作业指导书吴桥电器电镀部分.docx
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作业指导书吴桥电器电镀部分
吴桥电器厂
作
业
指
导
书
编号:
Q/GIN.ZN-A007-04
拟制:
叶平生日期:
2010.12.01
审核:
徐兴荣日期:
2010.12.01
批准:
陈黎明日期:
2010.12.01
吴桥电器厂
电镀部分
中南电子化学材料所
JULY2008
版本:
A
日期:
2008.7
操作手册目录
1、CS系列化学药水
2、辅助化工原料
3、CS系列产品储存条件
4、板电及图电流程顺序
5、开缸程序
5.1新开槽开缸准备
5.2开缸资料表
5.3开缸程序
6、操作参数
6.1物理操作参数
6.2化学操作参数及分析频率
7、流程控制及维护
8、故障排除指导
版本:
A
日期:
2008.7
一、CS系列化学药水
1、酸去油剂CS-4-A
2、酸去油润滑剂CS-4-B
3、蚀刻稳定剂CS-1-A
4、铜光泽剂CS-14-E
5、锡铅添加剂CS-15
二、化学药品
2.1辅助化工原料
2.1.1硫酸,分析纯(d=1.84)。
2.1.2盐酸,分析纯。
2.1.3磷铜阳极.
2.1.4锡铅阳极
2.2辅助化工原料规格
2.2.1硫酸,分析纯
项目
规格
H2SO4
90-100%(重量比)
20℃时密度(g/cm3)
1.835-1.945
氯离子
最大0.5ppm
铁离子
最大0.5ppm
版本:
A
日期:
2008.7
2.2.2盐酸,分析纯
项目
规格
盐酸含量
37.5%(重量比)
20℃时密度(g/cm3)
1.16-1.20
重金属含量
最大1.0ppm
版本:
A
日期:
2008.7
2.2.3铜阳极规格
元素
规格
Cu
>99.9%,freeofCu2O
P
0.04-0.06%
Pd
Max,0.001%
Bi
Max,0.002%
As
Max,0.0003%
Sb
Max,0.0003%
Sn
Max,0.0003%
Zn
Max,0.001%
Fe
Max,0.003%
Ni
Max,0.0008%
Ag
Max,0.001%
Se
Max,0.0006%
S
Max,0.01%
版本:
A
日期:
2008.7
三、CS系列产品储存条件
产品
最长储有时间(月)
储有温度(℃)
Cs-4-A
24
-5~60℃
Cs-4-B
36
-5~60℃
Cs-1-A
24
-5~40℃
Cs-14-E
24
-5~40℃
Cs-15
24
-5~40℃
备注:
所有化学品必须避免光照。
版本:
A
日期:
2008.7
四.板电及电流程顺序
4.1板电流程顺序
Stage
Process
Sequence
DipTime(min)
DipTime(sec)
1
2
预浸
电镀铜
0.5~1
15~25
10
10
版本:
A
日期:
2008.7
4.2图电流程
Stage
Process
Sequence
DipTime(min)
DripTime(Sec.)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
19
酸去油
水洗
I水洗
微蚀
水洗
水洗
预浸
电镀铜
水洗
水洗
预浸
电镀锡铅
水洗
水洗
上下板
剥挂具
水洗
水洗
3~5
1~2
2~3
1~2
1~2
1~2
0.5~1
40~60
1~2
2~3
0.5~1
10-20
1-2
1-2
4-10
1-2
10
/
10
5
/
10
10
10
/
10
10
10
/
10
10
10
版本:
A
日期:
2008.7
五、开缸程序
5.1新槽开缸准备
5.1.1槽体和相关设备按以下程序清洗
·以2-5%NaOH溶液浸泡4-8小时。
·用自来水清洗槽体。
·以10%硫酸溶液浸泡4-8小时。
·用自来水清洗槽体。
·用去离子水清洗槽体。
5.1.2磷铜阳极使用前按以下程序清洗:
·以2%H2SO4/10%H2O2浸泡阳极。
·用去离子水清洗阳极。
5.1.3阳极袋清洗程序:
·以2-5%NaOH溶液浸泡4-8小时。
·用自来水清洗。
·以10%硫酸溶液浸泡8小时。
·用去离子水清洗。
5.1.4聚丙烯滤芯清洗程序:
·以2%NaOH溶液浸泡4小时。
·用自来水清洗。
·以10%硫酸溶液浸泡8小时。
·用去离子水清洗。
5.1.5阳极钛篮清洗程序:
·以钛篮作为阳极,浸入10%H2SO4溶液。
·以不锈钢板作为阴极。
·加6-8V电压电解30分钟。
·再按6.1.1程序清洗。
5.1.6锡铅板清洗程序:
·以3-5%H2SO4溶液浸泡。
·用去离子水清洗。
》
版本:
A
日期:
2008.7
5.2开缸资料表
流程
产品名称
槽体积(V)
开缸浓度
开缸量
浸酸
硫酸(98%)
850
100ml/l
85L
镀铜
硫酸铜
硫酸(98%)
盐酸
CS-14-E
2500×5个
70g/l
180g/l
10ml/l
875kg
2250kg
分析后添加
125L
酸去油
硫酸(98%)
CS-4-A
CS-4-B
850
100ml/l
40ml/l
3g/l
85L
34L
2550g
微蚀
硫酸(98%)
SPS
850
40ml/l
100g/l
34L
85kg
锡铅预浸
氟硼酸
HBF4
850
100ml/l
85L
电镀锡铅
Sn2+
Pb2+
HBF4
H3BO3
CS-15
2500×2个
18.7g/l
12.7g/l
165g/l
40g/l
30ml/l
528kg
200kg
1900kg
200kg
150L
版本:
A
日期:
2008.7
5.3开缸程序
流程
开缸步骤
预浸
1.50%去离子水。
2.硫酸。
3.加去离子水至液位。
镀铜
1.50%去离子水。
2.CuSO4·5H2O。
3.硫酸
4.槽液冷却至室温,分析添加HCL。
5.CS-14-E。
6.加去离子水至液位。
7.以2ASD电解至少2AH/L。
除油
1.50%去离子水。
2.硫酸。
3.CS-4-A和CS-4-B
4.加去离子水至液位。
微蚀
1.70%去离子水。
2.硫酸。
3.加入SPS。
4.加去离子水至液位。
镀锡铅预浸
1.50%去离子水。
2.加氟硼酸。
3.加去离子水至液位。
镀铅锡
1.50%去离子水。
2.溶解硼酸。
3.氟硼酸。
4.氟硼酸锡。
5.氟硼酸酸铅。
6.加去离子水至液位,循环。
7.以1.5ASD电解2AH/L。
版本:
A
日期:
2008.7
六、操作参数
6.1物理操作参数
工艺流程
温度(℃)
范围,最佳值
过滤
空气
搅拌
备注
预浸
RT
不需
不需
镀铜
20-30℃,25℃
需要
PP/polyspun≤5цm
需要
钛篮需PP阳袋
(≤10цm)
除油
30-40℃,35℃
不需
不需
微蚀
20-30℃,25℃
不需
需要
镀锡铅预浸
RT
不需
不需
镀锡铅
18-30℃,25℃
需要
PP/polyspun≤5цm
不需
6.2化学操作参数及分析频率
流程
组份
浓度控制范围
分析频率
预浸
H2SO4
(ml/L)80-120;100
每周一次
镀铜
五水硫酸铜
硫酸
氯离子
有机污染
(g/L)60-100;75
(ml/L)100-120;100
(ppm)20-80;50
(mA)<0.12
每周二次
每周二次
每周二次
每周一次
除油
H2SO4
CS-4-A
CS-4-B
(ml/L)80-120;100
(ml/L)30-50;40
(g/L)1-3;2
每周二次
微蚀
H2SO4
SPS
Cu2+
(ml/L)90-110;100
(g/L)80-100;100
≤25g/L
每天一次
每天一次
每天一次
浸酸
HBF4
(ml/L)80-120;100
每周一次
电镀
锡铅
Sn2+
Pb2+
HBF4
H3BO3
CS-15
(g/l)15-25;18.7
(g/l)8-15;12.7
(g/l)120-250;165
(g/l)30-50;40
(ml/l)20-40;30
每周二次
每周二次
每周二次
每周二次
版本:
A
日期:
2008.7
七、制程控制与维护
7.1溶液寿命及补充(以切割面积计)
流程
槽液寿命
补充
m2/L
m2/槽
成份
数量/m2
酸铜预浸
5
H2SO4
10ml
镀铜
_
-
CuSO4.5H2O
H2SO4
CS-14-E
7g
10ml
300-800ml/KAH
酸去油
5
-
H2SO4
CS-4-A
CS-4-B
1ml
10ml
0.5g
微蚀
3
-
H2SO4
SPS
-
-
锡铅预浸
5
-
HBF4
10ml
电镀锡铅
-
-
Sn(BF4)2
Pb(BF4)2
HBF4
H3BO3
CS-15
-
-
-
-
200-400ml/KAH
7.2常规维护
7.2.1阳极
阳极每周补充两次。
阳极补充前,须以1:
1之H2SO4&H2O210%(V/V)进行微蚀,补加阳极时须震动阳极钛篮,以避免阳极“桥接”。
当产量达到1000Ah/L时,阳极钛篮阳极袋需取出清洗阳极泥,同时最好微蚀阳极,清洗、微蚀后,加入槽中,阳极钛篮的摆放位置影响电镀厚度分布。
版本:
A
日期:
2008.7
7.2.2阳极袋
阳极袋需检查是否破损或被阳极泥堵塞。
新的阳极袋应以5%NaOH溶液浸泡过液,然后以5%H2SO4溶液中和,旧的阳极袋可用10%的H2SO4/H2O2(1:
1)溶液微蚀清洁,切不可用清洁剂清洗阳极袋。
7.2.3自动添加
至少每周检查二次自动添泵液量是否准确。
7.2.4炭处理
除非有杂质带入槽内,一般情况无需炭处理;CVS分析显示的有机污染数值能帮助我们决定是否需炭处理。
通常当产量达到2000Ah/L槽液或(CVS)分析的有机污染数值超过0.12mA时,炭处理是十分安全的,操作、保养正常的情况下,槽液的有机污染应有0.06mA左右(以CVS分析)。
7.2.5飞把
飞把和V座的接触面应经常清刷,以保证其良好的导电性。
对某一设定的电流,电压值高则表明飞把和V座的接触不良。
7.2.6拖缸
生产前的拖缸可以活化槽液,最好用光板来拖缸。
因为瓦楞板拖缸时,其阴极电流密度或高或低而容易产生钢粉。
如果停工时间小于1天则可不拖缸。
拖缸时,添加剂自动添加开关应打开。
7.2.7滤芯
滤芯可以除去槽液中影响电镀的固体颗粒,滤芯的表面积较大,其使用寿拿亦较长。
固体颗粒堵塞滤芯的孔隙后,过滤泵压力表数值便会升高。
新的滤芯使用前的处理方法同阳极袋。
7.2.8夹具
夹具破损,夹具涂层裂开或分层会带来严重后果;因此对夹具的日常保养亦至关重要,损坏的夹具应立即更换、修补。
版本:
A
日期:
2008.7
7.3阳极铜球清洗及炭处理
7.3.1阳极铜球清洗
·将铜球从钛篮中取出,用自来水冲洗。
·以5%H2SO4和5%H2O2混合液微蚀10-20分钟。
·用去离子水洗净。
7.3.2炭处理
·加入3-5ml/LH2O2,打开空气搅拌。
·加热至40℃,保温3小时。
·加热至65℃,保温3小时。
·加入5-10g/L,粉末状活性炭,并关掉加热器,保持3小时。
·关掉空气搅拌,静置过液。
·将药水过滤至生产槽内。
·分析各成份浓度,如有必要需调整。
·加入6ml/LCS-14-E。
·以1.2-2.0A/dm2电流密度拖缸2-3Ah/L。
·做赫氏槽确认后方可生产。
八、故障排除指导
8.1酸铜
8.1.1镀层厚度不足(表面和孔内)
原因措施
(1)整流器校准不正确或
(1)检查整流器的校准
(2)电镀面积计算不正确
(2)准确地计算电镀面积
(ⅰ)忽略孔内电镀面积(ⅰ)计算孔内面积
(3)接触和电路不正常(3)用钳表检查电流
(4)电镀电流和时间不正确(4)检查接触点
(5)检查是否短路
(6)检查时间和安培数
(7)用称重法检查
版本:
A
日期:
2008.7
8.1.2镀层厚度不足(孔内)
原因措施
(1)分散能力差
(1)降低电流密度(增加电镀时间)
(2)孔内堵塞
(2)降低铜离子浓度
(3)沉铜覆盖和导电性不佳(3)提高硫酸浓度
(ⅰ)部分环形孔破
(4)孔内电镀被抑制(4)检查摇摆的频率和行程
(ⅰ)除油、微蚀后清洗不净
(5)检查去毛刺
(6)检查沉铜覆盖性和导电能力
(ⅰ)振动
(7)时间/温度/流程改变
(8)加强电镀前清洗
8.1.3空洞(没有镀层)
原因措施
(1)孔内无沉铜或覆盖不完全
(1)检查沉铜线
(ⅰ)环形空洞(ⅰ)检查背光
(ⅱ)沉铜线添加振动
(2)电镀前微蚀太强
(2)检查微蚀
9.1.4镀层厚度过厚(表面及孔内)
参考9.1.1
9.1.5镀层厚度过厚(局部)
原因措施
(1)镀槽设计不合理
(1)检查阳极摆放位置
(2)电流影响
(2)检查阳极导电性
(3)化学品影响(3)检查阳极/阴极是否平行
(4)检查屏蔽
(5)降低电流密度,增加电镀时间
(6)降低铜离子浓度
版本:
A
日期:
2008.7
8.1.6板边烧焦(或其它高电流区)
原因措施
(1)电流影响
(1)降低电流密度,增加电镀时间
(2)化学品影响
(2)提高光亮剂至控制范围
(ⅰ)光亮剂浓度低(3)提高铜离子浓度
(ⅱ)铜离子浓度低(4)检查氯离子浓度,如有必要,低电流电解
(ⅲ)氯离子浓度高
(3)温度过低(5)提高温度至25℃
(4)空气搅拌不足(6)检查空气搅拌是否足够、均匀
8.1.7表面镀层厚度分布差
原因措施
(1)镀槽设计不合理
(1)检查阳极摆放位置
(2)整流器工作不正常
(2)检查阳极导电性
(3)阳极极化(3)检查阳极/阴极平行度
(ⅰ)阳极电流密度过高(4)检查屏蔽
(ⅱ)氯离子浓度过高(5)检查槽内电流分布
(4)电流影响(6)检查阳极/添加阳极
(5)化学品影响(7)检查阳极膜颜色
(6)空气搅拌不均匀(ⅰ)清洗阳极/拖缸
(8)降低电流密度,增加电镀时间
(9)降低铜离子浓度
(10)检查、调整空气搅拌气孔位置
8.1.8孔内整平性差
原因措施
(1)钻孔粗糙
(1)检查钻孔及其参数
(2)光亮剂浓度高
(2)检查去钻污及沉铜
(3)有机污染(3)降低光亮剂浓度
版本:
A
日期:
2008.7
(4)电流过低(4)炭处理
(5)降低光亮剂/整平剂比例
8.1.9高电流密度区发暗
原因措施
(1)光亮剂浓度低
(1)检查光亮剂浓度
8.1.10
原因措施
(1)光亮剂浓度高
(1)检查光亮剂浓度
(2)温度过高(ⅰ)拖缸或降低光亮剂浓度
(3)氯离子浓度过低
(2)降低温度至25℃
(4)有机污染(何氏槽炭处理试验)(3)检查氯离子浓度,添加盐酸
(5)阳极问题(检查黑膜)(4)炭处理
(5)检查阳极磷含量
8.1.11镀层粗糙(板面或板面、孔内)
原因措施
(1)槽液内有固体杂质
(1)检查空气搅拌入气口
(2)保证良好过滤(例如用5цm过滤芯)
(3)检查阳极袋是否破损
(4)检查阳极膜,如果阳极膜为红棕色,检查阳极磷含量是否偏低(P≤0.03%)
(5)确保空气搅拌没有正对阳极下
(6)检查阳极电流密度,调至15ASF
8.1.12针孔
原因措施
(1)有机污染
(1)炭处理
(2)整平剂平高
(2)提高光高剂浓度使光亮剂/整平剂比例适当,拖缸
(3)干膜显影后水洗不净(3)检查干膜流程
(4)除油不净(4)检查除油、微蚀及水洗
(5)小气泡附着线路边缘(5)确保过滤泵不吸空气
版本:
A
日期:
2008.7
8.1.13下陷
原因措施
(1)添加剂成份失调(光亮剂过
(1)检查,调整光亮剂、整平剂
低或整平剂过高)
(2)摇摆频率过高
(2)降低摇摆频率
(3)有机污染(炭处理,哈氏槽试验)(3)炭处理
(4)阳极极化(4)检查电压、阳极膜和氯离子
8.1.14镀层机械性能差(孔角断裂)
原因措施
(1)有机污染
(1)炭处理
(2)光亮剂、整平剂过高
(2)检查前处理是否清洁干净,水洗完全
(3)分析调整
8.1.15光亮剂消耗量大
原因措施
(1)空气搅拌激烈
(1)调节空气流量
(2)温度守高
(2)停工时,关掉空气搅拌
(3)阳极膜生成不佳(3)降低温度至25℃
(4)检查阳极膜颜色及是否致密
8.2电镀锡铅
8.2.1局部没镀上
原因措施
(1)铜箔表面有凹,而且有脏物,
(1)用小刀把胶刮掉,再进行适当清
镀前清洁处理没去掉洁处理,用刷镀方法修复)
(2)温膜、干膜显影不干净,
(2)局部清洁处理,进行刷镀修复
有残胶,没有镀上铜
(3)表面活性剂污染铜表面(3)镀前清洁处理液里如果有某种
表面活性剂,一定要冲洗干净
(4)电接触不良(4)在装夹具时注意夹紧
(5)铜镀层表面有憎水膜(5)可适当处理,或调整改善镀铜溶液
版本:
A
日期:
2008.7
8.2.2镀层粉末状
原因措施
(1)电流密度过大
(1)降低电流密度
(2)CS-15含量过低
(2)做赫尔槽试验,确定加CS-15的
量,并根据试验结果补加
8.2.3镀层较暗
原因措施
CS-15含量过高用活性炭处理
8.2.4条纹状镀层
原因措施
有机杂质污染镀液用活性炭处理
8.2.5台阶式镀层
原因措施
(1)硼酸含量过低
(1)硼配加至饱和
(2)氟硼酸含量过高
(2)对镀液进行调整
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