镀层均匀性研究

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电镀均匀性测试

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%。

热镀锌层均匀性、附着性和厚度测试试验方法

热镀锌层均匀性、附着性和厚度测试试验方法1.热镀锌层均匀性试验硫酸铜试验✧硫酸铜溶液的制备:将36 g五水硫酸铜(CuSO4- 5H2O)加入100 mL的蒸馋水中，加热溶解后再冷却至室温，每升溶液加1 g氢氧化铜或碱式碳酸铜［Cu(OH)2或Cu2Co3(OH)2］搅拌均匀，静置 24 h以上,过滤或吸出上面澄清的溶液备用。

硫酸铜溶液在温度18 °C时的密度应为1.18 g/cm3，否则应以硫酸铜溶液或蒸馅水进行调整。

✧硫酸铜溶液的用量:按试样表面积不少于8 mL/cm2。

✧配置的硫酸铜溶液可用于多次试验，但最多不应超过15次。

✧试验样品的准备：●应按材质、材料规格、产品形状选取有代表性的试样；●试样切成适当大小后，应与产品在同一工艺条件下镀锌；●试样测试面积不小于100 cm2,钢板试样尺寸为100mm×100mm。

先将试件的两端各去掉5cm,热后分别从试件的两端和中间共取3个试样。

试样加工时不应损坏镀锌层表面。

●螺栓、螺母取原件做硫酸铜试验。

✧试验条件：●用于试验的容器不得与硫酸铜溶液发生化学反应，并应有足够容积使试样在溶液中浸没，试样外缘距容器壁应不小于25mm。

●试验时硫酸铜溶液的温度应为(18±2)℃。

✧试验过程：1)试样表面处理:将准备好的试样用四氯化碳、苯等有机溶剂擦拭，用流水冲洗、净布擦干,将试件露出的基本金属处涂以油漆或石蜡，方可进行试验。

2)浸蚀试验：将表面处理好的试样浸入硫酸铜溶液中，此时不得搅动溶液，也不得移动容器。

3)1 min后取出试样，用毛刷除掉试样表面孔眼处的沉淀物，用流水冲洗、净布擦干，立即进行下一次浸蚀，直至试验浸蚀终点为止。

✧浸蚀结果及耐浸蚀试验次数的确定：经上述试验，试样的基本金属上产生红色金属铜时应作为试验浸蚀终点。

但下列情况不作为浸蚀终点：a）距试样端部25mm内有金属铜附着；b）试样棱角处有金属铜附着；c）试样被擦伤的部位及周围有金属铜附着的；d）试样在用无锋刃的器具将附着的金属铜刮掉后下面仍有金属锌的；e）确定耐浸蚀试验次数时，作为试验浸蚀终点的那次不得计入。

镀层均匀性改善

12 105
32 32
202dm2 442dm2
10 88
32 32
168dm2 370dm2
小铜球
全板阴极面积=144×24×0.2542=223 dm2 图形阴极面积=223*65% =145dm2 结论：大铜球只适用于图形电镀线！
电镀方式改善分布
铜厚测量方法

三点法
五点法九点法
飞巴两端板件中间区域偏薄。
30.00
理论值
改进后A面
改进后B面
改进后平均
25.00
20.00
15.00
10.00
各增加一个钛篮后偏厚
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
5.00
0.00
C线平板改造（进行中）
增加带孔挡板
C线平板改进后 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
新技术展望
镀铜工艺的二个提高：
• 提高板面均镀能力 • 提高深孔深镀能力
阳极改造：
• 可溶性阳极：受形状改变易产生不良电流分布 • 不溶性阳极：钛基材上覆盖混合金属氧化物
业界垂直自走和水平脉冲较为领先！打破“一代厂房、一代设备、一代产品！” 的说法！
改善总结
镀层均匀性改进是电镀界一个永恒的话题；从设备设计到过程控制还有许多值得探讨；改进有路“挡”为径，提升无涯“试”作舟！
改善前：
1
0.00
图5. 板件反面不同行电镀铜平均厚度分布图

浅谈不同基体材料对镀层质量及电镀前处理工艺的影响

浅谈不同基体材料对镀层质量及电镀前处理工艺的影响在工业生产中，电镀是一种常用的表面处理技术，通过在基体材料表面覆盖一层金属或非金属的薄膜，来起到防腐、加工美化、提高机械性能等作用。

不同的基体材料对镀层质量和电镀前处理工艺的影响是不尽相同的。

本文将从不同基体材料对镀层质量的影响以及电镀前处理工艺的影响两方面进行分析探讨。

不同基体材料对镀层质量的影响主要表现在以下几个方面：1. 附着力：基体材料的表面粗糙度、表面清洁程度以及表面活性均会对镀层的附着力产生影响。

一般来说，金属表面的附着力较好，能形成均匀、牢固的镀层，而非金属表面的附着力较差，需要采取特殊的处理工艺来提高附着力。

2. 镀层的均匀性：基体材料的表面形貌和化学成分对镀层的均匀性有一定的影响。

铸铁材料表面存在大量的氧化铁和其他杂质，易导致镀层气孔和缺陷，降低镀层的均匀性。

3. 防腐性能：在海洋环境、酸碱环境等腐蚀性较强的情况下，镀层要求有较高的防腐性能。

不同基体材料的腐蚀性也会导致镀层的防腐性能不同。

电镀前处理工艺对镀层质量的影响也是十分重要的。

1. 表面清洁：无论是金属还是非金属基体材料，表面清洁是电镀前处理工艺的重中之重。

表面油污、灰尘、氧化物等都会影响镀层的质量和附着力，因此要采取适当的清洗工艺确保表面的清洁。

2. 预处理：对于一些特殊的基体材料，需要进行预处理以提高电镀的效果。

对于铝基材料，需要进行除脂、碱洗、酸洗等处理，以去除氧化膜和油污，提高镀层的附着力。

3. 表面活性处理：在一些情况下，需要对基体材料进行表面活性处理，以提高表面的化学反应活性，从而增强镀层的附着力和均匀性。

在实际生产中，针对不同的基体材料和要求的镀层性能，需要采取不同的电镀前处理工艺。

下面，我们分别以金属和非金属基体材料为例，来探讨它们在电镀中的影响和处理工艺。

金属基体材料是电镀的主要对象之一，其表面处理工艺通常包括除油、酸洗、酸中和、水洗、镀前活化、水洗、镀镍、再水洗等环节。

浅议提高大型杆类件镀铬层厚度均匀性的方法

浅议提高大型杆类件镀铬层厚度均匀性的方法作者：郭长林张嵩李红兵刘二强来源：《科技资讯》2018年第32期摘要：活塞杆对镀铬层厚度均匀性有严格要求。

而在大型杆类镀件电镀硬铬中电镀时间长，镀铬电流大，加上镀铬液分散能力极差和电镀的尖端效应，易产生电流密度分布不均匀，造成镀件镀层厚度均匀性差。

本文主要谈论的是影响大型杆类件镀铬层厚度均匀性的因素及提高大型杆类件镀铬层厚度均匀性的方法。

关键词：大型杆镀铬均匀性影响因素辅助盖板中图分类号：TQ153 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（b）-0098-02镀硬铬因具有使镀件的外观更优美、硬度更大、更耐腐蚀、不易变色等特点而得到广泛的应用。

而镀铬层均匀性是镀铬质量的主要指标。

由于镀铬液的分散能力极差，在镀铬的过程中很难得到厚度均匀的镀层[1]。

镀件设计、机械加工工艺、几何因素、电镀挂具、镀铬液成分、环境温度对镀铬层均匀性都有影响，从而也影响了镀铬在很多方面的运用[2]。

传统的活塞杆加工多采用的工艺流程为：精磨（至镀前尺寸）→镀硬铬（至完工尺寸加0.03～0.05mm）→镀后精磨（至完工尺寸）→抛光→装配。

这种工艺流程对镀层厚度的均匀性要求不是很高，只要最薄处达到厚度要求，镀后再将厚的地方经过打磨、抛光才能符合要求，但是这种方法所需的成本较高。

为了降低成本同时保证产品质量，要求缩减镀后打磨、抛光工序，直接镀出合格的均匀性镀层，迫使我们进一步探讨镀铬层均匀性的影响因素和提高方法。

1 影响大型杆类件镀铬层厚度均匀性的因素1.1 阳极与镀件布局的影响镀件的厚度均匀性很大程度上取决于阳极与镀件之间的布局。

一般情况下，阳极与镀件的距离越近，得到的镀层就与镀件的几何图形越相似。

如果镀件与阳极的距离越近，电流密度在阳极表面的分布就越不均匀；如果阳极与镀件的距离太远，还会造成溶液电阻增大，使电能损耗增加。

因此在电镀不同镀件时，掌握好距离是十分有必要的。

提高镀锡板镀层均匀性的研究

随着制罐包装行业的发展，镀锡板的性对能、面质量要求的提高，速电镀锡线采用不表高溶性阳极进行电镀。电镀过程中，钢边部由带
于尖端效应引起电流密度密集，而导致带钢从边部镀锡量的积聚增厚。增厚的镀锡量一方面影响到制罐过程中的焊接工艺，一方面带来另
生产试验表明，高速甲基磺酸盐镀锡生产线，加入
一
定量的添加剂可扩大电镀电流密度范围。实际电流密度的自动调整，时凸显出甲基磺酸盐电此
生产过程中，度、速板宽、层厚度的变化会引起镀
镀锡较宽的电流密度变化区间的优势，充分满能
・
４０・
３０．ｏ２５．Ｏ２ＤＪ０
曲
梅山科技
２１第４期０２年
平整的镀锡层。同时介绍了如何通过使用边缘
１５．Ｏ
罩来屏蔽高速电镀锡生产线下带钢边部镀层增厚的情况。
参考文献
［］鄢力．１酸性光亮镀锡溶液的维护与管理［］电镀与精饰．Ｊ．
带钢沿板宽方向镀层分布
４结语
酸镀锡层织构的影响［］电镀与精饰，０４２（）１Ｊ．２０，６２： —
３，７．
［］杜小光，３牛振江，李则林，电沉积条件对甲基磺酸锡镀等．层织构的影响［］电镀与涂饰，０４，３５：９Ｊ．２０２（）６— ．

回流镀锡铜带工艺及镀层性能研究

回流镀锡铜带工艺及镀层性能研究摘要：本文介绍了黄铜C2600铜带回流镀锡工艺流程，通过采用X射线测厚、合金层厚度的分布、合金化速度、盐雾、可焊性及耐热剥离实验，对镀层均匀性，表面成分和性能方面综合研究。

测试结果表明，镀层盐雾试验和老化试验、回流焊试验性能优良，材料附着力良好，镀层无分离或剥落，老化后回流焊后镀层仍有良好的可焊性。

关键词：回流镀锡，工艺，合金层，锡须1、前言电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，使金属或其它材料表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、耐热性、抗腐蚀性及增进美观等作用。

镀锡铜板带具有多种优良特性，镀锡能防止铜板带被氧化和受到酸性、碱性等物质的腐蚀、降低电机元件和电子元件中的接触电阻，在新一代汽车信号传输、先进轨道交通、光伏与新能源汽车、家用电器、医疗设备等得到了广泛的应用和发展，主要用于连接器、半导体、高端电子元器件、精密接插端子的制造。

锡须是电镀锡产品在时间久了之后，应力自行释放，在某个点长出胡须一样的锡线，从而造成短路的风险。

这个过程虽然说是一个很缓慢的过程。

甚至于这个过程缓慢到很多人会忽视这个问题，锡须的危害在于其可能连接到其它线路上，并导致电气短路，断裂后落在某些移动及光学器件中引起这些器件的机械损害，处于相邻导体之间可能产生弧光放电，烧坏电气组件等。

由于锡须通常在电镀后每年以0.03-0.9mm速率生长，在一定的条件下，生长速率可能增加100倍甚至更高，因而会对产品的可靠性造成潜在的危害比较大。

回流电镀锡是通过电镀的方式镀暗锡，经过高温表面回流使表面达到镜面，且镀层厚度均匀。

由于经过高温重融处理，也能够有效的抑制锡须的生长，保证电气电路的安全稳定。

本文研究了回流镀锡铜带的生产工艺及镀层性能，回流镀锡铜带产品已得到了泰科等国际知名连接器客户的认可。

2、工艺介绍回流镀锡铜带产品基材选取C2600（H70）铜合金，带材厚度0.25mm,宽度305mm，锡层厚度0.8-2.0 μm。

电镀加工过程中镀层尺寸精度控制研究

电镀加工过程中镀层尺寸精度控制研究电镀加工作为一种常用的表面处理技术，在工业制造中扮演着重要的角色。

然而，镀层尺寸精度控制一直是电镀加工过程中需要解决的难题。

本文将探讨电镀加工过程中镀层尺寸精度控制的相关研究。

首先，我们需要了解电镀加工的基本原理。

电镀加工是利用电流通过电解液，将金属离子在工件表面沉积成一层金属薄膜的过程。

而镀层的尺寸精度受到多种因素的影响，其中包括材料的特性、电解液的组成、工艺参数等。

其次，镀层尺寸精度控制的关键在于控制电流密度分布。

电流密度分布是指电流在工件表面的分布情况，它直接影响到镀层的均匀性和厚度分布。

因此，研究者们通过调控电解液的成分和工艺参数，以及设计合理的阳、阴极形状，来实现镀层尺寸精度的控制。

在电解液的成分方面，研究者们发现镀液的酸碱度对镀层尺寸精度有较大影响。

具体而言，酸性镀液有利于提高镀层的尺寸精度，而碱性镀液则相对较差。

这是因为酸性镀液中的氢离子浓度较高，有助于提高电解液的导电性，使得电流密度分布更加均匀。

除了电解液的成分外，工艺参数也是影响镀层尺寸精度的重要因素。

其中，电流密度是一个关键参数。

研究者们通过调整电流密度，可以控制镀层的厚度分布，从而实现尺寸精度的控制。

此外，温度、搅拌速度等参数也会对镀层尺寸产生影响。

通过优化这些参数，可以有效控制镀层尺寸的精度。

此外，设计合理的极形状也是实现镀层尺寸精度控制的重要手段之一。

研究者们通过改变阳、阴极的形状，可以调整电流密度分布，从而实现镀层尺寸精度的控制。

例如，在需要获得较高精度的镀层时，可以采用带有凸起结构的阳极，以增加电流密度在凸起部位的分布。

除了上述措施外，还有一些新的技术正在被研究和应用于电镀加工中，以进一步提高镀层尺寸精度的控制。

例如，有学者提出了基于计算机模拟和优化的方法，通过数值模拟和实验验证相结合的方式，来实现镀层尺寸的精确控制。

此外，一些纳米加工技术也被引入到电镀加工中，以提高镀层的均匀性和尺寸精度。

晶圆无氰电镀金厚度均匀性研究

晶圆无氰电镀金厚度均匀性研究王川宝;王强栋;刘相伍【摘要】针对晶圆正面无氰电镀金均匀性差的问题,通过分析电镀均匀性的影响因素,设计单因素对比实验,研究了晶圆挂镀无氰镀金工艺中阴极扎针个数、阴阳极距离、均匀性挡板开孔尺寸四个因素对正面镀金层厚度均匀性的影响,分析了各因素的影响机理.确定最佳工艺条件为:压四根针,阴极抖动频率为40次/分钟,均匀性挡板开孔尺寸为70cm.生产过程中镀层目标后的为4μm时,均匀性可控制在0.2μm 以内.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P173-175)【关键词】无氰镀金;镀层均匀性;晶圆;均匀性挡板【作者】王川宝;王强栋;刘相伍【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TQ153随着半导体技术的发展，III-V族化合物半导体器件（包括砷化镓、氮化镓、磷化铟等）以其超高速、低功耗、高功率、多功能、抗辐射等优势逐渐成为半导体研究的热点[1]。

金是化合物半导体制备工艺中常用的一种金属，它具有导电性良好、化学性质稳定、硬度低、易于打线键合、易于烧结等优点。

电镀金工艺具有工艺简单、电镀速率快、电镀金纯度高等优点，在化合物半导体制备工艺中应用广泛。

电镀金工艺在晶圆制备过程中一般起加厚导电层、图形互连、作为键合和烧结层等作用。

为避免趋肤效应对电路的影响，金镀层厚度一般控制在几个趋肤深度以上（3μm～6μm）。

由于金镀层厚度直接影响导线电阻，加厚耦合线图像时镀层厚度会直接影响信号相位，为保证圆片内各管芯性质均匀一致，需严格控制整个圆片上金镀层厚度均匀性。

本文主要研究无氰电镀金工艺各因素对晶圆金镀层厚度均匀性的影响及其影响机理。

实验采用的圆片为4英寸圆片，电镀前已进行桥墩光刻、桥面溅射、桥面光刻工艺，桥面溅射选用的金属为Ti/Au，厚度分别为为30nm/70nm。

影响镀层厚度分布均匀性的因素：镀液性能因素-阴极上的电流分布

影响镀层厚度分布均匀性的因素：镀液性能因素-阴极上的电流分布当只考虑几何因素对阴极电流分布的影响时，称为“一次电流分布”；若同时考虑电化学因素的影响，则称为“二次电流分布”。

电流分布不等于金属分布，因为后者还与不同阴极电流密度时的电流效率有关。

在此，先讨论二次电流分布的影响因素，即不考虑阴极电流效率影响的问题。

显然，此时工件上的阴极电流密度分布越均匀，则镀层厚度分布越均匀。

2．2．1 几个概念2．2．1．1 远阴极与近阴极将一个工件装挂于阴极杆上，同一个阴极工件的不同部位到阳极的距离不可能完全相同(与工件装挂方式及其本身形状和复杂程度有关)。

离阳极最近的一点(或线、面)称为“近阴极”，其与阳极的距离以k表示；离阳极最远的一点(或线、面)称为“远阴极”，其与阳极的距离用，抚表示。

2．2．1．2 远近阴极距离差远、近阴极与阳极距离之差，称为远近阴极距离差，以△l表示，则△l=l 远—l近。

2．2．1．3 镀液的电导率镀液为正负离子导电，是第二类导体，它也存在电阻。

镀液单位体积(边长为 1 cm的正方体，即l cm3)的电阻称为镀液的电阻率，以p表示。

电阻的倒数称为电导，电阻率的倒数二则为电导率，单位为“西门子／厘米”(S／cm)。

电流通过电阻时会产生电压降。

平时所说的“槽电压”就是电流通过镀液、阴极杆与挂具、挂具与工件及阳极相关部分总串联电阻的电压降。

镀液的电导率越高，则槽电压越低。

整流器的输出电压要高于槽电压，其差值则为汇流排、汇流排与阴阳极杆接触电阻、汇流排与整流器输出板接触电阻等“外电阻”的电压降。

若汇流排(或软线)面积过小、接头太多或接头接触不良，外电路上发热量大，直流损耗也就大。

当阴阳极杆的截面积过小时，也有压降损失，两个端头测得的槽电压会有差别。

将直流回路上的电压损失尽量降低，是必要的节能措施。

滚镀时，浸入镀液中滚筒孔眼的总表面积为镀液的导电面积。

若滚桶孔眼过小、开孔率过低，该值则很小，槽电压很高，槽液发热快，甚至整流器开至最大，电流也上不去。

电镀均匀性改善研究

电镀均匀性改善研究2008-8-15 17:02:04 源自: 作者:摘要：本文针对图形电镀线电镀均匀性不佳的状况，通过一系列细致的试验分析，完成了在缸体上部增加特定尺寸的阳极挡板，以及在浮槽侧面进行大小、间距适宜的开孔等改造措施，改善了该线的电镀均匀性，使其均匀程度由改善前的20.8%，提高到改善后10.3 %。

关键词：电镀均匀性；阳极挡板；浮槽1. 前言随着PCB 不断向轻、薄、短小高密度方向发展，给很多设备和生产工艺带来了更高要求。

其中线路板图形间距越来越小，而孔铜厚要求却越来越高，给图形电镀均匀性就提出了新的挑战。

我司旧图形电镀线在加工整板细密线路(最小间距3.5mil)的板子时，板边细密线路容易夹膜，导致报废。

且发现板上有规律的铜厚分布不均匀，导致半成品切片判断孔铜失误，不能有效对半成品的铜厚作出准确判断。

故决定对此线电镀均匀性进行专门测试分析，组织进行改善。

2. 测试说明：1)整个图形电镀线的电镀窗口为52×24(Inch2)，深方向为24Inch；2)采用生益FR-4 板材，尺寸：24X24Inch2，2 块此尺寸板并排放置于电镀缸中进行测试；3)测试板距溶液表面0-1Inch，悬挂于溶液中间，不加分流条，22ASF,电镀60 分钟；4)深方向是指板子从镀液表面到溶液底部的方向；水平方向是指与阴极杆平行的方向；5)测量仪器采用的是德国Fischer 公司感应式表面铜厚测试仪，测量误差<0.5um；6)测试时每2×2Inch2 取一个测量点，用电镀后的铜厚减去电镀前的铜厚进行统计分析；7)因每进行一次测试，2 块板两面共有576 个数据，限于篇幅，文中只展示每次正面测量所作出示意图。

7 次测试的数据，作为附件，另附一个文档。

3. 改善目标：1)总体COV(标准偏差与总体平均值的比值百分数)<11%（业界参考标准为<=8-12%)；2)深方向镀铜厚度平均差异(深方向极差)<3um。

钢管镀锌层均匀性实验原理

钢管镀锌层均匀性实验原理
镀锌层均匀性试验一般采用硫酸铜法。

原理：通过使用硫酸铜溶液浸蚀试样，置换出锌金属的时间及程度，判断其镀层均匀性。

试样配制：将36g化学纯硫酸铜溶于100ml蒸馏水中，加热溶解后冷却至室温，加入氢氧化铜或碳酸铜（每21L硫酸铜溶液加入1g），搅拌混合均匀后，静止24h以上，过滤后的清液则为所需的试样。

试验方法：取三块试样进行浸蚀试验，每次静止浸泡1min，不能搅动及移动试样，试样取出后用清水冲洗干净擦干后进行下一次侵蚀。

若锌层均匀，试样经硫酸铜侵蚀五次后不变红未镀上铜）。

试验溶液只能浸蚀15次。

（3）镀锌层附着性镀锌层附着性测试采用锤击法。

试件水平放置，锤头面向台架中心，锤柄与底座平面垂直后自由落下，以4mm 间隔平行打击五点，通过检查锌层表面状态，是否出现锌层剥离凸起现象，而判断其附着性。

打击点应离试样端部10mm以外，同一点不得打击两次。

（4）材料性能试验钢材的性能主要指力学性能，可分为强度性能、塑性及冲击韧性。

强度性能表示钢材塑性变形和破坏的抵抗能力，包括弹性极限、屈服极限、强度极限、疲劳极限及硬度。

塑性表示钢的塑性变形能力，包括延伸率。

面积缩减率和冷弯性。

冲击韧性表示钢材对冲击荷载的抵抗能力。

由于材料中各种成分含量高低影响钢材的力学性能，所以对钢板原材料性能检测时包括化学分析、拉
伸试验和弯曲试验。

若护栏生产厂家提供原材料生产厂出具的质量证明书时，仅做拉伸试验。

若对钢材有怀疑时，三项试验都须进行。

提高镀银件厚度均匀性工艺研究

提高镀银件厚度均匀性工艺研究针对压气缸类件镀银厚度不均匀情况，设计制作360°无动力自旋阴极装置，使工件各部位的厚度偏差控制在±10%以内，解决厚度不均带来的工件质量问题，有效提高了工件的合格率，降低了产品的成本。

标签：阴板装置；转速；金属沉积；镀层均匀0 引言镀银技术是高压开关设备核心技术之一，镀银层质量的优劣直接影响到高压开关产品性能和使用寿命。

在高压电器产品中核心导电部位均采用镀银工艺，以减少连接部位接触电阻。

因其对电气性能要求高，又与绝缘材料直接接触，所以必须采用局部镀银工艺才能满足这一性能要求。

本文针对电镀过程中出现厚度不均匀的瓶颈问题，展开一系列工艺技术研究。

通过对360°无动力自旋阴极技术的攻克，提高镀层沉积速度及分散性，以确保镀层厚度的均匀性，从而提高工件的镀层质量，降低了产品生产成本。

1 技术研究方案360°无动力自旋阴极装置（简称阴极装置）研制。

压气缸类件是公司产品核心导电工件，在镀银加工过程中，采用常规遮蔽技术和传统的静止挂镀的方式进行局部镀银，由于工件外圆尺寸一般为150～180范围，要求镀银50μm，受限于槽体结构和静置挂镀的工艺方法，溶液流动不畅通，工件不同部位镀层厚度差异率大，偏差约为50%～300%，为了满足最小部位镀层厚度，只有延长电镀时间，这样不但生产效率低，银料消耗大，而且镀层质量也得不到保证。

（1）阴极装置设计思路。

根据压气缸类工件结构特点，设计制作360°无动力自动旋转阴极装置，依靠槽体内溶液的流动力带动工装下端扇页的旋转，使得工装的主体旋转。

为了能使旋转连续，并尽最大可能地减少转动阻力，在挂具上端引进轴承结构。

从而达到不借助外力情况下溶液能够带动工部件旋转，金属离子在工件表面沉积机会均衡，镀银层表外溶液环境流动活跃，增大电流密度范围，节约电镀时间并得到厚度均匀的镀层。

（2）阴极装置结构设计。

该阴极装置设计包括：轴套挂具头、上挂主杆、旋转扇页三部分。

影响镀层厚度分布均匀性的因素

一、影响镀层厚度分布均匀性的因素：使镀层厚度分布均匀的重要性电沉积时总希望镀层厚度在工件上的分布越均匀越好。

当工件上沉积的总金属量相同时，若厚度分布不均匀，则会带来很多坏处：(1)对于阳极性镀层，镀层薄处经不起牺牲腐蚀会先使基体产生锈蚀。

而一个制件部分锈蚀后则已不合格，造成了镀层过厚处金属的浪费。

若为保证最薄处不生锈，只能加大平均厚度，导致电镀成本增大。

(2)对于阴极性镀层，薄处镀层孔隙率高，很易产生点状锈蚀，继而锈点加大，形成连片锈蚀。

与阳极性镀层相比，阴极性镀层薄处锈蚀更快。

对于局部防渗氮、渗碳镀层，薄处易形成孔眼，失去保护作用。

若厚度均匀则各部分孔隙率差别不大，总体防蚀性提高。

例如，对电池钢壳滚镀亮镍，壳内(特别是靠底部的地方)镀层很薄，甚至在清洗烘干时即已起小锈点、泛黄，为此要“出白”处理，迅速用水溶性封闭剂封闭后干燥。

(3)对于光亮性电镀，镀层薄处因阴极电流密度小，故光亮整平性差，影响整体外观。

(4)合金电沉积时，不同厚度处的合金组分不相同，或外观不均(如仿金镀)，又或抗蚀性不一致(如锌镍合金)。

(5)不同厚度处镀层的物理、机械性能(如脆性、内应力等)不一样。

若镀后还要作冲压成型等机加工处理，镀层过厚处往往机加工性能不良(起皮、开裂、粉状脱落等)。

无论从防蚀性，还是外观、机加工性能等方面讲，都希望提高镀层厚度的均匀性。

对于尺寸镀硬铬，若用户要求镀后不作磨削处理，则很难办到；有时为了保证最薄处达到最终尺寸要求，厚度均匀性差时，不得不大大加大平均厚度，这在生产中并不少见。

为使制件上镀层各部分厚度尽量接近，必须了解影响厚度分布均匀性的因素。

二、影响镀层厚度分布均匀性的因素：镀液性能因素-镀液的分散能力与深镀能力这是镀液的两项重要技术指标，一般为新工艺研究的必测指标。

镀液的分散能力是指镀液使镀层厚度分布均匀的能力，又称均镀能力，通常用T·P表示。

在其他条件相同时，分散能力越好，则镀层厚度分布越均匀。

板面电镀均匀性研究

板面电镀均匀性研究1. 前言电镀均匀性直接影响着图形转移时蚀刻的均匀程度。

3/3 线的制作已经成为一种瓶颈，如果电镀铜厚不均匀，会对蚀刻的均匀性产生很大的影响，从而造成线幼或间距过小。

印制电路板的高可靠性也对线路的质量和线路的均匀性提出了很高的要求，因此对电镀均匀性的研究显得非常重要[1]。

目前很多PCB生产厂采用传统的单点夹具，上板时板和板之间存在或大或小的间距，每块板上夹具的数量也不相同，分配到每块板上的电流大小也不尽相同，从而导致电镀铜厚的差别很大。

针对该问题，本实验从改变上板方式、夹具间链接方式等问题入手，对影响电镀均匀性的因素进行了研究，并根据实验结果对夹具进行更新设计，通过实验证明新夹具在改善电镀均匀性的合理性。

2. 实验部分本实验所用板材为双面板，板厚为1mm 左右，板面铜箔厚度为HOZ，裁成尺寸为16″×20″的样板。

2.1 上板：本实验根据板间距离分成两组，一组为板与板之间留有或大或小的空隙，另一组为板和板之间不留空隙，两块板紧靠。

在每组板中，又设计了四种不同的板间互连方式。

一种为板间不互连，作为对照；一种用铜箔包住板的上端，实现板与板间互连，夹具加在铜箔上；一种是在板下角钻孔后用铜丝将板连在一起；最后一种是将夹具用铜丝连在一起。

实验方案列于表1，各不同实验的上板方式和互连方式如图1 所示。

2.2 电镀：利用槽式垂直电镀线对上述8 组试板分别电镀，电镀参数为20ASF×48min，电镀过程中用钳表测各夹具上通过的电流。

2.3 数据采集及切片分析：每Panel 取9 个切片，切片位置如图2 所示。

每个切片X、Y 方向各读取5 个数据，这10 个数据的平均值作为该点的铜厚。

不同位置的铜厚进行板内偏差分析（X、Y 分别分析），9 个切片的平均值作为整板铜厚，整个飞靶上的板作板间偏差分析。

按纵向和横向将9 个位置的板厚分成3 组，分别统计各板板边和中心部位铜厚的差别。

镀层改善报告2

关于产品镀层均匀性的改善报告
通常来说，关于影响产品镀层的直接因素有：
电流（I）：
电流大小直接影响镀层的厚度。

一般来说，在铜表面镀锡中，每分钟内1ASD的电流密度Current density（J）厚度约为0.45μm。

电流密度计算公式：J=I/S
其中S为阴极表面积，I为电流。

钢带速度v（m/min）
钢带速度v影响产品的厚度H：若电镀流程槽有效长度L，产品长度为△L，被镀阴极总表面积为S，故：
1/J=0.45/H
I=JS
所以四个整流器电流应为： I1=I2=I3=I4=I/(L/4)
每条产品所需电流为：△I=I/(L/△L)
镀液中酸锡的浓度C（g/l）及比例
其中酸的作用：
1、溶锡：溶镀液中存在的sn 、sn2+，促进sn2+靠近阴极反应；
2、导电：增强镀液的导电性能；
3、抗氧化：抑制镀液中的sn2+氧化成sn4+。

锡的作用：在镀液中以sn2+的形式存在，促进和增强阳极来镀阴极。

屏蔽挡板的高度h（cm）
(1) (2)
屏蔽板和产品的相互对位置
在电镀过程中，镀槽中屏蔽板的高度和阴极产品宽度的位置影响着镀层厚度的分布，如（1）图所示，屏蔽板过低，造成阴极上端部分电流密度过小，下端电流密度过大，造成上下两端镀层厚度偏差过大。

故如图（2）所示，根据阴极的宽度来调整屏蔽板高度，使其表面电流密度分布均匀，镀层也随之均匀。

根据测量镀层的曲线斜率调整镀层的均匀；控制范围7.0-20.32μm。

内控为8.0-16μm。

钢带夹取位置。

利用镀液组成改善镀层厚度均匀性

Ｃｏｅｒ）化，高密度化和小型化的半导体Ｉ发展，封Ｃ的
可以获得高均镀能力（ｒｗｉｇＰｗｅ）的ＣＳＴｈｏｎｏｒｕＯ
电镀添加剂，对于板厚１６ｍｍ，孔径ｏ．ｍｍ的．０３
装基板要求更加的微细线路化，但是根据高频传输特性的观点，改善肜电镀的镀层厚度分布也是非常重要的课题。本文就用作ＰＢ线路材料的ＣｕＯ电ＣＳ镀，如何提高贯通孔电镀或者导通孔填允的形电
Ｐａｔｒｌｉｇ；ｒｇｈｆｌｎＴＶＳｉｉｇｔｅｎｐａｔｎＴｈｏｕｉｉｇ；ｌｆｌｌｎ
随着半导体器件的岛密度化和高速化，电子设
备实现了高性能化，高功能化，小型化和薄型化。
旨在实现元件安装的ＰＢ的微细线路化和岛密度化也Ｃ是不可缺少的。
ｔｉｋｅｓｕｆｒｉｎＰｈｃｎｓｎｉｍｔｏＣＢｙｌａｆａｉＳｌｔｇｂｔｏｐｓｔｎ．ｏｙｂｎｅｎｓｏｃｄＣｕＯ４ｐａｉａｈｃｍｏｉｏｎｉ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
ＡｃａｌＣｕｉＳＯ４ｐｌｔｎｇｂａｈ；ａｉｔＴｈｒｏｗｉｇｐｎｏｗｅｒ；Ｔｈｏｕｇｈｈｏｌｌｉｒｅｐａｔｎｇ；Ｖｉｉｉｇｐｌｉｇ；ａｆｌｎａｔｌｎ
极小径贯通孔（高板厚／径比的贯通孔）来说，朱孔

图形电镀铜层厚度的均匀性

图形电镀铜层厚度的均匀性（一）【摘要】要获得精细导线PCB的蚀刻的高质量其关键因素就是确保镀铜厚度图形表面的均匀性。

现就为达到良好的图形电镀厚度的方法的进行讨论。

现将BGA的图形分隔成小部分面积和活化致密的面积。

在BGA 图形的电流分布是通过拉普拉斯方程式和精密的伏特计装置解决数值的模拟分析来解决。

这种模拟方法测定电流密度分布是很有效的，而决定的因素却是图形密度和电镀溶液导电度。

为获得镀层的均匀性，通过设置辅助凸状电极在每个BGA图形的边缘，辅助凸状电极吸收电流有助于集中于分散图形。

这种图形的一般位置是在接近放置在BGA图形的边缘，于是采用辅助凸状电极，使电流集中稀少分散图形，使接近BGA图形边缘电流减少。

电流分布是通过辅助凸状电极距离和高度而变化的。

采用或选择最隹的辅助凸状电极位置变化，其厚度层的最小误差可以达到3.37% 。

1. 绪言近年来由于电子设备的多功能化，电子设备的封装技术的迅速变化，使其向着高密化、小型化的方向飞速发展。

半导体的插脚的数增加，BGA（Ball Grid Array）基板上的封装方式就有了很大的变化，由于BGA基板图形的导线的精细化要求，其布线的节距达到40μm以下，要形成这样精细的导线的，就需要采用铜箔蚀刻即采用减成法工艺或加成法工艺来实现的。

加成法就是在基板上采用阴极真空溅射技术或化学沉积铜工艺形成薄的金属镀层，然后采用图形转移工艺覆盖膜制成所需要的电路图形，然后再进行电镀，使图形暴露部分进行电镀加厚（即图形电镀工艺），退除膜后即可以在极短的时间完成蚀刻，精细电路图形形成。

因此，由于采用加成工艺方法采用差蚀法蚀铜量很少，电路图形的精度就比较高，精细导线的形成是很适宜的、可选择的工艺方法。

但尽管这种工艺方法比较理想，但仍然存在着在图形电镀时，由于电路图形的布线密度有疏密和粗细导致电镀时镀铜厚度的均匀性比较差，因此要求镀层厚度的均匀性是很重要的。

因为电路图形导线比较稀的部分电流集中，致使镀层的厚度增加，相反导线密的部分镀层厚度减少，使形成的镀层厚度的均匀性比较差。

热镀锌-5%铝-稀土合金层的均匀性试验硫酸铜浸渍法

热镀锌-5%铝-稀土合金层的均匀性试验硫酸铜浸渍法C.1试样的准备从每批中任取2根钢管，在钢管的一端截取不小于150mm 长的管段作为镀层均匀性试样。

应先去除试样表面的油污等，再用清洁的软布擦干净试样表面。

C.2试验溶液的配制将33g 结晶硫酸铜(CuSO 4·5H 2O)或约36g 工业硫酸铜溶解于100mL 的蒸馏水中，再加入过量的粉状氢氧化铜[Cu(OH)2]或碱性碳酸铜(化学纯)[CuCO 3-Cu(OH)2]，以中和游离酸。

如加入氢氧化铜，每10L 溶液中约为10g，如加入碱性碳酸铜，每10L 溶液中约为12g，根据容器底部的沉淀来判断是否过量。

同时充分搅拌，然后静置24h，再过滤澄清。

如以粉状氧化铜(CuO)代替氢氧化铜时，则每10L 溶液约为8g，但应静置48h 后过滤。

制成的试验溶液密度在15℃时为1.170kg/dm 3。

C.3试验容器C.3.1试验容器应选择相对硫酸铜呈惰性的材料。

C.3.2容器的内部尺寸应使试样浸入溶液后与容器的任何一壁至少保持25mm 的间隙。

C.4试验操作方法C.4.1试样应以切割端向下，浸渍在溶液中的长度应不小于100mm，在硫酸铜溶液中连续浸渍5次。

试验过程中，试样及溶液温度应保持15℃～21℃，不准许搅动。

试样每次浸渍时间需持续1min，取出后应立即在流动的清水中清洗，并用软刷将黑色沉淀物全部清理干净，再用软布擦干。

C.4.2除最后一次浸渍外，试样应立即重新浸入溶液。

C.4.3试验溶液经20次浸渍试样后应废弃，不应使用。

C.5试验结果的判定C.5.1试样经过连续5次浸渍，并经最后的清洗和擦干，不应呈现红色(镀铜色)。

但在距试样末端25mm 以内及离溶液液面10mm 以内部位有红色金属铜沉积除外。

C.5.2如经上述试验，在试样上呈现红色金属铜沉积，其附着性可用下面方法判定：在1:10盐酸溶液中浸入15s 后立即在流动的清水中擦洗，如其底面重现合金层，试样判为合格。