无氰镀银工艺-pcb线路板厂家

2017-08-07 雅鑫达PCB 926

随着社会开展,工业污染日益严重。但是许多电镀行业仍然在少量运用剧毒 的氰化物。爲了改动目前的高净化和高危的任务环境,以无氰电镀爲代表的清洁 电化学工艺开发火烧眉毛。

爲了开发合适电子电镀的无氰镀银工艺,我们与企业协作,经过少量的根底 研讨和工程探究,开发和完善了一套有使用价值的无氰镀银工艺,包括络合剂、 辅佐络合剂、导电盐和添加剂,此外对工艺流程做了零碎地优化。

无氰镀银不同于氰化镀银,它的任务范围绝对狭隘,因而有必要对每个镀种 做更细致地优化。针对引线框架等高速镀、银包铜线等线镀和普通挂镀和滚镀, 我们做了少量挑选,确定了有光亮、整平作用的电镀添加剂,逐一判别它们所起 的作用和作用的机理,并依据彼此的特点和优点,优化组合,辨别开收回系类

ZHL 无氰镀银工艺。其具有波动性高、镀层光亮、电镀效率高、本钱高等优点。 应用该工艺取得的银镀层光亮致密,具有良好的抗变色功能。本文将就其优秀的 抗变色功能从微观角度加以研讨。
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2 实验局部


2.1 试剂

实验中所用到的试剂均爲化学纯或剖析纯,溶液配制用水爲一次水,样品洗濯用自来水。镀液主成分爲 ZHL 镀液,其间接本钱与氰化镀银液相当,但是综分解本略低于氰化镀银。ZHL 镀液包括主络合剂、辅佐络合剂、导电盐和 pH 调理剂。其 pH 值在 10.2~10.7。

2.2 根本工艺流程

电镀基底爲铜材,其前处置遵照普通的处置办法,次要包括:除油-水洗-强 浸蚀-水洗-弱浸蚀-施镀-水洗-维护-枯燥等步骤。本工艺具有优秀的结合力,无需镀铜打底。

3 后果与讨论

3.1 应用该碱性无氰工艺制备的样品外观


图一给出了应用系列碱性无氰镀银工艺制备的样品。图 1a 是应用高电流挂 镀,在 4.0 A/dm2的电流密度下制备的集成电路引线框架照片。镀银厚度爲 1 μm, 镀层光亮,结合力好。在火焰上方 1 cm 处间接烘烤 10 秒钟不变色。具有良好的 焊接功能,经过了焊接测试。图 1b 是应用挂镀在光亮浸蚀后的铜片外表的镀银照片。

电流密度在 3.6 A/dm2。镀层结合致密,光亮如镜,抗变色力强。图 1c 是 银包铜线的照片,由于铜线直径的不同,其电流也从 9.5 A/dm2 降到 5.0 A/dm2。 镀层光亮如镜,抗变色才能极强。图 1d 是应用该工艺制备的 LED框架镀银样品。 电流密度约爲 4.5 A/dm2。其镀层抗变色才能强,经过了可焊测试。图 1e 是应用 挂镀工艺在电流密度 2.8 A/dm2 条件下对铜件的镀银样品。镀层结合力好。该工艺具有极佳的深度才能,从图 1f 中可以看出,图 1e 的镀件中的深孔(长径比约 爲 8:1)中全部镀上银层。 

3.2 应用该无氰镀银工艺制备的镀层结晶形态的研讨

给出了银包铜线样品的 XRD 图样,从图中我们可以看出镀层以(111)面 爲主,但是也包括了例如(220)和(311)这样的高指数面。从样品的后处置办法的 开发中也可以看出镀层较生动,其后处置与氰化镀银不同。当镀层较薄时,可以 看到铜基底的衍射峰,但当镀层 0.8 μm 以上时察看不到铜基底的衍射峰。

3.3 镀银样品的抗变色功能

该工艺制备的镀银层具有很好的抗变色功能。图 3 给出的不同电流密度下 制备的镀件在 20%的 Na2S 溶液中不同浸泡工夫的照片。其电流密度从 5.0 A/dm2 到 9.0 A/dm2。镀层未经过任何后处置维护。从图中我们可以看出,当其任务电 流区间镀层具有很好的抗变色功能,即便浸泡 2 天的工夫,镀层未有分明的变色 景象。我们已经制备的装饰镀银样品,未经任何维护处置,在空气中置放 1 年没 有分明的变色景象。关于这种超强的抗变色功能我们从镀层的微观结晶构造加以讨论。

3.4 镀银镀层的微观结晶构造的原子力显微镜研讨

我们应用原子力显微镜调查了镀层的微观构造。图 4a~d 给出了镀层在 4000 μm 和 1000 μm 两个不同尺度的形貌的二维显示和三维显示。从图中我们可以明 显地看出该镀层的晶粒比拟粗大、圆润,外表平整,崎岖小。应用顺序我们剖析 了样品的外表粗糙度。其均匀粗糙度(Roughness Average)爲 1.24 nm,均方根粗糙 度(Root Mean Square)爲 1.6 nm,外表的分形特征,即分数维(Fractal Dimension) 2.64。此外我们还统计了晶粒的颗粒尺度和颗粒的高度,如图 5 所示。从图 5a 的颗粒尺度散布我们可以看出,99%的颗粒小于 200 nm,80%以上的颗粒尺度在 100 nm 以下。可以看出该镀层的结晶细腻水平远远小于氰化镀银,其晶粒尺度 普通在 200 nm 以上。图 5b 给出了高度散布,从图中可以看出绝大局部颗粒的高 度散布在 4~8 nm,阐明镀层十分平滑。我们以为,这些构造特征是该工艺制备 的银镀层良好的抗变色功能的缘由。


4 总结

目前镀银行业依然没有可以完全替代氰化镀银的消费工艺。但是关于某些特 殊的镀种,做针对性地开发还是有能够取得替代氰化镀银的工艺办法。爲此,我 们针对镀件绝对波动的消费,开发了系列的工艺条件,包括络合剂、辅佐络合剂、 导电盐和添加剂。该系列工艺可以在集成电路引线框架、铜导线镀银和某些装饰 镀银方面替代传统的氰化镀银。由于电镀工艺的不同,无氰镀银的微观构造与氰 化镀银有分明的不同,这也招致了无氰镀银的某些功能超越了氰化镀银。