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影响镀铜添加剂消耗量的因素

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影响镀铜添加剂消耗量的因素

  • 分类:电镀技术
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  • 来源:
  • 发布时间:2013-10-17 12:35
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影响镀铜添加剂消耗量的因素

  • 分类:电镀技术
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酸性镀铜添加剂是多种有机化合物是组合,在电镀过程中通过特性吸附,可有效增大阴极极化,使结晶细化,改善光亮度和整平性;镀铜溶液在没有任何添加剂的情况下,是得不到光亮、整平,且具有优良机械性能的镀层,添加剂的消耗主要是通过电镀过程中阳极的氧化、高温分解、阴极还原变性、吸附带出等方式消耗;添加剂在镀液中的作用如同中药配方,各种成分恰到好处的使用才能发挥最大功效,使用过量也会造成药物中毒,所以在电镀过程中控制添加剂消耗量的平衡至关重要,又因添加剂消耗量受工艺条件的影响较大,所以在生产中控制好添加剂各种成分的平衡就比较空难,现将添加剂的消耗量与工艺条件的关系总结如下,供各分厂参考:
 

一、 阴极电流密度的影响:
阴极电流密度过小,电镀过程中极化过电位就低,会造成添加剂中某些成分消耗量减少,使其在镀液中积累,当超过上限值便会引发质量问题,因此要严格控制电流密度在工艺范围,同时建议非半浸镀槽应准确计算在镀面积,保证电流密度不要太低;
 

二、 阳极电流密度的影响:
阳极电流密度的大小直接影响阳极极化电位的高低,阳极极化电位高,添加剂被氧化的量就多,但所有添加剂组分的抗氧化能力存在差异,致使消耗的量也不会成比例,所以就会出现比例失调的情况;因此阳极面积不宜过小,铜球应及时补加,避免因阳极电流密度过大造成某些成分消耗量增大,出现质量问题;
 

三、 阴阳极面积比的影响:
前面两个方面的问题大体说明了阴阳极面积比例的重要性,如果阴阳极面积比例差异过大,即便是将阴极电流密度控制的再好,但阳极上的电流密度也会偏离正常的工艺要求,会使添加剂中的部分成分消耗过量增大或积累,造成比例失调;
 

四、 温度的影响:
温度是添加剂消耗量的重要控制因素,温度高会使添加剂中的某些成分分解过快,消耗量增大;
温度低添加剂消耗量会减少,但所有成分因抗高温能力不同并非同步减少,容易造成某些成分积累,所以利用降低温度减少添加剂消耗量的方法是不可取的;
 

五、 镀液成分的影响:
镀液成分是决定得到优良镀层的基础,如果没有正常的镀液组分,再好的添加剂也发挥不了作用,镀液中硫酸铜的浓度低,会增大阴极极化,会使容易在阴极表面还原变性的添加剂组分消耗过快,所以保证镀液成分在工艺范围内尤为重要;
 

六、 浸入面积:
此项问题直接决定实际电流的大小,如果实际电流计算不够准确,自然会影响添加剂的消耗量;因此建议客户要么用半浸工艺,要么用全浸;否则镀液的稳定性得不到保障,除非设备装有相关程序,能够准确计算在镀面积;
 

七、 转速的影响:
转速过快会使添加剂在阴极表面的吸附变得困难,同时强烈的搅拌会使阴极的极化度降低,促使添加剂的消耗量减少;
综上所述,影响添加剂消耗量的因素较多,并且每种组分在电镀过程中的消耗途径不完全一样,有的主要通过阳极的氧化消耗,有的通过高温分解消耗,还有的通过阴极还原变性消耗,所以添加剂中间体的组合要有一定的使用范围,但并非是无限制的,因此生产使用过程中应尽量将镀液的成分和生产条件稳定在工艺要求的范围内,才能保证生产过程的稳定和生产的顺畅。
同时建议各制版厂家,注意以下几个工艺参数的控制,对稳定电镀工艺较为重要:
 

1、电流密度要求:
标准半浸工艺不能低于18A/dm2;非半浸(超过半浸)工艺应准确计算实际浸入镀液的面积,电流密度不能低于:14A/dm2,否则会造成添加剂消耗不平衡,出现质量问题;
 

2、镀液的温度要求:
镀液温度应严格控制在39—41℃;过高会造成添加剂分解,过低会造成添加剂积累,两种情况都会造成添加剂组分失衡;
 

3、版辊转速要求:
版辊转动线速应控制在0.8—1.5m/s;因设备显示速度和实际有一定误差,应进行校准;
 

4、上液泵流量要求:
上液泵流量不能低于10吨/H;因过滤芯的堵塞会使过滤机的流量减小,应定期、及时进行更换,周期不应超高30天;
 

5、阴阳极距离要求:
阴阳极距离应控制在40-80mm,即能有效节约能耗,又不会影响电镀质量;
 

6、阳极面积要求:
保证阳极面积:阴极面积在1.5-2:1的范围内;过小的阳极面积会造成添加剂相关组分消耗量增大、镀液组分失调;一般而言要保持铜球与液面平齐;阳极应定期冲洗,防止铜球导电不良,同时避免脱落的阳极杂质污染镀液,周期不应超过一周;
 

7、通电时间要求:
版辊入槽后不宜浸泡过长时间,因现在镀镍层较薄,建议通电时间为:版面接触液面后10-20S;
 

8、初始电流要求:
初始电流应设置在0.5-0.6的范围内,可以防止通电初始阶段版面发黑的情况;
 

9、镀液成分要求:
镀液中硫酸铜浓度控制范围180-230g/L;硫酸含量控制范围50-60g/L;氯离子控制范围80-120ppm;建议镀液每天加水最少一次,镀液化验每周两次,并及时定量调整;
 

10、添加剂补充量要求:
1#添加剂补充量按70-80ml/KAH补充,2#添加剂在保证版面整平性的状态下按65-75KAH补充量添加;应每天测试各镀槽版辊硬度,及时把握镀液状态,并总结规律,选择适合贵公司的添加剂消耗量;每周应校准一次添加剂泵,并在添加剂储备桶上标记刻度,每天检查消耗AH量与添加剂的补充是否平衡;


东运化工技术部
2010-9-30

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