為什麼我們在PCB電鍍中選擇磷銅球？

2021-10-17

Author：Downs

隨著電子技術的快速發展，對各種電路板的生產需求大大新增。銅是pcb電鍍陽極的重要原料，需求量大幅增加。其中，精密pcb電路板需要磷銅球作為陽極。磷銅球適用於電子電路板，特別是高精度多層電路板，是電子產品不可或缺的重要組成部分，嚴重依賴高品質的PCB磷銅球陽極作為製造電路板的基本原材料。囙此，對磷銅陽極球的需求相當大。本文主要介紹PCB的磷銅球。首先，介紹了為什麼磷銅球應該用於PCB電鍍。其次，闡述了磷銅球在PCB中的應用概況和全球磷銅球市場預測。具體後續讓我們來看看編輯。

為什麼在PCB電鍍中使用磷銅球

在早期，硫酸銅電鍍使用電解銅或無氧銅作為陽極，其陽極開關銅球功率高達100%甚至100%以上。這就構成了一系列問題：鍍液中的銅含量不斷增加，添加劑也在不斷增加。成本加快，鍍液中銅粉和陽極泥新增，陽極功率降低，塗層很容易產生銅球毛刺和粗糙缺陷。

銅陽極的溶解主要是產生二價銅離子。研究和實驗證明（旋轉環盤電極和恒流法）：銅在硫酸銅溶液中的溶解分兩步進行。

Cu-e——Cu+元素反應1

Cu+-e-Cu2+元素反應2

PCB電鍍

亞銅離子在陽極作用下氧化為二價銅離子是一個緩慢的反應，它也可以通過歧化反應產生二價銅和元素銅，就像銅的化學沉澱一樣。所得銅元素通過電泳沉積在鍍層中，產生銅粉、毛刺、粗糙度等。當向陽極中加入少量磷時，通過電解（或拖動槽）在陽極表面形成黑色磷膜，陽極的溶解過程發生了一些變化：

2.陽極表面的黑磷膜會導致陽極异常溶解，細顆粒脫落的現象大大减少，陽極的工作功率大大提高。當陽極電流密度為0.4？ 1.2ASD，陽極上的磷含量與黑膜的厚度呈線性關係。當陽極磷含量為0.030~0.075%時，腐蝕陽極的使用功率最高，陽極黑磷膜最好。

磷含量對陽極磷膜的影響

1.磷含量為0.030？的銅陽極？ 0.075%的黑色薄膜厚度適中，結構精細，結合力强，不易脫落；在危險之前，銅陽極的磷含量過高。磷分佈不均勻，溶解會導致陽極泥過多，污染鍍液並堵塞陽極袋孔，從而導致電池電壓升高。電池電壓的新增可能會導致陽極膜脫落。在實踐中，電鍍時更換陽極時只會出現毛刺。

2.磷含量為0.3%的磷銅陽極分佈不均，黑磷膜太厚，銅的溶解性差。囙此，通常需要填充陽極，而不是使陽極和陰極的面積比為1:1。在實際操作中，掛有較多的銅陽極，鍍液中的銅含量仍在下降，很難保持平衡。需要經常添加硫酸銅，這在電鍍成本方面是不經濟的。電鍍傾向於懸掛更多有缺陷的磷銅陽極，如果陽極泥新增，實際成本也會新增。

3.實踐中，磷含量高的銅陽極產生的黑膜厚度太厚，新增了電阻，必須保持原有電流，必須新增電壓。電池電壓的新增有利於氫離子的放電，針孔的發生率新增。這種現象對於國產的“MNSP.P.AEO”系統來說是罕見的，因為表面活性劑較多，但對於一些進口的輕質劑來說，針孔的機會會大大新增，需要其他補充劑。新增加濕器，儘量降低電壓。

4.實踐中，磷含量高，黑膜太厚，分佈不均勻，還會形成一個沒有光澤、呈細砂狀的低電流區域。

雖然0.3%磷銅陽極的黑膜厚度可以减少亞銅離子進入鍍液，但由於其結構鬆散、分佈不均，效果大大降低。其他電解質中存在化學可逆反應：

Cu2++Cu-2Cu+

在室溫下，這種響應的平衡常數為K=（Cu+）2/（Cu2+）=0.5X10-4

溫度升高，亞銅離子濃度也升高。亞銅離子以硫酸亞銅的形式存在於鍍液中，當與空氣混合時會被氧化。當酸度下降時，硫酸亞銅水解氧化亞銅（銅粉），同樣的粉末留在陰極的高電流區域，積累必須是定量的，然後會出現毛刺；在低電流區域，電流功率降低，氫離子放電更多。此處的酸度降低，水解朝著生產銅粉的方向進行。

Cu2SO4+H2O=Cu2O+H2SO4

磷銅球在PCB中的應用概述

1.磷銅球用於PCB板的一次和二次銅工藝，主要形成通孔的導電銅層

PCB生產具有雙層以上，由於不同層之間的線路不直接連接，不同層之間線路必須通過通孔結構連接，以方便電力傳輸。

在PCB製造過程中，內層板電路生產、多層層壓和機械鑽孔後，為了使鑽孔處於導電狀態，需要進行去毛刺、脫毛和化學鍍銅等工序，生成薄銅層。之後，通過電解鍍銅進行一次鍍銅和二次鍍銅，並新增銅層的厚度以增强通孔的導電效果。磷銅球是用於初級銅和次級銅的關鍵資料。

2.磷銅球是PCB鍍銅工藝的陽極資料。在銅球中加入磷，以防止亞銅影響塗層質量。

理論上，在PCB鍍銅反應中，磷不直接參與反應。添加磷的目的主要是減緩銅原子的沉澱速率。如果銅原子的離解速率過快，會產生大量的亞銅離子，這兩種亞銅離子會相互反應形成銅原子和銅離子。溶液中的銅原子會通過電泳隨機吸附在PCB板上，影響銅塗層的形成結構，降低銅塗層的質量。