CN111155152A - 一种用于pcb水平电镀工序中降低生产成本的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，该方法的具体步骤包括：根据电镀槽的容积，计算出需要加入的还原性物质的质量；然后将该还原性物质加入电镀副槽中，开启循环和打气装置，让该还原性物质溶解于电镀液中；开启电镀设备，将化学沉铜工序处理后的覆铜板作为阴极，连续传送，观察阳极表面有无氧气析出；经过一段时间的电镀后，测试添加剂含量，并计算添加剂的消耗量；使用不溶性阳极的PCB电镀过程中，尽可能避免在不溶性阳极上析出氧气的方法。该方法操作简单，成本低廉，且可以有效避免氧气的析出，进而避免氧气对添加剂的破坏，从而可大大降低生产成本。

Description

一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法
技术领域
本发明属于电镀领域，尤其涉及一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。
其中电镀工艺是PCB生产工艺流程中不可缺少的一个环节，占有很重要的地位。对于电镀工艺来说，以往在PCB行业中绝大部分都是采用可溶性阳极(溶解型阳极)的电镀方法。
但其存在很大的缺陷：高电流密度会导致阳极钝化，阳极泥的产生会对电解液造成污染，影响镀层质量，磷的加入增加了生产成本。
在使用不溶性阳极的PCB电镀工序中，阴阳两极溶铜槽发生的主要反应如下：阳极：Fe2+→Fe3++e-，2H2O→O2+4H++4e-(副反应)，阴极：Cu2++2e-→Cu。
溶铜槽：Fe3++Cu→Fe2++Cu2++e-。
一般酸性镀铜阳极体系中都含有改善镀层晶粒的有机添加剂。这些有机添加剂必须维持在某一特定的浓度上才能生产出合格质量的产品。虽然理论上，Fe2+→Fe3++e-，
Figure RE-GDA0002420186000000011
而O2+4H++ 4e-→2H2O(aq)，
Figure RE-GDA0002420186000000012
由两个反应的标准电极电势可知，在阳极发生的是二价铁离子转化为三价铁离子的反应。
但在实际工况中，却有大量氧气析出，从而造成电镀液添加剂被大量破坏，从而大大提高了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于PCB 水平电镀工序中降低生产成本的方法，使用不溶性阳极的PCB电镀过程中，尽可能避免在不溶性阳极上析出氧气的方法，该方法操作简单，成本低廉，且可以有效避免氧气的析出，进而避免氧气对添加剂的破坏，从而可大大降低生产成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，该方法的具体步骤包括：
根据电镀槽的容积，计算出需要加入的还原性物质的质量；
然后将该还原性物质加入电镀副槽中，开启循环和打气装置，让该还原性物质溶解于电镀液中；
开启电镀设备，将化学沉铜工序处理后的覆铜板作为阴极，连续传送，观察阳极表面有无氧气析出；
经过一段时间的电镀后，测试添加剂含量，并计算添加剂的消耗量。
进一步：所述加入的还原性物质的种类为一种或者多种。
进一步：所述还原性物质为二价铁盐或者七水硫酸亚铁。
进一步：所述的还原性物质本身具有还原性或者本身不具有还原性。
进一步：所述的还原性物质本身不具有还原性，所述还原性物质通过与电镀液中的物质发生化学反应，从而生成具有还原性的物质，在阳极发生氧化反应。
进一步：所述七水硫酸亚铁的含量为25g/L～50g/L。
与现有技术相比，本申请所具有的有益效果是：通过加大还原性物质的含量和种类，从而在其它工况条件不改变的前提下，降低了浓差极化，有更多的还原性物质可以在阳极周围发生氧化反应，从而避免了阳极析氧副反应的发生，进而避免了氧气对添加剂的破坏，从而大大降低了生产成本；
通过加入的还原性物质可以在阳极氧化，而被氧化的物质可以在溶铜槽被还原，从而进一步在阳极氧化，以此方式不断循环，因此，通过这种减少析氧，降低成本的方法具有稳定性，无需持续消耗化学试剂而不断增加成本，因此，是一种很经济的解决办法。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细描述：
一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，具体包括以下步骤：
S1：现PCB电镀铜工序中，共有电镀槽21个，容积共50000L，通过计算可知，若使七水硫酸亚铁的浓度达到35g/L，则须加入七水硫酸亚铁70袋(每袋25kg)；若使偏钒酸钠的浓度达到2g/L，则须加入偏钒酸钠100kg。
S2：将70袋七水硫酸亚铁(每袋25kg)以及100kg偏钒酸钠均匀地加入21个电镀槽副内，开启循环，开启打气装置，将其完全溶解于电镀液中。
S3：开启电镀设备，将化学沉铜工序处理后的覆铜板作为阴极，连续传送，观察到阳极表面没有氧气析出，电镀液非常清澈，不浑浊。
S4：电镀一段时间后，测试电镀液中添加剂的含量，并计算其消耗量，其添加剂的消耗量如表1所示。与此同时，给出了在改进前的测试中(其它测试条件完全相同)的添加剂消耗量如表2。
表1使用本发明改进后的添加剂消耗量
Figure RE-GDA0002420186000000041
表2改进前的添加剂消耗量
Figure RE-GDA0002420186000000042
在电镀副槽中加入的偏钒酸钠本身不在阳极氧化，而是偏钒酸钠在溶铜槽被还原，即发生反应2VO3 -+Cu+8H+→2VO2++Cu2++4H2O，而生成的VO2+在阳极发生反应VO2++2H2O→VO3-+4H++e-。
由表1和表2对比可知，改进前由于阳极析出大量氧气，两种添加剂的消耗量均非常大，远远超出了标准消耗的范围，生产成本很高，而使用本发明进行改进后，电镀过程中观察到阳极表面没有氧气析出，电镀液非常清澈，不浑浊，且添加剂的消耗量大幅度降低，在标准消耗量范围内，从而大大降低了生产成本。
需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，其特征在于，该方法的具体步骤包括：
根据电镀槽的容积，计算出需要加入的还原性物质的质量；
然后将该还原性物质加入电镀副槽中，开启循环和打气装置，让该还原性物质溶解于电镀液中；
开启电镀设备，将化学沉铜工序处理后的覆铜板作为阴极，连续传送，观察阳极表面有无氧气析出；
经过一段时间的电镀后，测试添加剂含量，并计算添加剂的消耗量。
2.根据权利要求1所述的一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，其特征在于，所述加入的还原性物质的种类为一种或者多种。
3.根据权利要求2所述的一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，所述还原性物质为二价铁盐或者七水硫酸亚铁。
4.根据权利要求1所述的一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，所述的还原性物质本身具有还原性或者本身不具有还原性。
5.根据权利要求4所述的一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，其特征在于，所述的还原性物质本身不具有还原性，所述还原性物质通过与电镀液中的物质发生化学反应，从而生成具有还原性的物质，在阳极发生氧化反应。
6.根据权利要求2所述的一种用于PCB水平电镀工序中降低生产成本的方法，其特征在于，所述七水硫酸亚铁的含量为25g/L～50g/L。
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