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1、第 1 页 共 3 页 磷铜球质量分析 一、从镀层表面质量判定磷铜球质量 如果磷铜阳极的含磷量低，钝化前磷铜阳极的阳极膜薄且少，铜镀液中 有一价铜离子产生，使铜离子急剧上升，从而出现磷铜阳极表面的阳极膜呈 “黄色或绿黄色的膜层”现象。 如果磷铜阳极表面的黑膜下还有一层棕色的膜，说明磷铜阳极中的杂质 含量超标，一般是用杂铜生产的磷铜阳极才会出现此类钝化现象。若是由磷 铜阳极本身质量引起磷铜阳极钝化，应更换磷铜阳极。 二、电镀粗糙原因 粗大铜晶粒由于太重而凝胶体不能支撑起从而形成阳极泥，造成电镀粗 糙，同时又要至少 3个月清洗更换阳极袋 1次。晶粒小时磷能阻止细铜粒从阳 极脱落。使用高质量的磷铜阳
2、极，磷分布非常均匀，结晶颗粒细致，结构紧 密，“黑色磷膜”不厚不薄，结合力适中，质量可靠，有效地抑制了一价铜 离子形成。由于铜结晶细致，磷含量适中且分布均匀，阳极泥很少，阳极袋 通常半年以上才清洗，这样不但提高电镀生产效率，而且还节约阳极袋等附 属原材料。 三、优质铜阳极的特性及优点 对任何电镀操作，最好的阳极必须满足以下要求：杂质含量少、晶粒精 细、规整；酸性镀铜系统需要的均匀分布地0.04 0.065 的磷含量；表 面无油、氧化、毛刺。阳极必须随时可以立即使用，并有很高的操作性能而 无麻烦顾虑。使用高质量的铜阳极给电镀制造业者带来最大的好处是：提高 成品率，降低生产消耗成本，提高生产效率和
3、镀层的物理性能，以满足电镀 界越来越高的技术要求，迎合其发展趋势。 四、铜粉： 研究表明，铜在硫酸中的阳极溶解是分步反应。金属铜首先失去一个电 子生成一价铜 e +, 这是一个快反应， 然后继续失去一个电子、 生成二价铜， 这 一步是慢步骤。由此可见，铜在阳极溶解的过程中不可避免地伴随有一价铜 离子生成。这已为旋转环盘电极的实验所证实。溶液中的一价铜很不稳定它 可以通过歧化反应分解成金属铜和二价铜离子。由于电极附近双法区的空间 第 2 页 共 3 页 是很小的，一价铜在双层区空间的浓度将会是相当地大，在这种条件下，铜 离子的歧化反应将是非常容易进行的。所以，铜阳极溶解过程中生成的一价 铜是铜粉
4、的主要来源。 温度升高，铜粉生成率增加，即生成铜粉的置在溶解的铜量中的百分比 增加。磷元素有助于消除或减少一价铜的生成磷铜用极的溶解电流比纯铜大 得多， 在一定台磷范围内，铜中含磷越高，阳极的溶解性能越好。 五、为什么阳极溶解是在晶面上均匀地进行？ 纯铜中加进磷元素后形成了热力学上最稳定的多晶结构，晶界最小，能 量最低，而且磷优先富集在晶界上。表面张力测量表明，在熔融体中，磷 对铜来说是表面活性元素， 它使熔体的表面张力下降。 晶界的能量降低， 选 择性的晶界溶解也就难以发生。所以，阳极溶解是在晶面上均匀地进行？ 六、氧化铜增多，会提高铜泥增多 晶界比晶休其它部位更容易溶解。如果晶体中台有Cu
5、20 杂质晶界的优先 溶解将更快，晶粒将更多地从金属本体上剥落下来。同时，Cu 20溶于硫酸， 这使溶液中的一价铜增多。所以，阳极中Cu20的存在会加剧阳极泥的生成， 消除铜粉有赖于除去铜中的Cu 20。 七、磷在阳极铜中起什么作用？ 假阴极板或波浪板在 23ASD 内电解处理 410小时，铜阳极的表面生成 一层黑色的“磷膜”，其主要成份是磷化铜(Cu P)。这层“黑色磷膜”具有 金属导电性，改变了铜阳极过程的某些反应步骤的速度，克服了：铜粉和阳 极泥多，阳极利用率低、镀层容易产生毛刺和粗糙，Cu 镀液逐渐升高镀液 不稳定，添加剂消耗快。 八、毛刺 造成镀层毛刺， 即铜粗原因 Cu + 。在电
6、镀过程中， 铜粉以电泳的方式沉积 在阴极镀层上产生毛刺。在电流密度小、温度高的情况下，阴极电流效率会 下降，氢离子的放电，使酸度下降，水解反应向生成铜粉的方向移动，毛刺 的现象将会加重；高纯铜阳极是由精炼铜制造来的， 其成本需加上加工费用。 在生产过程中铜阳极中的杂质会随铜一起沉积或留在电镀槽的溶液中，或沉 到槽底形成阳极泥。 若杂质沉积在镀件表面会导致镀层粗糙和镀层应力增加 九、磷铜球产生一价铜离子的不良作用 第 3 页 共 3 页 一价铜离子会造成镀层不光亮、整平性差、镀液混浊。这也是由于铜粉 细密地散布在阴极镀层表面， 而Cu +在其疏松晶体上均匀沉积， 造成阴极沉积 层的不紧密、不平整
7、、没有光泽。电流密度小的区域，影响就更严重。在一 个铜粉较多的镀槽中即使加了较多光亮剂，低电流密度区域镀层也是很难光 亮整平的。加些双氧水，将铜粉氧化，再除去残存的双氧水，补充被双氧水 氧化掉的光亮剂，低电流密度区的不光亮、整平差将有明显改善。反应要消 耗酸，如在生产中可适当被补充些硫酸。 十、晶粒细小的作用 晶粒小时磷能阻止细铜粒从阳极脱落。使用高质量的磷铜阳极，磷分布 非常均匀，结晶颗粒细致， 结构紧密，“黑色磷膜”不厚不薄，结合力适中， 质量可靠，有效地抑制了一价铜离子形成。由于铜结晶细致，磷含量适中且 分布均匀，阳极泥很少，阳极袋通常半年以上才清洗，这样不但提高电镀生 产效率，而且还节约阳极袋等附属原材料。 刘俞岑 2013-1-29
