化学镀铜与直接电镀工艺
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化学镀铜与直接电镀⼯艺⼀次化学镀厚铜孔⾦属化⼯艺不⽤电镀铜的⼀次化学镀厚铜进⾏双⾯板和多层板孔⾦属化,可以显著缩短加⼯周期,降低⽣产成本,⽤此种⼯艺⽅法很容易作出⾼精度的印制板。
通过实践证明⼀次化学镀厚铜的⾦属化孔可靠性要超过电镀铜,因为⼀次化学镀厚铜孔内镀层厚度⾮常均匀,不存在应⼒集中,特别是对于⾼密度的印制板⼩孔⾦属化(φ0.5以下的孔),对电镀来讲很难达到孔内镀层厚度均匀⼀致,⽽⽤化学镀铜的⽅法则是轻⽽易举的事,下⾯介绍双⾯和多层板⼀次化学镀厚铜的⽣产⼯艺。
5.1 双⾯印制板⼀次化学镀厚铜1)⽤液体感光胶(抗电镀印料)制作双⾯电路图形。
然后蚀刻图形。
液体感光胶可以⽤⽹印或幕帘式涂布,幕帘法⽣产效率⾼,⽽且涂层均匀⽆砂眼,⽹印法易产⽣⽓孔砂眼。
液体抗电镀感光胶分辨率⾮常⾼,显影⽆底层。
很容易得到精细的电路图形。
价格⽐⼲膜便宜。
蚀刻电路图形之后⽤5%NaOH去除感光胶层。
2)⽹印或幕帘式涂布液体感光阻焊剂,制出阻焊图形3)再⽤液体感光胶涂布板⾯,⽤阻焊底⽚再次曝光,显影,使孔位焊盘铜裸露出来。
4)钻孔5)化学镀厚铜。
1.酸性除油3分钟2.H2SO4/H2O2粗化3分钟3.预浸处理1分钟4.胶体钯处理3分钟②③④⑤⑥⑦①- ④处理液均为酸性溶液,板⾯上的液体感光胶层不会破坏,其结果是保护板⾯不受浸蚀,在进⾏活化时,孔内和板⾯上的感光胶层吸附了胶体钯。
⑤5%NaOH处理3分钟,然后⽔冲洗板⾯上的感光层,连同感光胶上的胶体钯⼀同被碱溶解下来。
孔内的胶体钯仍然保留。
⑥1%NaOH处理1分钟,然后⽔冲洗,进⼀步去除板⾯上的残胶。
⑦化学镀厚铜4⼩时,铜层厚度可达到20微⽶,化学镀铜过程中⾃动分析⾃动补加化学成份。
适⽤于连续化学镀厚铜的配⽅:CuSO4.5H2O 10g/1EDTA.2Na 40 g/1NaOH 15 g/1双联呲啶10mg/1CN-10mg/1操作条件:温度600C,化学镀铜过程中,通空⽓搅拌化学镀铜溶液,并连续过滤。
钢板镀铜工艺一、钢板镀铜工艺流程1. 预处理钢板镀铜工艺的第一步是预处理。
首先,需要对钢板表面进行去油脱脂,以去除表面的油污和杂质,保证镀铜层的附着力。
其次,对钢板进行酸洗,去除表面的氧化皮和铁锈,保证镀铜时的表面光洁度。
2. 化学镀铜在预处理完成后,钢板进入化学镀铜的环节。
化学镀铜是利用电化学原理,在钢板表面镀上一层铜金属。
首先,将钢板置于含有铜离子的电解液中,通过外加电流,在钢板表面沉积铜金属。
化学镀铜需要控制电流密度、温度、PH值、搅拌等参数,以保证镀铜层均匀致密。
3. 电镀铜化学镀铜完成后,钢板还需要进行电镀铜。
电镀铜是将化学镀铜层进一步增厚,提高镀铜层的厚度和导电性能。
在电镀铜过程中,需要控制电流密度、温度、PH值等参数,以保证镀铜层的均匀性和致密性。
4. 后处理钢板经过化学镀铜和电镀铜后,需要进行后处理。
首先是清洗,去除表面的电解液残留和杂质,保证镀铜层的纯净性。
其次,需要进行烘干,以去除表面的水分,防止镀铜层氧化。
5. 检验包装最后,对镀铜的钢板进行检验,检查镀铜层的厚度、致密性和导电性能等指标,合格后进行包装,以便于运输和使用。
二、钢板镀铜工艺参数1. 电流密度电流密度是指单位面积上通过的电流量,通常用安培/平方分米(A/dm2)来表示。
在化学镀铜和电镀铜过程中,需要根据钢板的尺寸和形状,确定合适的电流密度,以保证镀铜层的均匀性和致密性。
2. 温度镀铜液的温度对镀铜层的厚度和致密性有重要影响。
通常情况下,温度越高,镀铜层的厚度越大,但难以控制镀铜层的均匀性。
因此,在实际生产中,需要根据钢板的材质和形状,确定合适的镀铜液温度。
3. PH值镀铜液的PH值对镀铜层的均匀性和致密性也有重要影响。
通常情况下,PH值越高,镀铜层的厚度越大,但也容易产生气泡和不良现象。
因此,需要在实际生产中,通过调整镀铜液的PH值,以获得合适的镀铜效果。
4. 搅拌在化学镀铜和电镀铜过程中,需要保持镀铜液的搅拌,以保证镀铜层的均匀性和致密性。
化学镀铜的目的及工艺流程介绍化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。
首先用活化剂处理,使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子(钯是一种十分昂贵的金属,价格高且一直在上升,为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行),铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原,而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层,使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用,目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。
化学镀铜的主要目的是在非导体材料表面形成导电层,目前在印刷电路板孔金属化和塑料电镀前的化学镀铜已广泛应用。
化学镀铜层的物理化学性质与电镀法所得铜层基本相似。
化学镀铜的主盐通常采用硫酸铜,使用的还原剂有甲醛、肼、次磷酸钠、硼氢化钠等,但生产中使用最普遍的是甲醛。
化学镀铜的工艺流程:一、镀前处理1.去毛刺钻孔后的覆铜泊板,其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺,这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。
最简单去毛刺的方法是用200~400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。
机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。
去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。
一般的去毛刺机在去除毛刺时,在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁,改进型的磨板机,具有双向转动带摆动尼龙刷辊,消除了除了这种弊病。
2.整孔清洁处理对多层PCB有整孔要求,目的是除去钻污及孔微蚀处理。
以前多用浓硫酸除钻污,而现在多用碱性高锰酸钾处理法,随后清洁调整处理。
孔金属化时,化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。
如果某些部位不清洁,就会影响化学镀铜层和印制导。
化学镀工艺流程化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。
化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。
与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。
近年来,化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。
这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。
美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。
毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。
化学镀工艺流程:机械粗化-化学除油―水洗-化学粗化-水洗一敏化一水洗-活化-水洗-解胶-水洗一化学镀一水洗一干燥—镀层后处理。
1化学镀预处理需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。
化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。
由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
1.1化学除油镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污,为保证预处理效果,必须首先进行除油处理,去除其表面污物,增加基体表面的亲水性,以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。
陶瓷化学镀铜工艺
陶瓷化学镀铜工艺是一种常见的表面处理技术,广泛应用于陶瓷制品的生产过程中。
通过化学镀铜,可以在陶瓷表面形成一层均匀、光滑的铜层,不仅美观,还能增强陶瓷制品的硬度和耐磨性。
陶瓷化学镀铜的工艺过程主要包括准备工作、铜溶液配制、浸镀、电镀和后处理等环节。
在进行化学镀铜之前,需要对陶瓷进行清洁和打磨,以确保表面平整干净。
接着,根据具体工艺要求,配制合适的铜溶液,包括铜盐溶液、添加剂和稳定剂等成分,以保证镀层的质量和稳定性。
在浸镀阶段,将经过处理的陶瓷制品浸入铜溶液中,利用化学反应使铜离子还原析出,形成铜层。
浸镀时间和温度的控制对镀层的厚度和均匀性至关重要。
接下来是电镀环节,通过在陶瓷表面施加电流,进一步增加铜层的厚度和硬度。
最后,进行后处理工艺,包括清洗、抛光和保护处理,以提高镀层的光泽度和耐腐蚀性。
陶瓷化学镀铜工艺的优点在于可以实现对陶瓷表面的精细加工和装饰,提高产品的附加值和市场竞争力。
同时,镀铜层还可以提高陶瓷制品的导电性能,扩大其应用领域。
然而,需要注意的是,在进行化学镀铜过程中,要控制好各项参数,避免出现镀层不均匀、气泡等质量问题。
总的来说,陶瓷化学镀铜工艺是一项复杂而精密的技术,需要经过
严格的操作和控制才能达到理想的效果。
只有不断改进工艺,提高生产技术水平,才能更好地满足市场需求,推动陶瓷制品产业的发展。
希望通过不断的研究和实践,陶瓷化学镀铜工艺能够在未来得到更广泛的应用和推广。
电镀铜的性能分析及影响因素(作者)摘要:关键词:英文摘要:0 绪论●电镀和化学镀概述在国民经济的各个生产和科学发展领域里,如机械、无线电、仪表、交通、航空及船舶工业中,在日用品的生产和医疗器械等设备的制造中,金属镀层都有极为广泛而应用。
世界各国由于钢铁所造成的损失数据是相当惊人的,几乎每年钢铁产量的,三分之一由于腐蚀而报废,当然电镀层不可能完全解决这个问题,但是良好的金属镀层还是能在这方面做出较大贡献的。
电镀和化学镀则是获得金属防护层的有效方法。
化学镀方法所得到的金属镀层,结晶细致紧密,结合力良好,它不但具有良好的防腐性能,而且满足工业某些特殊用途。
●化学镀与电镀的优缺点化学镀与电镀比较具有以下优点:(1)镀层厚度比较均匀,化学镀液的分散力接近百分之百,无明显的边缘效应,几乎是基材形状的复制因此特适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面施镀。
电镀法因受力线分布不均匀的限制是很难做到的。
(2)通过敏化、活化等前处理化学镀可以在非金属(非导体)如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行,而电镀发只能在导体表面上进行。
因此,化学镀工艺是非金属表面金属化的常用方法。
也是非导体材料电镀前作导电底层的方法。
(3)工艺设备简单,不需要电源、输电系统及辅助电极,操作时只需要把工件正确的悬挂在镀液中即可。
(4)化学镀是靠基体材料的自催化活性才能起镀,其结合力一般优于电镀。
镀层有光亮或半光亮的外观。
晶粒细、致密、孔隙率低。
某些化学镀层还具有特殊的物理性能。
电镀也具有其不能为化学镀代替的优点:(1)可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀。
(2)价格比化学镀低得多。
(3)工艺成熟,镀液简单、易于控制。
化学镀铜的应用领域及进展铜具有良好的导电、导热性能,质软而韧,有良好的压延性和抛光性能。
为了提高表面镀层和基体金属的结合力,铜镀层常用作防护、装饰性镀层的底层,对局部渗碳工件,常用镀铜来保护不需要渗碳的部位。
1)印刷线路板通孔金属化处理目前化学镀铜在工业上最重要的应用是印刷线路板(PrintedCircuit Board,简称PCB)的通孔金属化过程,使各层印刷导线的绝缘孔壁内沉积上一层铜,从而使两面的电路导通,成为一个整体。
化学镀铜配方组成,生产工艺及技术应用1 背景化学镀(Chemiealplating)又称自催化镀;(Autoeatalytieplating),是指在没有外加电流的条件下,利用溶液中的还原剂将金属离子沉积在具有催化活性的基体表面。
从本质上讲,它发生的是一种自催化的氧化还原反应,又可译为不通电电镀或无电解电镀。
是在基体表面上化学沉积形成金属或合金镀层的一种表面处理技术。
化学镀铜第一次工业应用开始于19世纪50年代中叶,此后化学镀铜技术被大量用于电子和涂装行业,其中印刷电路板的工业生产一度成为规模最大的应用领域。
化学镀铜技术继而被用于金属化工艺,在半导体电子行业等高技术领域扮演着越来越重要的角色,特别是近年来,超大规模集成电路由铝金属化发展为铜金属化工艺以来,化学镀铜技术更加受到关注。
禾川化学引进国外尖端配方解析技术,经过多年的技术积累,成功开发出新型化学镀铜配方技术;该化学镀铜镀层厚度均匀,无明显边缘效应,特别是对复杂形状的基体,在尖角或凹凸部位没有额外的沉积或沉积不足,在深孔、盲孔件、腔体件的内表面也能得到和外表面同样厚度的镀层,因而对尺寸精度要求高的零件进行化学镀铜特别有利;该镀层晶粒细、致密、空隙少,呈光亮或半光亮,比电镀层更加耐腐蚀;该镀铜技术无需电解设备及附件,工艺操作人员也无需带电操作,均可在所需部位镀出合乎要求的镀层。
该镀铜技术广泛应用于电子、汽车、航空等行业。
2化学镀铜常见组成典型的镀液成分主要由无机盐和有机添加剂组成。
无机盐包括CuCl2、CuSO4、氯离子,采用的主要有机添加剂包括促进剂(或称为光亮剂);抑制剂(表面活性剂,润湿剂,阻化剂)。
2.1铜盐铜盐是化学镀铜的主盐,提供镀铜所需要的铜离子,可以使用CuSO4、CuC12、Cu(NO3)2、Cu(OH)2、(CH3COO)2Cu、酒石酸铜等二价铜盐;目前最常采用的铜盐为硫酸铜,化学镀铜溶液中铜盐的含量越高,镀速越快;但是当其含量继续增加达到某一定值后,镀速变化不再明显。
铜合金表面处理工艺一、引言铜合金是一种常见的金属材料,具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性。
然而,由于其表面容易受到氧化、腐蚀和污染等影响,需要进行表面处理以提高其性能和延长使用寿命。
本文将介绍几种常见的铜合金表面处理工艺。
二、化学镀铜化学镀铜是一种常用的铜合金表面处理方法。
其原理是在铜合金表面通过化学反应沉积一层薄膜以增加其耐腐蚀性和导电性。
化学镀铜工艺主要包括清洗、活化、镀铜和清洗四个步骤。
首先,通过酸洗和碱洗将铜合金表面的污染物清洗干净;然后,通过活化处理提高表面的反应活性;接着,将铜离子溶液浸入铜合金表面,通过还原反应将铜离子沉积在表面形成铜层;最后,再次清洗以去除残留的化学药剂。
化学镀铜工艺简单、成本较低,可以得到均匀的铜层,适用于各种形状的铜合金。
三、电镀电镀是一种常见的表面处理方法,通过电解沉积金属薄膜在铜合金表面以改善其性能。
电镀铜的原理是将金属阳极和铜合金阴极浸入电解液中,施加电流使金属离子在阴极表面沉积形成铜层。
电镀铜工艺需要控制电流密度、温度和电解液成分等参数,以确保获得均匀、致密的铜层。
电镀铜具有较好的附着力和耐腐蚀性,适用于各种形状和尺寸的铜合金。
四、喷涂喷涂是一种简便易行的铜合金表面处理方法,通过将含有铜颗粒的喷涂剂喷洒在铜合金表面形成一层铜膜。
喷涂铜膜可以提高铜合金的耐腐蚀性和导电性,同时还可以修复已经受损的表面。
喷涂工艺简单,适用于各种复杂形状和大面积的铜合金表面。
然而,喷涂的铜层较厚,可能会影响细节的清晰度,并且涂层的附着力较弱,容易剥落。
五、化学氧化化学氧化是一种改善铜合金表面性能的常见方法,通过在铜合金表面形成氧化层来提高其耐腐蚀性和装饰性。
化学氧化工艺主要包括清洗、氧化和封闭三个步骤。
首先,通过酸洗和碱洗将铜合金表面清洗干净;然后,将铜合金浸入含有氧化剂的溶液中,在一定的温度和时间下形成氧化层;最后,通过封闭处理,使氧化层更加稳定和耐久。
化学氧化可以产生不同颜色的氧化层,使铜合金具有更多的装饰性。
镀铜工艺流程|化学镀铜工艺与电镀铜工艺的区别镀铜工艺流程镀铜工艺种类不止一种,也不是三言两语就能说清楚的,镀铜工艺特点包括了优点和缺点。
我们先来说下什么是镀铜工艺?镀铜工艺通常分为化学镀铜工艺和电镀铜工艺。
化学镀铜工艺是在有钯等催化活性物质的表面,通过甲醛等还原剂的作用,使铜离子还原析出。
化学镀铜工艺是相对于电镀铜工艺的优势主要有基体范围广泛,镀层厚度均匀,工艺设备简单,镀层性能良好等一系列优势。
电镀铜工艺,PCB制造业中,电镀铜已经应用许多年了,印制板电镀铜溶液属酸性溶液,具有高酸低铜特点,有极好的分散能力和深镀能力镀后的铜层有光泽性。
通俗的说,镀铜工艺其实是一种表面处理技术,在金属表面上镀上一薄层其它金属或合金起保护、美观的作用。
只要你需要保护的,认为有价值的,都可以给它镀上。
镀铜工艺种类1、化学镀铜工艺:是电路板制造中的一种工艺,通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。
2、电镀铜工艺:用于铸模,镀镍,镀铬,镀银和镀金的打底,修复磨损部分,防止局部渗碳和提高导电性。
电镀铜工艺分为碱性镀铜和酸性镀铜二法。
电镀铜工艺也可以分为以下几个(1)氰化镀铜工艺:氰化物镀铜是应用最早和最广泛的镀铜工艺方法。
镀液主要由铜氰络合物和一定量的游离氰化物组成,呈强碱性。
(2)硫酸盐镀铜工艺:氰化物镀铜,硫酸盐镀铜工艺早期应用于塑料电镀、电铸、精饰等方面,包括装饰层和功能镀层。
在电子工业中较早的应用是印刷电路、印刷板、电子接触元件。
(3)焦磷酸盐镀铜工艺。
(4)无氰镀铜工艺:无氰镀铜工艺完全取代传统氰化镀铜工艺和光亮镀铜工艺,适用于任何金属基材:纯铜、铜合金、铁、不锈钢、锌合金压铸件、铝、铝合金工件等基材上,挂镀或滚镀均可。
镀铜工艺流程1、化学镀铜工艺步骤:膨胀→去钻污→中和→除油→微蚀→预浸→活化→加速→化学镀铜。
2、电镀铜工艺步骤:(1)氰化镀铜工艺步骤:1、浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗。
化学镀铜的工艺流程
《化学镀铜的工艺流程》
化学镀铜是一种将铜沉积在其他材料表面的工艺,通常用于增加导电性、增强耐腐蚀性和美化表面。
下面是化学镀铜的工艺流程:
1. 清洗:首先,需要将待镀铜的物品进行清洗,以去除表面的油脂、污垢和其他杂质。
清洗可以使用碱性清洁剂或者有机溶剂来完成。
2. 酸洗:清洗后的物品需要进行酸洗,以去除氧化层和其他表面污染物。
通常使用稀硫酸或稀盐酸来进行酸洗,确保表面完全清洁。
3. 洗涤:酸洗完成后,需要对物品进行彻底的洗涤,以去除酸洗液和其他残留的化学物质。
4. 化学镀铜:将清洗和酸洗后的物品浸入含有铜离子的电镀槽中,通过电化学反应将铜沉积在表面上。
通常使用化学还原剂来还原铜离子,并在合适的电流密度下进行电镀。
5. 漂洗:化学镀铜后,需要进行漂洗,以去除残留的化学镀铜液。
6. 抛光:最后,可以对化学镀铜的物品进行抛光,以提高其表面光洁度和美观度。
通过以上工艺流程,可以获得均匀、致密的镀铜层。
化学镀铜工艺流程不仅适用于金属材料,也适用于塑料、陶瓷等非金属材料,可以满足不同材料的表面处理需求。
电子厂常用的五种表面处理工艺电子厂作为一个高精密制造工业,需要对产品表面进行各种特殊的处理,以达到防腐、防潮、提高产品质量等目的。
以下将介绍电子厂常用的五种表面处理工艺。
一、化学镀铜技术化学镀铜是利用电化学原理,在表面涂上一层均匀的铜层。
对于电子制造行业来说,广泛应用在印刷电路板(PCB)的制造过程中。
化学镀铜越来越受到重视,因为它不仅能够提高电路板的导电性,而且还能增强电路板的抗腐蚀能力。
二、防氧化镀层技术电子元器件在使用过程中经常会出现氧化现象,导致电路不工作或者工作不稳定。
为了解决这个问题,电子厂采用防氧化镀层技术。
这种技术采用稀有金属或者其他合金材料进行表面处理,使电子元器件长时间处于无氧环境中不会氧化,从而提高了其使用寿命。
三、阳极氧化技术阳极氧化是一种将金属表面转化为表面微孔或多孔氧化膜的技术。
它广泛应用于轻工、机械、电子等领域,用于增加表面硬度、耐磨性、防腐性等方面。
该技术可以增加优质金属表面的耐磨性和硬度。
四、电镀技术电镀是在金属表面上沉积一层金属膜以改变金属表面的物理、化学性质,进而达到提高抗腐蚀能力的目的。
电子产业中使用最多的是电镀锡、电镀钴、电镀银等电镀工艺。
例如,电子印刷板通常先经过镀铜,然后再进行镀金、镀锡、镀铅等表面处理工艺。
五、热处理技术对于电子产品来说,热处理技术往往在金属模具、模具工作表面处理以及金属钎焊等工艺中广泛应用。
热处理可以改变金属材料的结晶状态,使其在工作温度范围内具有良好的力学性能、疲劳性能、耐磨性和抗腐蚀性。
总的来说,电子厂常用的五种表面处理工艺是化学镀铜、防氧化镀层技术、阳极氧化技术、电镀技术和热处理技术。
这些工艺在电子产品的制造过程中起到了关键作用,提高了产品质量,增强了产品的耐用性。
化学镀工艺流程化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。
化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。
与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。
近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。
这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。
美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。
毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。
化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。
化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。
1化学镀预处理需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。
化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。
由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
1.1化学除油镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污,为保证预处理效果,必须首先进行除油处理,去除其表面污物,增加基体表面的亲水性,以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。
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1. 表面处理,对基体表面进行清洁、活化等预处理,以提高镀层附着力。
钢丝电镀铜工艺评述摘要:本文概述了目前国内钢丝电镀铜工艺现状,对现行的几种电镀铜工艺进行了评述,阐明了它们各自的优点和存在的问题,指出了钢丝电镀铜工艺的发展方向。
关键词:钢丝、电镀铜、无氰镀铜、氰化镀铜、一步镀铜、两步镀铜。
1·前言镀铜是钢丝进行表面处理的主要工艺之一,在金属制品行业中的用量仅次于镀锌而居第二位,但其使用目的和所具功能却比镀锌更为广泛和重要。
它除了和镀锌一样具有防蚀和装饰功能之外,有时是为了提高钢丝的导电性能,有时是为了增加钢丝进一步拉拔时的润滑性能,有时是为了增加钢丝和橡胶的结合强度,还有时是为了在其上更便于实施镀锡和镀银等,随着科学技术和现代工业的迅速发展,钢丝镀铜技术近年来也获得了迅速发展。
目前国内钢丝镀铜主要有两大类工艺方法:化学镀铜和电镀铜。
化学镀铜设备简单,无需直流电源,但所得镀层结合强度较差,镀液成分不够稳定,而且不易形式厚镀层,对于钢丝镀铜后需要进一步拉拔的情况受到限制。
因此,目前仅限于镀铜层较薄的二氧化碳气体保护焊丝和镀铜质量要求相对较低的包装用扁丝等产品上,其它如铜包钢丝、胶管钢丝、钢帘线钢丝等产品则不宜采用,而且实际上二氧化碳气体保护焊丝和包装用扁丝也有相当一部分已经采用了电镀铜工艺。
因为电镀铜质量较高,镀层和钢丝基体结合牢固,镀层可根据需要镀至所需厚度,特别适合于钢丝镀铜后还需要继续拉拔的场合。
因此,对钢丝表面镀铜质量要求较高的产品,大都选择了电镀铜的工艺方法。
本文拟就目前国内钢丝电镀铜工艺作一个概括的介绍,对现行几种主要钢丝电镀铜工艺作一评述,仅供金属制品行业选择电镀工艺时有所参考、有所遵循。
2·目前国内钢丝镀铜工艺概况目前国内钢丝镀铜工艺概况大体可用下表表示:焦磷盐预镀铜硫酸盐镀铜柠檬酸盐预镀铜硫酸盐镀铜氰化预镀铜硫酸盐镀铜化学镀铜两步镀铜DTL预镀铜硫酸盐镀铜预镀镍硫酸盐镀铜钢丝镀铜无氰镀铜电镀铜一步镀铜无氰常温快速一步镀铜氰化镀铜据调查,目前国内钢丝电镀工艺中氰化镀铜仍占相当比例,而无氰镀铜基本上都采用预镀正镀两步镀铜工艺,即为了保证镀层和钢丝基体具有良好的结合强度,先选择一种电镀铜工艺来进行预镀。
化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化的氧化还原反应。
双面板以上完成钻孔后即进行TH(plated through hole 镀通孔)步骤。
首先用活化剂处理,使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子,通常用的是金属钯粒子,铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原,而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层,使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
PTH目的使孔壁上的非导体部分的树脂及玻璃束进行金属化,以进行后来的电镀铜制程 ,完成足够导电及焊接的金属孔壁.。
孔金属化工艺流程如下:磨板→上板→溶涨→去钻污→中和→整孔→微蚀→预浸→活化→解胶→沉铜→下板刷板目的:1 通过刷棍一定压力的磨刷去除孔口毛刺、粗化铜箔表面;2 通过循环水洗、高压水洗、市水洗冲洗清洁生产板;原理解释:钻孔后的覆铜箔板,其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺(1 未切断的铜丝2 未切断玻璃丝留 ,称为毛刺),这些毛刺因其要断不断,而且粗糙,若不将其除去,将会影响金属化孔的质量,可能造成通孔不良及孔小等。
最简单去毛刺的方法是用200~400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。
机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。
去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。
一般的去毛刺机在去除毛刺时,在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁,改进型的磨板机,具有双向转动带摆动尼龙刷辊,除了这种弊病。
失误对策:太轻的刷磨会使板材表面的杂质无法顺利的清除干净或者会造成不均匀的表面;太重的刷磨则会去除表面过多的铜层,或是造成一个粗糙的及不匀的表面。
太重或不当的刷磨也会使板材边缘产生流胶现象,或是使刷轮本身也会出现流胶现象。
此种流胶将使得化学镀铜及电镀镀铜制程产生严重的问题。
去钻污段一;容涨1;目的:软化膨松环氧树脂,降低聚合物间的键结能 , 使KMnO4更易咬蚀形成粗糙面2原理解释:初期溶出可降低较弱的键结,使其键结有了明显的差异。
一次化学镀厚铜孔金属化工艺
不用电镀铜的一次化学镀厚铜进行双面板和多层板孔金属化,可以显著缩短加工周期,降低生产成本,用此种工艺方法很容易作出高精度的印制板。
通过实践证明一次化学镀厚铜的金属化孔可靠性要超过电镀铜,因为一次化学镀厚铜孔内镀层厚度非常均匀,不存在应力集中,特别是对于高密度的印制板小孔金属化(φ0.5以下的孔),对电镀来讲很难达到孔内镀层厚度均匀一致,而用化学镀铜的方法则是轻而易举的事,下面介绍双面和多层板一次化学镀厚铜的生产工艺。
5.1 双面印制板一次化学镀厚铜
1)用液体感光胶(抗电镀印料)制作双面电路图形。
然后蚀刻图形。
液体感光胶可以用网印或幕帘式涂布,幕帘法生产效率高,而且涂层均匀无砂眼,网印法易产生气孔砂眼。
液体抗电镀感光胶分辨率非常高,显影无底层。
很容易得到精细的电路图形。
价格比干膜便宜。
蚀刻电路图形之后用5%NaOH去除感光胶层。
2)网印或幕帘式涂布液体感光阻焊剂,制出阻焊图形
3)再用液体感光胶涂布板面,用阻焊底片再次曝光,显影,使孔位焊盘铜裸露出来。
4)钻孔
5)化学镀厚铜。
1.酸性除油3分钟
2.H2SO4/H2O2粗化3分钟
3.预浸处理1分钟
4.胶体钯处理3分钟②③④⑤⑥⑦
①- ④处理液均为酸性溶液,板面上的液体感光胶层不会破坏,其结果是保护板面不受浸蚀,在进行活化时,孔内和板面上的感光胶层吸附了胶体钯。
⑤5%NaOH处理3分钟,然后水冲洗板面上的感光层,连同感光胶上的胶体钯一同被碱溶解下来。
孔内的胶体钯仍然保留。
⑥1%NaOH处理1分钟,然后水冲洗,进一步去除板面上的残胶。
⑦化学镀厚铜4小时,铜层厚度可达到20微米,化学镀铜过程中自动分析自动补加化学成份。
适用于连续化学镀厚铜的配方:
CuSO4.5H2O 10g/1
EDTA.2Na 40 g/1
NaOH 15 g/1
双联呲啶10mg/1
CN-10mg/1
操作条件:温度600C,化学镀铜过程中,通空气搅拌化学镀铜溶液,并连续过滤。
自动控制PH和Cu+1离子含量。
6)化学镀铜层涂抗氧化助焊剂(可保存六个月不损失可焊性),也可以化学镀镍再化学镀金。
或化学镀锡一铅合金。
5.2多层板一次化学镀厚铜工艺
1.用液体感光胶制作内层电路
2.多层叠层与压制
3.用液体感光胶制作外层电路
4.印阻焊掩膜,固化
5.用稀释的液体感光胶涂布面,用阻焊掩膜曝光,露出焊盘
6.钻孔
7.H2SO4/HF凹蚀处理
8.粗化,活化,NaOH解胶
9.化学镀厚铜20μm
一次化学镀厚铜有以下优点:①缩短加工周期,②可以制高精度电路图形,因为没有图形电镀工艺,消除了镀层突延所造成的图形失真,③金属化孔镀层厚度非常均匀,不存在电化学镀铜的镀液分散能力问题,从而提高了细微金属化孔的可靠性。
第二节直接电镀
电子部十五所陈长生
1、概述
印制板孔金属化技术是印制板制造技术的关键之一,长期以来人们一直延用化学镀铜的方法,但是化学镀铜溶液中的甲醛对生态环境有危害,并且有致癌的潜在危险,同时化学镀铜溶液中的络合剂(如EDTA等)不易进行生物降解,废水处理困难,除此之外,化学镀铜溶液的稳定性较差,操作稍有不慎就会出现溶液分解,需对其进行严格的监控和维护,同时目前化学镀铜层的机构性能(如延伸率和抗拉强度等)都比不上电镀铜层。
而且化学镀铜工艺流程长,操作维护极不方便,因此迫使人们放弃原有的化学镀铜而研究开发新的孔金属化工艺,直接电镀技术就应运而生。
直接电镀的基本思想是1963年IBM公司Mr.RODOVSKY提出来的,近年来这项技术得到了迅速的发展和应用。
作为代替化学镀铜的直接电镀技术必须满足以下条件:
1)在非导体包括环氧玻璃布,聚酰亚胺,聚四氟乙烯等孔壁基材上,通过特殊处理形成一层导电层,以实现金属电镀。
同时还必须保证镀层与基体铜具有良好的结合力。
2)形成导电层所用的化学药水对环境污染小,易于进行"三废"处理,不会再造成严重污染。
3)形成导电层的工艺流程越短越好,而且要求操作范围应较宽,便于操作与维护。
4)能适应各种印制板的制作。
如高板厚/孔径比的印制板,盲孔印制板,特殊基材的印制板等。
直接电镀技术虽起步较早,以前工艺不成熟,应用较少,1983年以后加快了对新的直接电镀技术的研究与开发,先后出现了多种多样的直接电镀技术,各种不同的直接电镀系列药品相继商品化。
直接电镀技术按导电材料分类,基本上可归纳为三种类型。
1.钯系列(以钯或其化合物作为导电物质)
2.导电性能离分子系列[如聚呲咯(Pyrrole),聚苯胺(Polyaniline)]
3.碳黑系列
常见的直接电镀法列于表6-5.
表6-5常见的直接电镀法分类表
下面针对各种导电系列分别作简单介绍。
2、钯系列
2.1技术原理
钯系列方法是通过吸附Pd胶体或钯离子,使印制板非导体的孔壁获得导电性,为后续电镀提供了导电层,吸附钯胶体与过去化学镀铜前的活化处理所吸附的胶体钯不同,直接电镀用胶体钯层要致密,其中胶体钯粒子非常细腻约为10-25A,而传统胶体钯的粒子约为300A.通过在钯溶液中加入添加剂,使钯的吸附紧密,互相重合成为层状,以提高其导电性,通过选择合适的清洁整孔剂或助催化剂等方法来提高孔壁基材对导电钯的吸附量,而在铜上的吸附量减少。
为了进一步提高吸附钯膜的导电性,有多种方法,如硫化处理,稳定性处理或中和处理等。
利用钯作为直接电镀用的导电层的方法很多,例如Shipley公司的Crimson法,是采用pd-Sn胶体催化,通过改变整孔剂,使钯一锡胶体的吸附量提高了三倍,为了提高导电性,从胶粒中去除锡,使钯形成易导电的硫化钯。
Solu tech公司开发的Neopact法中使用的胶体钯不含Sn2+,而含有一种弱酸性可溶性有机聚合物,易清洗,通过后浸和选择剂处理后,将铜面上的Pd除去,同时微蚀铜表面,改善导电pd膜与孔壁的结合力以及电镀铜与基体铜的结合力,从而提高了工艺可靠性。
2.2工艺流程
形成导电pd层的方法不同,其工艺流程也不完全相同,表6-6简要介绍一下几种方法的工。