CN112011822A - 三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线的应用把三价铁溶铜系统和垂直连续电镀线(也叫VCP)结合在一体,取代了磷铜球或者氧化铜粉作为铜离子补充,不需要清洗阳极提高了铜的利用率,不需要把铜转化为氧化铜粉,缩短了工艺流程。垂直连续电镀线是生产PCB、FPCB、IC载板的重要生产设备,这些产品的线路越来越细、越来越密。三价铁溶铜系统和垂直连续电镀线结合在一起有单独的溶铜槽溶铜,在溶铜槽内添加纯铜,为电镀槽提供铜离子补充,没有阳极泥,没有粉末添加,电镀的品质更稳定,没有颗粒更有利于精细系线路的制作。
Description
技术领域
本发明应用在PCB及IC载板电镀。
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。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
近年来,电路板发展越来越大,产业规模越来越来越大,垂直连续电镀线(英文名Vertical Consecutive Plating,简称VCP)被广泛应用在PCB生产,在国内有超过1000条VCP生产线。同时IC载板需求量越来越大,VCP也被用于IC载板电镀生产,对VCP的要求也越来越高。目前VCP用铜球作为阳极,或者不溶性阳极。用可溶性阳极铜球作为铜离子的补充,有阳极泥,需要定期保养清洗,浪费铜球,产生大量废水,大量人力劳动;不溶性阳极使用氧化铜粉作为电镀铜离子补充,氧化铜粉溶解缓慢,电镀后容易有颗粒,影响品质,同时粉末添加容易泄漏污染环境,由铜转化成氧化铜粉的成本高,工艺流程长,以及环境污染。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于把三价铁溶铜系统和VCP结合在一体,用三价铁溶铜系统溶铜取代氧化铜粉溶解或者磷铜球阳极溶解作为铜离子补充,既可弥补传统电镀的不足,又不影响电镀的品质,降低成本。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
三价铁溶铜槽和VCP电镀槽通过过滤泵浦相连。三价溶铜槽内的高Cu2+浓度的电解液被泵浦抽到VCP电镀主槽,VCP主槽内相对低Cu2+浓度的电解液流向三价铁溶铜槽,形成一个平衡的循环系统(如图)。
附图说明
图1为溶铜槽和VCP电镀槽电解液的循环示意图
具体实施方式
本发明中,包含四个部分组成,溶铜槽、VCP电镀槽、电解液,以及能让电解液在溶铜槽和电镀槽循环的过滤泵浦。
溶铜槽:在溶铜槽内添加纯铜的铜角(铜粒、或者其它形状均可,主要是达到增加反应速度的效果)。通过电解质溶液中Fe3+的离子氧化铜单质,溶出铜离子。
VCP电镀槽:VCP的阳极安装不溶性阳极钛网,阴极是被镀的PCB或者IC载板。阴极表面均匀析出铜单质。
电解液:由Cu2+、H+、Fe2+、Fe3+、SO42-、以及DI水组成
电解液由硫酸铜提供Cu2+,SO42-(最初配电解液用硫酸铜配置足够的浓度Cu2+,生产过程中由三价铁溶铜提供Cu2+补充);H2SO4提供H+,SO42-;HCl提供Cl-,硫酸亚铁提供Fe2+(Fe3+由Fe2+氧化反应所得),以及去离子水组成。
溶铜槽和VCP电镀槽被过滤泵浦连接,过滤泵浦把溶铜槽内的电解液过滤后抽到VCP电镀槽,在阴极两侧以喷流的方式均匀向阴极喷射,完成电镀后,反向流入阳极区域,再由阳极区域溢流回溶铜槽。
实施例1
溶铜槽和VCP电镀槽相结合,VCP电镀槽安装直流电源,配置电解液:Cu2+:40g/L(160g/L CuSO4·5H2O);H2SO4:40g/L;Cl-:70ppm(0.175ml/L 36.5%盐酸);Fe2+:30g/L(150g/L FeSO4·7H2O);适量的电镀添加剂,补加水至合适的液位,温度控制30℃至35℃,所有组分搅拌均匀,做PCB或者IC载板电镀。电镀品质正常。
实施例2
溶铜槽和VCP电镀槽相结合,VCP电镀槽安装脉冲电源,配置电解液:Cu2+:40g/L(160g/L CuSO4·5H2O);H2SO4:40g/L;Cl-:70ppm(0.175ml/L 36.5%盐酸);Fe2+:30g/L(150g/L FeSO4·7H2O);适量的电镀添加剂,补加水至合适的液位,温度控制30℃至35℃,所有组分搅拌均匀,做PCB或者IC载板脉冲电镀。电镀品质正常。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各参数的变化、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明用纯铜替代磷铜球,有效提高了镀液的纯度,没有阳极泥的污染,可以应用到要求更高的电镀,无颗粒。
(2)本发明用纯铜代替磷铜球,当磷铜球的尺寸小于5mm,只能当废品回收,而纯铜粒没有任何限制,可以完全溶解,有效的降低生产成本。
(3)本发明用纯铜代替磷铜球,在VCP生产中,铜球需要定期用硫酸双氧水清洗,筛除小铜球,更换阳极袋,产生大量废水,同时也损失铜。而纯铜的三价铁溶铜系统和 VCP结合不需要以上操作,达到节水,节能,环保,及减少体力劳动,无需停机,提高设备利用率,提高产出。
(4)本发明中VCP电镀槽阳极用不溶性阳极钛网,阳极更稳定,有效提高了电镀均匀性,提高了PCB的质量。
(5)本发明用纯铜取代了氧化铜粉,氧化铜粉添加容易有粉尘污染。有效去除了铜生产成氧化铜粉的成本,缩短了工艺流程,往绿色环保更近一步。
(6)本发明可以提高生产安全,传统的铜球作阳极电镀需要在生成线上添加铜球,登高安全,传动安全,以及生产线的操作空间限制。溶铜槽添加铜颗粒简单,可以人工,也可以全自动化。
Claims (8)
1.三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其特征在于垂直连续电镀线(VCP)和三价铁溶铜系统结合在一体,利用三价铁溶铜系统为其提供Cu2+补充,溶液用含有Fe3+、Fe2+,利用Fe3+氧化铜原子为电镀溶液提供Cu2+的补充,所述总铁离子的浓度为1~40g/。
2.根据权利要求1所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其使用的酸为硫酸,所述硫酸的浓度为20~270g/L。
3.根据权利要求1或2所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,所述的铜离子浓度为10~50g/L。
4.根据权利要求1-3之一所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其特征在于,所述溶液包含氯离子,和合适的电镀有机添加剂。
5.根据权利要求1-4所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其特征在于所述的氯离子浓度为10~180ppm。
6.根据权利要求1-5所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其特征在于所述的有机添加剂可以根据电镀需求选择。
7.根据权利要求1-6所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其特征在于可以根据电镀的需求在VCP电镀槽选择直流电镀或者脉冲电镀。
8.根据权利要求1-7所述的三价铁溶铜系统在垂直连续电镀线(VCP)的应用,其特征在于该VCP电镀,电镀槽阴极有效电流密度范围为3ASF~80ASF。
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