镀铜、镍、金、锡和锡铅制程术语手册

日期: 2024-06-14 10:05:59|浏览: 66|编号: 74027

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镀铜、镍、金、锡和锡铅制程术语手册

1. 防坑剂

是指加入电镀液中的有机添加剂,能降低镀液的表面张力,使镀层表面产生的氢泡迅速逸出,从而避免因氢的附着而产生凹坑。这种防点蚀剂在镀镍槽中最常用。

2. 上光剂

是加入电镀液中使镀层呈现光泽的化学药剂,一般上光剂可分为主上光剂(称为载体上光剂)与次上光剂,前者是帮助后者均匀分布,这些都是经过不断实验而发现的有机添加剂。

3.刷镀

它是一种不需要电镀槽的简易电镀设备,用“刷镀法”对不方便放入槽中的大型零件进行全镀或局部电镀,又称涂镀或擦镀。

4. 构建

通常指通过电镀使特定区域增厚。该词在其他地方表示“沉积”。

5. 烧焦

指电镀电流密度过大,镀层失去金属光泽,呈现灰白色、粉状的区域。

6.活性炭处理

各类电镀槽在使用一段时间后,难免会因添加剂的裂解、板面抗蚀剂的溶解等原因而产生有机污染。这时就需要在镀液中加入极细的活性炭粉末搅拌吸收,再过滤即可除去污染,这便称为活性炭处理。平日里,也可以用装有活性炭颗粒的滤筒进行保养过滤。

7. 滤芯

此词原指子弹壳或弹药筒,在PBC、电镀行业中用来表达过滤器中的“可更换滤芯”,是一种用聚丙烯纱制成的空心短柱,可使加压槽液从外向内流动,并捕获漂浮的细小颗粒,是一种深层过滤介质。

8. 错误离子

电解质溶于水会水解成离子,如食盐可水解成简单的Na+和Cl-。但有些盐水解后会形成络合离子,如钾金氰化物(金盐),水解成K+简单离子和Au(CN)-2络合离子。这便是“络合”的意思。选择译名时,是从日文汉字“错离子”抄过来的。这个名词困扰了学生很多年,实在难以理解词义。如果早年的前辈们能在上述四个字中不选“错”字,其余三个字就比较容易理解了,也不至于犯下如今无法纠正的“错”,而要一直“错”下去。可见翻译之初,确实应该执着谨慎,小心谨慎地进行严肃的考证,以免祸及后人。 另一类是络合剂,如氰化物、氨水等,能引起其他元素发生络合反应。

9. 盐 导电盐

在贵金属电镀液中,由于加入的贵金属含量不是很高(镀金液中金含量仅为5g/l左右),为了保持槽液的良好导电性,必须在槽液中加入一些起导电作用的钾、磷酸钠、盐酸或其它有机盐,这些物质称为导电盐。

10. 水:去离子水

利用阴离子及阳离子交换树脂同时吸附除去水中原有的各种离子,所得到的纯度极高的水称为“去离子水”,简称DI水,又称去离子水,俗称纯水,可用来配制各种电镀液。

11. 漆膜处理

是指利用电镀、真空蒸镀、化学镀、印刷、喷涂等不同的加工方法,在各种基体表面形成各种外膜的过程。

12. 拖入/拖出

意思是说,在湿法工艺中,当板子进出每个槽站时,由于板子本身的多孔结构,往往会把上一槽溶液中的化学药剂“带出来”,经过清洗后,可能还会有少许残留,这些残留就会被“带进”下一槽溶液中,从而造成下一槽的污染。因此,为了延长每槽溶液的使用寿命,必须彻底清洗。

13. 假镀膜、假电镀

各类电镀槽运行一段时间后,都要用活性炭处理,以除去有机污染。同时,还必须加装假镀片,以极低的电流密度镀去金属杂质。这种假镀片通常由一大块不锈钢片制成,每英寸宽分成多个网格,然后以60度来回折弯,形成波浪形,刻意制造明显的高低电流区,以“吸收”槽液中的金属杂质。这种假镀片也可作为镀液的维护工具。一般装饰性光泽镍电镀就需要不时进行这种维护性假镀工作。

14.电解清洗

将被清洗的金属物件悬挂在清洗槽(内含清洗剂及表面润湿剂)的阴极或阳极上,当通以外部电流时,可在阳极产生氧气,在阴极产生氢气。利用槽的清洗性质、气泡的搅动、升力作用,达到清洗、去污的目的,称为电解清洗。在一般金属电镀工艺中应用广泛,甚至可以采用阴极阳极交替法(PR),十分方便有效。

15. 韧电解铜

它是一种铜料的牌号。在“转炉”中冶炼出来的粗铜(即粗铜)挂在硫酸铜槽中作为阳极,再经电解,从阴极得到较纯的铜,即为ETP电解铜(含氧量0.025~0.05%)。如果将此ETP铜放在还原性环境中进一步冶炼,可成为较优质的“无氧铜”或“磷铜”,可作为电镀铜槽中的阳极使用。

16.-镀锡

它也是一种电镀方法,但目的并不在于关心镀层的完美与否,而是利用小电流、不溶解的阳极方式,将溶液中的金属离子镀在多个面积很大的阴极板上,以达到回收金属、减少排放水中金属污染的目的。电路板行业常在铜蚀刻液循环系统中增加此电解回收装置。

17. 断层面

早期焦磷铜镀层,由于有机物的堆积,在片状结晶铜层内常产生局部黑色细小裂纹,其原因是共沉积碳原子的聚集,在显微切片图片上可清晰地看到弧形黑线,称之为“断层”。

18. 滤镜和滤光镜片

湿法槽液作业中,为除去其中产生的固体颗粒而设置的过滤设备称为过滤器。此词有时也指光学放大镜和特效滤光镜片。

19.镀金

这是镀金的一种老式说法,但现在通常被称为黄金。

20.硬度

是指物质抵抗外来物侵入的“抗穿刺性”(to)。例如,当用硬质穿刺头()用力压在金属表面时,由于测试表面的硬度不同,会出现大小不一的压痕(),此压痕的深度或面积可决定其硬度的代表值。常见的硬度可分为“万级硬度”与“显微硬度”,例如前者为高强度钢表面镀硬铬后,以150公斤荷重的压头()所测得的硬度,可用“RC-60”(即“C”标尺60度)来表示。显微硬度测试时的荷重较轻。 例如在25克载荷下,努氏压头在镀金层横截面上测得的显微硬度可以表示为“”(即在显微镜下将25克载荷的探针小心地压在金层横截面上,根据菱形的大小得出150度的数值)。一般要求镀金层的显微硬度要有较好的耐磨性,但韧性在~200之间为宜,太硬则容易磨损,一般纯金经回火后显微硬度会降低到左右。

21. 氢脆

因为电镀液是水制成的,在电镀过程中,水也会被电解,在阴极产生氢气,在阳极产生氧气。这是因为带正电的H会向阴极移动,带负电的O会向阳极移动。由于氢气的体积很小,当它降落到阴极表面而不能及时被驱走时,很可能有一部分被后来降落的金属覆盖而残留在镀层中,甚至钻进金属基体的细小裂纹中,造成镀件脆化,这就是所谓的“氢脆”。这种现象对高强度钢制物件危害极大。二战期间,美国军方发现许多飞机的起落架经常断裂,后来才发现是电镀过程中的“氢脆”引起的。 一般碱性镀液的“氢脆”较酸性镀液为少,而若能在镀后立即送入烘箱,在200℃的温度下烘烤2小时以上,便可将大部分氢驱除出去,这两种方法均可减少氢脆的发生。

22. 层状结构

在电路板中,是指早期使用的“焦磷酸盐镀铜”的铜层,其微观结构为标准的层状结构,与高速铜箔(以上)的柱状结构()完全不同,后来发展起来的硫酸铜镀层虽无特定的结晶结构,但其平均延展性()和抗拉强度()均优于前两者。

23. 调平

电镀槽液中添加的有机添加剂,大致可分为上光剂及载体()两大类。整平剂(或称整平剂)属于后者。电路板镀铜时,整平剂尤为不可或缺,否则深孔中心位置很难镀出铜层。帮助镀层整平的原理,是电流密度大的地方会吸收较多的有机物(如整平剂),导致电阻增加,使铜离子难以靠近,或消耗电流产生氢气,使电流密度小、电阻大的地方也能镀上(),使镀层逐渐均匀。待焊接的裸铜板露出的铜面,需喷上一层锡,原文中也称Hot Air,大陆术语为“热风整平”。

24. 评分

当绝缘基体或表面发生“金属迁移”时,一定时间内的迁移距离称为迁移率。

25. 迁移

这个词在电路板行业有两种用法,一种就是前面说的“物质迁移”中提到的,指电镀液中的金属离子受电引力的作用,向阴极移动的现象,称为“迁移”。另外,如果在金手指的铜面上直接镀金,两者的原子也会发生迁移,因此必须用镀镍来隔离它们,以防止金层因纯度下降而增加接触电阻。在所有金属中,银是最容易“迁移”的,镀银零件在焊接时,银就很容易“迁移”到焊料中,这就是所谓的或。其原因可能是由于水分和电位的刺激。当零件脚表面的银滑入焊料中时,焊点的强度必然会受到很大影响,往往有开裂的危险。因此,我们不得不不计成本,刻意在焊料中加入2%的银,以防止镀银零件焊接后的恶性迁移。 在厚膜电路中(厚膜指陶瓷混合电路表面印刷的“银/钯”导体),银也会滑出,甚至滑出几毫米(见的著名著作,1984年第一版第142页;1989年第二版第217页)。其他如锡、铅、铜、铟等也会迁移,但它们比银要温和得多。

26.肿瘤

在电路板行业中,是指镀铜槽液不洁净,含有固体颗粒,导致电路板线路边缘、开口处,或孔壁上形成结节状颗粒,这种不良现象称为镀层结节。“电镀铜箔”的粗糙表面也经过后处理,镀上黄铜;而在粗糙表面上形成许多小结节,犹如土豆结节,可增加铜箔与基板的附着力,这种后处理称为“结节”。

27.吸收

在PCB领域,此词是指制造过程中引入到板子正常组成或涂层中的异物。此类杂质一旦混入结构中,很难消除,称为“吸附”。最典型的例子是早期采用蛋白槽液的氟硼酸盐锡铅涂层,由于共镀,会吸附大量有机物。当此类涂层在高温下重熔时(),吸附的有机挥发物会形成气泡,被挤出锡铅合金实体,形成一些凹坑(),表面呈现砾石状、凹凸不平、镀锡效果差的外观。

28. OFHC无氧高导电铜

是High Free的缩写,一种铜材等级,简称“无氧铜”。其纯铜含量应在99.95%以上,平均导电率应为101%IACS(IACS指),“电阻”值约为1./cm/cm2。早期电路板的焦磷酸盐镀铜工艺,就是用这种等级的铜作为阳极。注意OFHC的缩写,早期是一家公司“Metal,INC”的商标,现在已经是通用术语了。

29. 悬垂、水平、侧向

当镀层不断增厚时,就会超出抗蚀剂(如干膜)的高度而向两边发展,犹如“红杏出墙”。这些水平部分从剖面看,就叫“悬垂”。由于干膜抗蚀剂的侧壁较直较高,所以较少出现二次铜或锡铅层的“悬垂”。但由于丝网印刷油墨抗蚀剂的边缘呈现平缓向上的斜坡,所以在刚开始镀二次铜时就会出现横向的“悬垂”。注意,、、三个术语往往是业界随口提及的,其定义并没有完全说清楚,甚至很多中外文章、书籍也经常会出错,很多作者甚至没有完全理解术语的内容,还随意翻来覆去,常常导致新手无所适从。 为了回归正统,这里引用1992年4月颁布的电路板质量标准规范IPC-RB-276中的图5,并仔细澄清这三个术语,以正本清源,减少误导。

30. 总浮动时间

从前述“ ”所附的IPC-RB-276图5中可以看出,所谓的指的是:线条两侧未加固的部分;也就是线条两侧向外延伸超出光刻胶的部分的“悬垂部分”,加上因“侧蚀”而向内收缩的剩余部分,二者之和称为“侧蚀”。

31.面板全板镀铜

在完成电镀通孔(PTH)工序后,整块板子可进行约20分钟的电镀铜,使每个孔的铜壁增厚至0.2-0.3mil,以确保板子能无误地安全通过后续的“影像转移”工序。这类板子在台湾业界俗称“一次镀铜”,与影像转移后电镀线路的“二次镀铜”相对。这种电路板前后两次电镀铜的做法,可谓各类工序中最稳定可靠的主流,长远来看,还是比“厚化学铜”方法更有优势。

32. 电路电镀

是指负片光刻胶完成后,外层板线路的镀铜(二次铜)及镀锡铅。

33. 机架

它是在板子进行电镀或其他湿式处理(如发黑、通孔等)时,用来暂时将板子固定在溶液中的夹具。电镀时的挂具不仅要能达到导电性,还要能夹住板面,便于各种摆动,并能承受槽液的搅动。通常电镀用的挂具需涂上专门的防镀层,以减少电镀的浪费和脱镀的麻烦。

34.辅助阴极

为了避免电镀时因电流分布而使板边的线路或通孔等导体过度增厚,可在板边外侧刻意加上条状的“辅助阴极”,或是在板四周刻意留下部分原有基材的铜箔面积,作为吸引电流的牺牲品,以将过剩的金属分布分散在大电流区域,导致外来者抢走当事人的电流分布或金属分布。这种外来者俗称“盗贼”或“小偷”,后者更为通俗。

35. 选择性电镀

是指金属物件的表面,局部区域被一层阻镀剂(Stop off)覆盖后,其余露出的部分仍可进行电镀。这种以浸入镀液的方式进行局部正统电镀,或对于体积较大的局部物件进行刷镀,都属于选择性电镀。

36. 沉积物、淤泥

当槽液产生沉淀时就叫软泥。有时电镀所用的阳极不纯,阳极袋底部常堆积一些不溶解的阳极泥。

37. 阶梯型镀层

这是焦磷酸盐镀铜初期常见的问题,板面直立时,大电流区孔环下缘处常出现镀铜层较薄的情况,从正面看形似一颗内嵌的泪滴,所以又叫Tear Drop或Skip。其原因可能是孔口附近两股水流过于剧烈,形成涡流()或半真空状态的乱流(),又因光亮剂吸附过多,造成局部阴极膜(膜)过厚,使得铜层生长速度比周边慢,结果造成此位置形成的铜层比周边薄,甚至比孔壁还薄,称为Step。

38.流浪

在电镀槽系统中,直流电流由整流器供给,应流经阳极板与被镀物及槽液之间的集电棒,但有时也会有少量电流从槽体本身或加热器处杂散或漏出,此电流称为杂散电流。

39. 预镀、底漆

有些镀层与基体金属之间难以达到满意的结合力,所以必须在基体金属表面快速镀一层薄镀层,然后再镀一层较厚的同种金属的主镀层,以增强结合力。例如,业界常用的铜、镍或银的预镀或打底就是如此。如果把这个词翻译成“冲击电镀”,难免太过死板和不真实。除了电镀层外,有些有机膜层镀层也常常有打底或打底的做法。

40.盗辅助阴极、偷盗阴极

在阴极处待镀电路板表面周围,或板内独立点处,电流密度非常大,不但造成镀层过厚,而且会使镀层粗糙,品质变差。此时可在板面大电流区附近刻意添加一些无功能、不规则的镀层表面或框架,以分散、消化过分集中的电流。这种刻意添加的无功能阴极表面称为 Thief 或 Thief。

41.锡须

纯锡镀层经过一段时间后会产生晶须状突起,而且会越来越长,经常造成电路导体之间的短路。其原因很可能是在镀锡过程中镀层中积累了大量的应力,而锡晶须的生长可能是一种“应力释放”现象。在镀层中加入少量的铅(2% 至 4%)可以防止此问题,因此纯锡镀层并不适合电子产品。

42. 树枝状电镀、晶须电镀

板面镀铜时,由于电流密度过大,导线线路边缘常出现类似树枝状的金属针状物,称为树枝状物。但在其它一般电镀中,镀件边缘高电流密度区偶尔也会出现树枝状物,特别是在硫酸锡槽中镀纯锡时,容易产生大量晶须状镀层分支,又称为枝晶。

43. 底涂

有些功能性复合镀层,各种在表面镀层以下的镀层都可以这样叫。例如金手指里的底层镍镀层,或是电路两层镀铜里的“一次性全板镀铜”。与Plate不同,后者指厚度极薄,其目的只是为了增强后续镀层的附着力。其翻译应为“打底镀层”,如“银底漆”就是常见的一种。

44. 瓦茨浴镀镍溶液

用硫酸镍(330g/l)、氯化镍(45g/l)、硼酸(37g/l)配制的镀镍溶液,非常适合光亮镍和半光亮镍的工艺,已成为业界的标准配方。这是1916年由首次公布的,由于其性能良好,一直沿用至今,特称为Wetts Bath。

45. 润湿剂

又称或,是一种能降低水溶液表面张力的化学药剂。在溶液中加入少量它,可使溶液更容易进入被处理物品的小孔或死角,从而达到处理的目的。它还能使镀件表面的氢气泡更容易逸出,从而减少凹坑的形成。

46. 胡须

电路板上的导体之间,由于涂层中的应力或环境因素(如温度和电压),纯银或纯锡涂层在老化过程中会出现异常单晶针状“晶须”,这常常会造成桥接短路的麻烦。但如果在纯锡中添加一定量的铅,则可以防止晶须问题。铜金属在硫化物环境中也偶尔会出现晶须。

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