PCB电镀生产中的电镀工艺管理

前言

PCB电镀过程管理是电镀生产中的一个重要环节。它的测定是电镀工人经过千万次的反复试验研究得出的。因此，PCB电镀工艺具有很高的科学性。 PCB工艺的确定不仅要考虑镀层的沉积速率、阴极和阳极的电流效率、金属离子溶解和沉积的平衡，还要考虑pH值的稳定性、温度和电流的宽范围密度，以及出光率、整平性能、亮度范围等方面。因此，必须高度重视工艺中规定的各项技术参数，才能保证良好的镀层。笔者就如何加强电镀过程管理提出以下几点意见。

流程管理

1.1 预处理

PCB电镀前处理是电镀质量的基础。如果前处理不好，涂层不毛羽，或起泡、起壳，甚至两者兼而有之，造成次品报废。电镀前处理主要是去除镀件上的油污、氧化皮、铁锈等。这样既保证了基材与涂层之间的良好附着力，又加快了涂层的沉积速度。同时保证了镀液不会因镀件油污和外来金属杂质的引入而受到污染。

如果有镀锌厂，镀锌后发现镀层有严重的砂眼和毛刺，就反复调整镀液，也不能解决问题。结果，一位老师傅发现，在进入凹槽之前，工件表面有一层类似胶体的物质。原来是盛有浓硫酸的容器内的橡胶溶解粘附在工件表面，无法清洗造成的。因此，笔者建议一定要按工艺规程进行除油除锈，同时还要观察工件的表面状态。预处理包括超声波除油、化学除油、阴极和阳极电解除油、酸洗去除氧化皮和铁锈。要定期分析除油除锈液的成分，定期投料。碱罐要定期过滤，酸罐要定期排放和更换。脱脂除锈液保存完好，确保镀层质量。

1.2 镀液成分检测与管理

1.2.1 实验室分析

定期检测沐浴成分含量，及时调整，是比较科学的管理方法。测试规模可大可小。对于纯电镀种子生产厂家来说，只需要几台简单的试验设备和少量的投资。人员可兼职，可培训操作。

1.2.2 比重法

用波美比重法测量。该方法只适用于镀液成分比较简单的溶液。例如，镀铬以铬酸为主，硫酸仅占1%左右，可以忽略不计。此法也适用于前处理酸（盐酸或硫酸），以及各种活性酸，亦可用波美度来表示。

1.2.3 探索规律，积累经验

采取少而多的措施，逐步摸索消耗和损失的规律来补充，使成分相对稳定，积累一些经验。但这种方法不够科学，主要靠经验来控制。

1.2.4 PCB工艺管理注意事项

(1) 做好工艺管理，除了认真控制配料含量外，还应注意一次性配制罐的水质，以及防止错加、错加化学原料材料。笔者曾经遇到过，将硫脲当成硼酸错误地添加到镍镀液中，导致镀层发黑。后来又加了更多的双氧水和活性炭，大处理后逐渐正常了。因此，笔者建议，在电镀液中加入化学原料时，应做到“初看、二查、三加”，以免造成不必要的损失。

光亮铜酸溶液中氯离子的去除可用银盐法进行，即将计算量的硝酸银（去除1份氯离子需5份硝酸银）溶解于蒸馏水中，然后将碳酸钠溶解在蒸馏水中。将碳酸钠溶液在搅拌下逐渐加入到硝酸银溶液中，待呈碱性时停止。然后用蒸馏水漂洗数次，沉淀物为碳酸银。在搅拌下将Ag2CO3+2HCl＝2AgCl+H2O+CO2加入酸铜溶液中。过滤它。这种方法很好，但是成本高，所以在生产中很少采用。也可用锌粉法除氯，成本低，但必须注意处理要领。首先用1~3gL的水将分析纯锌粉调成糊状。逐渐搅拌后，加入铜酸溶液中。加入后静置0.5h（铜酸溶液无需加热），加入1.5~2.0gL粉状活性炭，搅拌均匀，静置0.5~1.0h，过滤。笔者告诉一个单位误加了盐酸，另一个单位用乡镇自来水配罐。前者效果较好，后者因过夜沉淀再过滤而无效果。

(2)为保证镀液的稳定性，注意不要将外来金属杂质带入镀液中。笔者建议，对于铜上镀镍的产品，镀镍液必须定期用0.05A dm2左右的电流密度波纹铁板电解，或加入除铜剂以保证低电流密度区的亮度。另外，掉入镀镍槽或酸性镀铜槽中的零件应及时取出，防止杂质堆积。对于铜、锌合金件的掉落，建议用窗纱做一个比槽底稍宽的平纱，四个角用塑料管（棒）固定。下班时，应举起四根塑料棒，将掉落的铜、锌合金零件取出，避免或减少铜、锌杂质在镀镍液中的堆积，从而减少镀液失效。

(3)吊架绝缘不彻底或起泡，使镀铬液不干净，造成镀铬液被带入氰化物镀铜液或镀镍液中，污染镀液，造成故障。因此，要求吊架绝缘必须完好无损。对于挂在自动线底部的挂具，工件应在除铬后挂起，以免铬污染镀液。

1.3 运行条件

1.3.1 温度和电流密度

在实际操作中，选择最佳的温度对于电镀的质量和稳定性是非常重要的。根据不同工件选择最佳温度并严格控制，是保证PCB质量的重要措施。温度通常与阴极电流密度成正比。温度高（在工艺范围内），可提高阴极电流密度，镀层精细，沉积速度快。

1.3.2 导电接触

导电接触一般是指吊具与立杆的接触、阳极钩与立杆的接触、立杆与铜锭的接触、铜排与铜锭的接触。每个导电接触点都需要保持铜的颜色，使电阻降低或因局部接触不良而减少不导电，从而影响电镀件的质量。笔者建议导电接触部位要经常刷洗，保持清洁。

1.3.3 阴极运动与搅拌

阴极移动和搅拌的目的是加速离子的对流和扩散，增加阴极电流密度，提高镀层的均匀性，有利于氢气的释放。如果阴极移动行程或频率达不到要求，电镀大型平面工件时可能会出现气瘤或条纹。阴极运动的行程必须控制在10cm左右，频率为每分钟15次。空气搅拌除具有上述作用外，还可以减少光亮铜酸溶液单价铜的产生，但空气搅拌必须与连续过滤相结合。其连续过滤每小时不得少于5~10次，否则易产生毛刺。

2.质量管理

PCB电镀企业应实施现代化质量管理。做好质量管理工作，首先是按照GBT19000-ISO9000质量管理标准建立质量管理体系。为此，有必要建立电镀质量标准，包括对每一道工序的质量要求，如打磨、除油、酸蚀等工序质量标准。同时要建立相应的检验制度，如成品的检验方法，是逐件检验还是抽样检验。制定标准，加强检验，防止不合格电镀件出厂，防止不合格电镀件流入工序间的下一道工序，阻断批量不良品的发生，杜绝生产过程中的不良品，确保质量并提高正品率。因此，笔者建议加强现代质量管理的基础工作。

3.控制原材料质量

PCB企业在采购金属、化工原料时，在关注价格的同时，更注重其品质。笔者认为，价格和质量都要兼顾。如果只考虑价格，会造成镀液不稳定，故障多，最终电镀企业蒙受损失。比如有些锌锭质量差，铅杂质超标，镀层质量不稳定，故障频发。笔者认为，在采购原材料时既要考虑价格因素，又要考虑原材料质量的重要性。价格和质量不容忽视。 PCB企业只有注重PCB原材料质量，配备现代化质量管理体系，才能取得良好的经济效益