磷铜球质量对电镀过程的影响

分类：电镀技术
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发布时间：2013-10-17 12:34
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磷铜球质量对电镀过程的影响磷铜球作为酸铜电镀工艺中的阳极，是不可缺少的组成部分，也是生产过程中最重要的电镀原材料之一，磷铜球的纯度、含磷量、磷元素分布情况、晶格结构、以及加工工艺，都决定了磷铜球的质量品质，对电镀质量、能耗、原材料的利用率、工艺稳定性影响巨大。一、磷铜球质量要求1、磷铜球的纯度生产磷铜球的原材料要求使用电解铜或无氧铜，电解铜的纯度应达到99．95％，但有些厂家采用杂铜或回收铜为原料，大幅度降低了产品质量。如果磷铜球的纯度不够，生产程中会使杂质（铁、镍、锡、锌、铅、银等）溶解到镀液中，直接影响镀液的稳定性和镀层结构，包括机械性能，造成打针等质量故障。同时还影响原材料的利用率，造成生产成本增加；2、含磷量酸性镀铜工艺不能使用电解铜，电解铜会在溶解过程中产生大量的一价铜，一价铜又会发生歧化反应产生大量的铜粉污染镀液，使镀层产生毛刺，同时造成原材料的浪费，还会过量的消耗氯离子，降低工艺的稳定性；在电解铜中加入0.04-0.06%的磷元素，可以使金属铜在溶解的过程中形成磷化亚铜（Cu3P）黑色膜，降低一价铜的产生，避免上诉弊端。铜球含磷量过少，达不到理想效果；含磷量过高，会使阳极溶解的电压过高，铜球之间以及与钛蓝的电阻增加，也会产生电压降，浪费能耗，还容易烧坏钛蓝；3、磷元素的分布磷元素的分布不均，致使铜球的局部溶解状态产生差异，出现凹凸不平，不但不能有效抑制一价铜的产生，还会造成原材料和能耗的浪费；4、晶格结构晶格结构取决于生产工艺，决定磷元素的分布情况，磷元素主要分布于晶格之间的晶界处，晶格结构越大，磷元素的分布相对越不均匀，铜球溶解的均匀性越差；5、生产工艺磷铜球的生产工艺，一般采用中频感应电炉熔炼，采用铸造式或辊轧式加工，原材料的纯度、连续铸造密封方法及铸造工艺、全过程控制条件，都对磷铜球的品质起到决定性影响，实质上决定了铜磷共晶体组织颗粒的均匀性、致密性，以及铜磷金属加工组织状况和电化学溶解性能；二、使用者判断磷铜球质量的方法1、酸洗后查看磷铜球表面晶格结构优良的磷铜球晶格结构细腻，晶格尺寸小，阳极内部精细的结构确保了磷的均匀分布（图1左），而粗大的铜晶格说明该铜球生产工艺中存在缺陷（图1右）。

２、弱电解30分钟观测磷膜状态高质量的磷铜球在弱电镀30分钟后就可以形成均匀的磷膜，从图片（图2）可看出高品质磷铜球在弱电镀30分钟后已形成均匀的磷膜，而普通磷铜球则形成零星点状磷膜。磷膜形成的不均匀直接影响阳极泥的产生及阳极溶解速度，进而影响电镀质量和生产的稳定。

3、观测使用一段时间后的磷铜球状态磷铜球经过电解，体积变小，溶解情况是对磷铜球品质的有一反映，将使用一段时间的磷铜球从槽内取出，用百洁布擦拭赶紧进行观测；高品质磷铜球（图3左）溶解过程均匀，表面平整，金属铜的利用率高，电镀工艺稳定；普通磷铜球（图3右）表面粗糙，甚至出现孔洞，溶解过程产生的阳极泥自然就多，阳极的导电性能也会受到影响，能耗增加，金属铜的利用率低；

三、总结磷铜球利用率应该在90%以上，如果磷铜球的利用率低于90%是不正常的，有的客户甚至低于80%，这与使用的磷铜球有直接关系，现在各厂都在控制生产成本，选择好的原材料虽然从表面上看是增加了成本，但从实际消耗看来，其实是大幅度节约了生产成本，

如下表：

结论：普通铜球的消耗量是高品质磷铜球的1.184倍目前东运化工代理美国高品质电镀线路板级（PCB电镀）磷铜球，经过生产验证，产品品质已经得到使用厂家的认可，东运化工对提高整个集团产品质量和成本节约做出了有一贡献。附：铜球利用率的计算办法：铜球利用率=镀槽累计的电量×1.1856/磷铜球实际消耗量×100%。