痕试、偏心磨削等,还有的采用黏结拉抻法、拔销法和顶推圆环法。
1)弯曲试验。
取与刷镀零件材料相同试样材置于【科伟泰】深圳电镀设备弯曲试验器号上弯曲180。
取出试片,用低倍放于弯曲试验器上弯曲180,取出试片,用低倍放大镜(5倍)观察镀层变形区域,镀层应无崩裂,结合力好. 2)锉削试验。
同样制作一个试样,镀层与被镀件完全相同,用扁锉JJ 在试件边上从基体锉向镀层脱镀层没有脱落为合格。
3)打磨试验。
试件与被镀件相同,刷镀好后,用锤子击打钢棒一头,钢棒另一头呈光滑半圆球形,打击摩擦后镀层无隆起时即6脱落为合格。
4)划痕试验。
按以上同样的方法制作试样,或在零件表面允许的部位制作试样。
用淬火钢划针在层表面上下左右各划3-4道划痕,间距为2-3mm,深度达基体,划痕交叉处不应脱皮、龟裂. 5)折断试验。
按以上同样的方法制作好试件后,将试件用台虎钳夹住一端,用扳手反复弯曲另一端,直至折断,观察断裂处,镀层没有起皮或者脱落为合格。
镀层性能检测项目及方法科标涂料检测中心可提供镀层性能测试,主要涉及外观检测、结合力检测、厚度检测、孔隙率检测、硬度检测、内应力检测、镀层脆性检测以及焊接性能检测等。
电镀层外观检验金属零件电镀层的外观检验是最基本、最常用的检验。
外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。
检验时用目力观察,按照外观可将镀件分为合格的﹑有缺陷的和废品三类。
外观不良包括有针孔,麻点,起瘤﹑起皮﹑起泡﹑脱落﹑阴阳面﹑斑点﹑烧焦﹑暗影﹑树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。
结合力试验镀层结合力是指镀层与基体金属的结合强度,即单位面积的镀层从基体金属上剥离所需要的力。
镀层结合力不好,多数原因是镀前外理不良所致。
另外,镀液成分与工艺规范不当或基体金属与镀层金属的热膨胀系数县殊,均对镀层结合力有明显影响。
评定镀层与基体金属结合力通常采用定性方法。
定性测量法,是以镀层金属和基体金属的物理-机械性能的不同为基础,即当试样经受不均匀变形,热应力和外力的直接作用后,检查镀层是否有结合不良现象。
具体方法可根据镀种和镀镀件选定:(一)弯曲试验;(二)锉刀试验;(三)划痕试验;(四)热震试验电镀层厚度的测量电镀层厚度的测量方法有破坏检测法与非破坏检测法两大类。
其中破坏检测法有点滴法科标涂料检测中心(SCT)是一家专业从事涂料检测的机构,中心主营涂料的成分分析、成品检测、老化测试以及防火阻燃测试,由青岛科标化工分析检测有限公司运营。
﹑液流法﹑溶解法﹑电量法和金相显微法等多种;非破坏检测法有磁性法﹑涡流法β射线反向散射法和光切显微镜法等等。
测量时除溶解法等是镀层的平均厚度外,其余多数是镀层的局部厚度。
因此,测量时至少应在有代表性部位测量三个以上厚度,计算其平均值作为测量厚度结果。
孔隙率的测定镀层的孔隙是指镀层表面直至基体金属的细小孔道。
孔隙大小影响镀层的防护能力。
测定孔隙的方法有贴滤法﹑涂膏法﹑浸渍法等。
1.贴滤纸法:将浸有测试溶液的润湿纸贴于经预处理的被测试闰上,滤纸上的试液渗入孔隙中与中间镀层或基体金属作用,生成具有物征颜色的斑点在滤纸上显示。
常用直接电镀的品质检验方法核心提示:反映直接电镀品质好坏的最主要的特征是孔壁导电性和电镀铜层的沉积速度。
导电能力的强弱既与导电层的微观结构相关, 又同导电层的厚度和板子的厚度有关, 前处理后, 镀铜之前印制板两面之间的电阻值可以反映出直接电镀制程形成的导电层的质量。
另外也可在短时间电镀后, 观察通孔铜的覆盖率直观地反映出直接电镀性能的好坏。
常用的直接电镀的品质检验方法有以下几种:一、“ 测试板” 电阻测定将覆铜板剪裁成一定尺寸的小板,上面按一定规律钻一定数量不同孔径的通孔,挂到生产板挂具上,完成直接电镀制程,不经电镀铜直接水洗,风干,测定板两面的电阻值。
推荐“ 测试” 板大小为 7.6x10cm2板厚 1.6mm ,钻孔φ3mm2个 (用于挂板, φ1. 0mm 孔 10个, φ0.8mm孔 20个, φ0.5mm孔 20个,此种测试板经直接电镀制程、水洗后用电吹风吹干,然后测两面电阻。
阻值1.5KΩ为优良1.5KΩ阻值3.0KΩ为良好3.0KΩ阻值6.0KΩ为合格阻值6.0KΩ应仔细检查各项控制指标,并调整 .二、 5分钟全板电镀从已完成直接电镀制程的板中随机抽取一块或数块板经正常电镀前处理后作 ! 分钟全板电镀,取出水洗,观察通孔电镀效果。
如果全部镀上铜,属于合格,有空洞,即需检查各项控制参数,并调整,亦可切片做背光测试,有 0~1个透光点 (3个通孔为合格, 2个以上透光点为不合格。
电镀条件:电流密度为 2-3A/dm2,有空气搅拌,有阴极移动 (频率 2 0次 /分,幅度 2.5cm ,镀铜槽化学成份在工艺控制范围内。
三、取与霍尔槽片相同大小的覆铜板取与霍尔槽片相同大小的覆铜板, 在板中部分别蚀出 0.8mmx50mm,1.6mmx50m m,3.2mmx50mm 的无铜区,此板经过直接电镀制程处理后,风干,在霍尔槽中电镀 (正常电流 2A ,观察无铜区全部镀上铜的时间,一般在 2-3分钟内全部上铜。
镀铝镜子原片的反射率与透过率测试方法与分析镀铝镜子原片是一种常用的光学材料,广泛应用于科研、工业生产以及日常生活中。
在实际应用中,我们通常需要了解镀铝镜子原片的反射率和透过率等光学特性,以评估其使用性能和质量。
本文将介绍关于镀铝镜子原片反射率和透过率测试方法与分析的相关内容。
反射率是指材料表面反射光线的能力,常用百分比表示。
在测试镀铝镜子原片的反射率时,我们可以采用光谱反射法。
具体步骤如下:1. 准备测试设备:光谱反射仪、样品支架等。
2. 样品制备:将待测试的镀铝镜子原片切割为适当大小,并清洁干净,确保表面无灰尘或污渍。
3. 确定测试波长范围:根据实际需求和设备条件,选择适宜的测试波长范围。
常见的选择包括可见光波长范围(400-700纳米)或紫外-可见光波长范围(200-800纳米)等。
4. 设置光谱反射仪:根据测试波长范围,设定光源和检测器。
5. 放置样品:将待测试的镀铝镜子原片放置在样品支架上,并确保其与测试设备的接触良好。
6. 测试:开始进行测试,光谱反射仪会发送一束光线照射到样品表面,并测量反射的光线强度。
通过计算,可以得到样品在不同波长下的反射率数据。
7. 分析:根据测试结果,可以绘制出镀铝镜子原片在不同波长下的反射率曲线。
同时,还可以计算平均反射率等参数,以评估样品的光学性能。
透过率是指材料对光线透过的能力,也常用百分比表示。
在测试镀铝镜子原片的透过率时,我们可以采用相似的光谱透过法。
具体步骤如下:1. 准备测试设备:光谱透过仪、样品支架等。
2. 样品制备:将待测试的镀铝镜子原片切割为适当大小,并清洁干净,确保表面无灰尘或污渍。
3. 确定测试波长范围:根据实际需求和设备条件,选择适宜的测试波长范围。
4. 设置光谱透过仪:根据测试波长范围,设定光源和检测器。
5. 放置样品:将待测试的镀铝镜子原片放置在样品支架上,并确保其与测试设备的接触良好。
6. 测试:开始进行测试,光谱透过仪会发送一束光线照射到样品表面,并测量透过的光线强度。
孔隙率的测定镀层的孔隙是指镀层表面直至基体金属的细小孔道。
镀层孔隙率反映了镀层表面的致密程度,孔隙率大小直接影响防护镀层的防护能力(主要是阴极性镀层)。
作为特殊性能要求的镀层(如防渗碳、氮化等),孔隙率测量也极为重要,它是衡量镀层质量的重要指标。
国家标准GB 5935规定了测定镀层孔隙的方法有贴滤纸法、涂膏法、浸渍法、阳极电介测镀层孔隙率法、气相试验法等。
电镀专业最新国家标准中,孔隙率试验的标准为:GB/T l7721—1999金属覆盖层孔隙率试验:铁试剂试验,GB/T l8179--2000金属覆盖层孔隙率试验:潮湿硫(硫化)试验。
一、贴滤纸法将浸有测试溶液的润湿滤纸贴于经预处理的被测试样表面,滤纸上的相应试液渗入镀层孔隙中与中间镀层或基体金属作用,生成具有特征颜色的斑点在滤纸上显示。
然后以滤纸上有色斑点的多少来评定镀层孔隙率。
本法适用于测定钢和铜合金基体上的铜、镍、铬、镍/铬、铜/镍、铜/镍/铬、锡等单层或多层镀层的孔隙率。
1.试液成分试液由腐蚀剂和指示剂组成。
腐蚀剂要求只与基体金属或中间镀层作用而不腐蚀表面镀层,一般采用氯化物等;指示剂则要求与被腐蚀的金属离子产生特征显色作用,常用铁氰化钾等。
试液的选择应按被测试样基体金属(或中间镀层)种类及镀层性质而定,如表l0—1—16所列。
配制时所用试剂均为化学纯,溶剂为蒸馏水。
表10—1—16 贴滤纸法各类试液成分2.检验方法(1)试样表面用有机溶剂或氧化镁膏仔细除净油污,经蒸馏水清洗后用滤纸吸干。
如试样在镀后立即检验,可不必除油。
(2)将浸润相应试液的滤纸紧贴在被测试样表面上,滤纸与试样间不得有气泡残留。
至规定时间后,揭下滤纸,用蒸馏水小心冲洗,置于洁净的玻璃板上晾干。
(3)为显示直至铜或黄铜基体上的孔隙,可在带有孔隙斑点的滤纸上滴加4%的亚铁氰化钾溶液,这时滤纸上原已显示试液与镍层作用的黄色斑点消失,剩下至钢铁基体的蓝色斑点和至铜或铜底层的红色斑点,冲洗后贴于玻璃板上干燥。
电镀产品的检验验标准电镀产品的检验验标准电镀端子的检验是电镀完成后不可缺少的工作,只有检验合格的产品才能交给下一工序使用。
通常驻的检验项目为:膜厚(thickness),附着力(adhesion),可焊性(solderability),外观(appearance),包装(package).盐雾实验(salt spray test),对于图纸有特别要求的产品,有孔隙率测试(30U”)金使用硝酸蒸气法,镀钯镍产品(使用凝胶电解法)或其它环境测试。
一膜厚:1.膜厚为电镀检测基本项目,使用基本工具为萤光膜厚仪(X-RAY),其原理是使用X射线照射镀层,收集镀层返回的能量光谱,鉴别镀层厚度及成分。
2.使用X-RAY注意事项:1)每次开机需做波谱校准2)每月要做十字线校准3)每星期应至少做一次金镍标定4)测量时应根据产品所使用的钢材选用测试档案5)对于新产品没有建测试档案,应建立测试档案3.测试档案的意义:例:Au-Ni-Cu(100-221 sn 4%@0.2 cfpAu-Ni-Cu----------测试在铜基材上镀镍打底再镀金的厚度。
(100-221 sn 4%-------AMP铜材编号含锡4%的铜材)二.附着力:附着力检测为电镀基本检测项目,附着力不良为电镀最常见不良现象之一,检测方法有两种:1.折弯法:先用与所需检测端子相同厚度的铜片垫于需折弯处,用平口钳将样品弯曲至180度,用显微镜观察弯曲面是否有镀层起皮,剥落等现象。
2.胶带法:用3M胶带紧牢地粘贴在欲试验样品表面,垂直90度,迅速撕开胶带,观察胶带上有载剥落金属皮膜。
如目视无法观察清楚,可使用10倍显微镜观察。
3.结果判定:a) 不可有掉落金属粉末及补胶带粘起之现象。
b) 不可有金属镀层剥落之现象。
c) 在底材未被折断下,折弯后不可有严重龟裂及起皮之现象。
d) 不可有起泡之现象e) 在底材未被折断下,不可有裸露出下层金属之现象。
4.对于附着力发生不良时应学会区分剥落的层的位置,可用显微镜及X-RAY测试已剥落的镀层厚度来判断,借些找出出问题的工站。
教育训练一、PTH测试项目及计算方法:A、除胶速率:(1)器材测试板:10×10(cm2)之无铜基板(已磨边)固定线:1m细铜线烤箱及分析天平(精确到0.0001g)(2)测试步骤2.1)、取10×10cm2无铜试片经水洗后,置于110℃之烤箱烘烤30min去除水分,取出置于干燥皿中冷却至室温,称重量,记录其重量得W1(g)。
2.2)、用铜线将试片挂于母篮上与生产板一起走Desmear流程,取出经水清洗后,置于110℃之烤箱烘烤30min后,取出置于干燥皿中冷却至室温,称重量,记录其重量得W2(g)。
2.3)、计算公式:(W1—W2) ×103除胶速率(mg/cm2)=2SS代表无铜基板之表面积(单位:cm2)掌控范围:0.2~0.5mg/cm2B、微蚀速率:(1)器材测试板:已磨刷过的10×10(cm2)之裸铜板(已磨边)固定线:1m棉线烤箱及分析天平(精确到0.0001g)(2)测试步骤2.1)、取10×10cm2裸铜试片,置于110℃之烤箱烘烤30min去除水分,取出置于干燥皿中冷却至室温,称重量,记录其重量得W1(g)。
2.2)、用棉线将试片挂于母篮上与生产板一起走微蚀流程,经水清洗后,置于110℃之烤箱烘烤30min后,取出置于干燥皿中冷却至室温,称重量,记录其重量得W2(g)。
2.3)、计算公式:(W1—W2)×104×39.6微蚀速率(µ"/min)=8.93×2S×时间S代表裸铜基板之表面积(单位:cm2)掌控范围:20~40u″/minC、沉积速率:一、滴定法(1)器材测试板:5×5(cm2)之无铜基板(已磨边)固定线:1m棉线试剂:0.1N EDTA 的标准液、PAN指示剂、PH=10的缓冲液、双氧水(35%)器具:250mL的烧杯、50mL滴定管(2)测试步骤Ⅰ、取5×5cm2无铜基板,用棉线将试片挂于母篮上与生产板一起走PTH流程,经水清洗后取出,Ⅱ、将已走完PTH的5×5cm2基板放入250mL的烧杯中,放入250mL 的烧杯中加入50 mL的纯水,再加入30mL的PH=10的缓冲液,滴入2~3滴的H2O2使其完全溶解后,用水冲洗后取出,将杯中的药液倒入250mL锥形瓶中,滴入5~6滴PAN指示剂,用0.1N EDTA 标准液滴定至草绿色,记下滴定毫升数。
TMS-MICRO显微透过率测量仪测试原理,增加显微光路和成像CCD对测试区域进行精确定位,用小尺寸光斑(0.3mm)测试样品微小区域的相/绝对透射率。
除了可对玻璃、平行平板、太阳膜、滤光片等平面光学元件的透过率检测之外,特别适用于手机盖板IR孔、菜单键、返回键等微小区域的透过率检测。
手机面板白色油墨测量:Array附件:TMS支架光纤:200um光斑大小:Φ0.2nm-Φ1.0nm,可调。
目录1.概述 (1)1.1仪器描述 (1)1.2技术参数 (1)1.3硬件结构示意图 (1)2.仪器安装 (2)2.1设备使用环境 (2)2.2软件安装 (2)2.3硬件注册 (2)2.4连接与调整 (3)3.设备硬件日常操作 (3)3.1设备调整 (3)3.2保存暗电流 (3)3.3保存参比 (3)3.4样品测量 (3)4.软件结构及特点 (4)4.1主菜单 (4)4.2光谱仪管理(Spectrometer) (4)4.3参数设置(Settings) (5)4.4快捷键 (5)4.5查看(View) (6)4.6谱图(Graph) (7)4.7自定义测量 (7)4.7.2质检 (8)4.8数据处理(Data processing) (10)4.9设置(Settings) (12)4.10语言选择(语言Languages) (12)4.11帮助(Help) (13)5.注意事项 (13)6.常用故障处理 (14)1.概述1.1仪器描述TMS-Micro显微透过率测量仪基于普通透过率测量仪的测试原理,增加显微光路和成像CCD对测试区域进行精确定位,用小尺寸光斑(0.2mm)测试样品微小区域的相/绝对透射率。
除了可对玻璃、平行平板、太阳膜、滤光片等平面光学元件的透过率检测之外,特别适用于手机盖板IR孔、菜单键、返回键等微小区域的透过率检测。
1.2技术参数1.3硬件结构示意图图 12.仪器安装2.1设备使用环境电源:200-240V/45-55HZ;110V电源不能直接使用,必须变压到220V,建议使用稳压电源;温度范围:10-40℃;湿度范围:10-65% ;光照:请避免阳光直射到设备;摆放:请将设备放置于稳固平台,避免使用时振动。
电镀深镀、均镀能力测试方法一、前言电镀生产实践中,电镀均匀性是检验镀层质量的一个重要指标。
对于PCB生产而言,板面镀铜均匀性直接影响后续精细线路的制作及形成,孔内镀铜均匀性则对层间导通可靠性起着十分重要的作用。
不仅如此,电镀的均匀性对磷铜球的损耗有直接的关系。
所以电镀均匀性成为PCB制作管理人员的重点关注指标。
本文以我司CB-203A光剂为例,简单的介绍了电镀均镀和深镀能力的测试方法。
二、测试板的制作1.光剂型号:CB-203A;2.试板尺寸:622mmX315mm(与槽体匹配);板厚:1.6mm;测试孔径:0.2mm;底铜厚度:H/H OZ;3.电镀夹板方式:备注:A.由于整流器最大总电流只能打400A,故试板只上8块(一般做均匀性或深镀能力测试需夹满挥巴);B.边条宽10CM,长度与板长度一致,以利分散电流;其他夹点夹上小边条。
4.电镀参数:20ASFX78min。
三、电镀表面均匀性测试1.在板的两面分别取测试点50个测量铜厚,其取点位置如下图,取点位置及计算方法如下:测量点的选取:X方向:①12mm处;②X/4处;③X/2处;④3X/4处;⑤X-12mm处Y方向:①Y-20mm处;②Y-25mm处;③Y-50mm处;④3Y/4处;⑤5Y/8处;⑥Y/2处;⑦Y/4处;⑧50mm处;⑨25mm处;⑩12mm处。
计算方法:通过Excel分析数据;(COV= Coefficient of Variance)COV%计算公式为:COV%=δ/u*100% (δ为数据的标准偏差,u为数据的平均值)四、深镀能力测试1.测试点如图:2.在板的上中下部各取3个测试点,共9个点。
3.深镀能力TP值计算公式为:孔壁平均铜厚/孔环平均铜厚X100%。
五、结论电镀线在最佳状态下(阳极的排布及导电性,槽体的设计,打气的均匀性等)配合我司的CB-203A光剂,可达到COV%≦10%,TP值≥90%。
3、.镀通率测试3.1测试背景(1)镀铜率介绍。
电镀工序中,由于导通孔内需要电镀一定厚度的铜层,以保证孔铜良好的可靠性。
IPC 等规定了不同产品孔铜的厚度要求。
由于孔内的液体流动及铜离子扩散阻力在孔内各处均不一致,要达到孔内镀铜层的厚度,就需必须保证良好的镀通率,保证孔内铜厚的均一性,为维护制程电镀通孔加厚铜的稳定性需对其镀通率做定期测试。
通过设计不同板厚及孔径的测试板,按生产要求进行电镀,测试面铜厚度与孔口及孔中心电镀铜厚,来表征电镀后孔内铜厚的均一性。
电镀理论认为:在高酸低铜的溶液中,PCB板面与孔内镀层的电位差(EIR)由以下公式决定:ElR=IL2/KD 式中:I 为阴极电流密度,L为板厚,K 为电导率,D 为孔径。
图中示意图表示通孔孔铜测量点,通孔镀铜的计算主要分为十点法及六点法其公式分别如下:十点法:Throwing_Power% =(E+F+G+H+I+J)/6/(A+B+C+D)/4*100%六点法:Throwing_Power% =(G+H)/2/(A+B+C+D)/4*100%图中示意图表示盲孔孔孔铜测量点,通孔镀铜的计算主要分为五点法及三点法其公式分别如下:五点法:Throwing_Power%=(C+D+E)/3/(A+B)/2*100%三点法:Throwing_Power%=E/(A+B)/2*100%目前我司工艺工程师对电镀线及进行工艺测试的计算时,建议采用IPC 之规定,通孔采用十点法进行计算,盲孔采用五点法进行测量取点和计算。
(2)镀铜率的影响因素:①硫酸铜浓度。
硫酸铜浓度越高其镀通率越差,随着铜离子浓度升高,孔内浓差扩散阻力越大,扩散层厚度更厚,镀通率下降。
但铜离子浓度降低,相同条件下镀通率会有所提高。
②硫酸浓度。
硫酸浓度太低,溶液导电性差,镀液分散能力下降,镀层光亮范围缩小,通盲孔电镀的镀通率下降。
③添加剂含量。
添加剂分为抑制剂与光亮剂,如果光亮剂的浓度偏高将导致孔口沉积速度加快,导致镀通率变差,另外若抑制剂的过低,孔口高电流密度区的沉积速度无法得到有效的抑制,可导致通孔镀通率下降。
④整流器的精度。
电流实际值与设定值偏差过大,引起电镀参数的变化,将导致电镀均匀性以及电镀镀通率等波动,达不到预定的电镀品质要求。
⑤摇摆方式。
摇摆的不同方式主要影响镀液流动方式,对通盲孔镀通率产生影响,并且摇摆方式不同电镀均匀性效果各异。
⑥喷流量。
喷流量大,通孔孔内的交换性能提高,扩散阻力减小,可提高通孔镀通率。
但喷流越大,研究表明对通孔镀通率的影响效果有限,对于盲孔随着厚径比增加(AR≥1:1),侧面喷流大小对镀通率基本无改善作用。
3.2 测试目的及意义:通过镀铜率的测试检验孔内铜厚的均一性,并通过检验结果指导制程生产与改善。
3.3 测试条件3.3.1 实验设备:P2厂A0705001型号手动电镀线,垂直龙门电镀线,切片机,切片研磨机3.3.2 检测设备:金相显微镜3.3.3 测试物料:FR-4,2.4mm,0.5/0.5OZ ,18*24Inch2 的板材,最小钻孔孔径0.2mm;盲孔镀通率测试采用:介质层采用LDPP1086或1080,激光盲孔4mil,5mil,6mil;3.4 判定标准3.5 测试原理及方法3.5.1 测试原理:采用几点法公式计算出镀铜率3.5.2 测试方法:①通孔镀通率测试采用: FR-4,2.4mm,0.5/0.5OZ,18*24Inch2为板材,最小钻孔孔径0.2mm;盲孔镀通率测试采用:介质层采用LDPP1086 或1080,激光盲孔4mil,5mil,6mil;②电镀参数为10ASF*100min 进行电镀;③电镀完成后,在板面中间位置上中下取三个切片,金相显微镜测量通孔盲孔孔铜厚度,注意量取铜厚为二次铜铜厚;④测试频率:1 次/6 月;⑤测试范围:通孔镀通率测试适用于所有电镀线;盲孔镀通率测试仅适应于P2亚硕电镀线或有盲孔电镀生产板之电镀线。
⑥测试标准及具体操作,见附表9。
3.6 数据结果记录及分析数据测量点以及镀通率计算方法参照12.4.2(2)中测试原理。
4.电流效率测试4.1 测试背景:电镀过程中由于电镀时会有副反应存在,酸性电镀体系中一般为析氢反应,因此为判断回路电量中应用于沉积铜的量占整个通电量的比例,对于了解电镀过程监控电镀铜量具有十分重要的意义。
采用称重法测试电镀沉积测铜量,通过法拉第定律计算理论沉积的铜量,以此来表征电镀沉积的效率,即用于铜沉积的电量占整个回路电量的比重。
由于在电沉积过程中由于一部分电量用于沉积的副反应沉积的铜量与实际流过回路的电量存在差别。
影响因素:硫酸浓度过高将导致在高电流密度时产生析氢,电流效率降低。
4.2 测试目的及意义:测量电流效率是否在正常范围内,并根据测量值指导电镀药水配置。
4.3 测试条件:4.3.1 实验设备:P2厂A0705001型号手动填孔线4.3.2 检测设备:电子计重天平(精度为1g)4.3.3 测试物料:FR-4,1.5mm,0.5/0.5OZ 18*24Inch2板材4.4 判定标准:4.5 测试原理及方法4.5.1 测试原理:4.5.2 测试方法:①测试前用电子计重天平(精度为1克),称重板材重量m0;②开始电镀,电镀参数为:10ASF*150min,电镀完成后烘干,称重m2。
(4)测试频率:1次/3 月;(5)测试范围:适用于所有电镀线。
(6)测试标准及具体数据记录,见附表。
4.6 数据结果记录及分析:理论镀铜质量:m l=I*T* M/(n*F)。
I为通的电流数值(A);T为电镀时间(S);M 为铜的分子量(63.5);n 为二价铜价电数;F为-库仑当量(96485);ml为理论镀铜质量(g);③实际镀铜质量:m s=m2-m0;m2为镀铜后板的质量(g);m0为电镀前板质量(g);m s为电镀铜实际质量(g)。
电流效率ŋ=m s/m l*100%;5.HULL-Cell测试5.1测试背景:电镀添加剂电镀添加剂有两方面作用:①整平光亮镀层,添加剂通过物理或化学吸附在阴极的表面,通过其作用加大电沉积的过电压,成而使得沉积时具有较细的晶粒。
②获得延展性较好的镀层。
电镀铜添加剂包括:抑制剂、整平剂、光亮剂或者稳定剂、络合剂等,抑制剂可作为抑制镀铜的作用,整平剂主要作用在于整平微小的粗糙表面获得光滑的镀层,而加速剂则可以使镀层铜晶粒精细化,改善镀液分散能力,使镀层变得光亮、整平。
通常酸性镀铜液中添加剂类型主要有三种:抑制剂(Carrier)、整平剂(Leveler)和光亮剂(Brightener)。
我司各电镀线电镀添加剂使用情况见附表5。
电镀添加剂中虽主要包括抑制剂、整平剂以及光亮剂等,在电镀过程中由于其特性各异,具体作用的机理也不一样,不同的添加剂适合于不同的电镀产品形式,比如电镀填充盲孔是通过电镀添加剂在通盲孔不同部位的吸附以达到实现特殊电镀工艺的目的等。
由于电镀药水中电镀添加剂发挥重要的作用,在电镀的过程中由于电镀添加剂在电镀过程中发生电解还原,产生较多的有机副产物,电镀添加剂的含量及电镀液的性能随着电镀的进行发生变化,为定性的衡量电镀液的性能,采用Hull 槽试验对其进行表征,同时也方便制程工艺工程师掌握电镀药水的性能,有利于制程稳定性的控制。
HULL槽的原理为通过设计阴极与阳极的不同距离,试验在同一阴极试片上的高低电流密度区。
5.2 测试目的及意义:通过 HULL-Cell测试,检验电镀液的的添加剂含量和性能是否正常,指导电镀液的配制,引导制程生产正常运行5.3 测试条件:5.3.1 实验设备:HULL槽,阳极铜块,电吹风5.3.2 检测设备:人眼5.3.3 测试物料:黄铜片,测试电镀液5.4 判定标准:5.5 测试原理及方法5.5.1 测试原理:通过高低电流密度区电镀后其烧焦长度与光亮的部分情况来定性的判断电镀液中电镀添加剂的含量与综合性能1.5.2 测试方法:①用DI水清洗HULL槽体,并将阳极铜块以及阴极黄铜片置于槽内,②将被测试的电镀液倒于槽内,注意控制液面至267ml 时即停止加入,③将HULL槽配套的打气泵开启,④接好电源,分清正负极,并通电流,电流控制为2A;⑤控制温度为室温,并测试5-10min后即可停止测试,取出槽片,水洗并用电吹风吹干;⑥清洗HULL 槽体,并清理台面。
5.6 数据结果记录及分析:6.CVS分析6.1测试背景:电镀添加剂在电镀过程中发挥重要作用,需要对其含量进行定期的分析,才能维持电镀制程的稳定性,而HULL 槽测试只能定性测试电镀液的电镀情况,不能定量的分析电镀添加剂的含量,对于制程的控制与药水的维护存在缺陷,而CVS 分析方法能准确的测量电镀添加剂的含量,对于电镀添加剂的控制具有十分重要的意义。
在电镀过程中由于电压的变化,会引起电极在表面电流的变化,进而又将引起沉积镀层的差异,利用电压或电位的变化,来对镀液中的添加剂进行分析。
在实际测试中一般采用电极体系,对电极为铂电极,参比电极为饱和甘汞电极,工作电极为铂金电极,工作镀液为电镀液,让该工作电极在一定电压的变化范围内,不断相互出现正电压或负电压的循环,也就是当电极呈现正电压正电流的正极时,即暂时作为电镀的阳极,当电极呈现负电压负电流的负极时,即暂时作为电镀的阴极,即在一个电压的循环过程中将出现阳极和阴极的交替,见图,图中的溶出峰的面积及表示在该镀液中电镀铜沉积的量。
6.2 测试目的及意义:通过CVS分析测定电镀液中添加剂的含量,指导电镀液添加剂的添加,指导制程生产正常运行。
6.3 测试条件6.3.1 实验设备:CVS分析仪6.3.2 检测设备:CVS分析仪6.3.3 测试物料:电镀线电镀液6.4 判定标准:6.5 测试原理及方法6.5.1 测试原理:不同的添加剂(如抑制剂等)量的不同,在同样的测试条件下其溶出峰的面积不一样。
通过对比已知浓度的标准液,求出被测液体的添加剂(如抑制剂等)的含量。
6.5.2 测试方法:不同添加剂设定的测试参数与测试方法均由CVS分析仪工作站供应商提供测试程序。
(4)测试频率:按不同电镀添加剂类型有不同要求,具体要求见《化学分析项目控制表》;(5)测试范围:适用于所有电镀线。
(6)测试标准及具体操作,见附表。
6.6 数据结果记录及分析:二、电镀镍金测试1.电镀镍金均匀性测试1.1测试背景电金工序包括图镀镍金(水金)、镀金手指和镀硬金。
所要实现的产品功能为在需要的部位镀上镍层和金层,以实现保护、焊接或耐磨插拔的使用功能。
电金槽中的主盐-为氰化金钾/KAu(CN)2 ,其反应机理如下:金在镀液中主要以Au(CN)2-的形式存在,在电场作用下,金氰络离子在阴极放电:Au(CN)2 +e =Au+2CN-阴极同时也存在副反应:2H++2e=H2如果槽电压较高,在阳极会发生析氧反应:2H2O- 4e=O2+4H+由于镀金均采用不溶性阳极,镀层金的来源主要依靠金盐,故需要补加金盐来维持镀液的金浓度。