1、 微晶磷铜球和普通磷铜球的区别
行业中所谓微晶磷铜球就是铜球里面的平均晶粒度直径不大于 60μ m 的磷铜球。 (表一是实测国内某厂家生产的普通及微晶磷铜阳 极的尺寸)。外观上,由于微晶磷铜球的制造工艺有所不同,其晶粒 微小,物理性能更好,所以微晶铜球比普通铜球表面质量更好,更加 圆滑,更加饱满,而且没有铜粉产生,而普通的磷铜球表面会有少许 铜粉。微观组织结构上,通过金相照片比对发现,普通磷铜球放大 200 倍可清晰看见晶粒,晶粒较粗大;存在明显晶界,微观有磷富集 现象,晶界与晶粒内部的磷出现了不均匀,稍有偏析现象。在实际的 电镀应用上就表现为晶界位置特别容易溶解,黑膜厚度未很均匀等; 微晶磷铜球放大 500 倍才隐约看见晶粒,晶粒特别细小,分布十分均 匀,组织致密,无晶界;晶界上偏析的元素已经扩散到晶粒,磷的分 布更加均匀。(图 1(a)(b)是实测国内某厂家生产的普通及微晶 磷铜阳极的金相组织图)在化学成分上,两者除了微晶磷铜球的磷含 量稍小一点外(0.025-0.050%),其他都无明显区别(见表二)。但 是由于微晶铜球晶粒细小,磷分布更加均匀,所以具备了将磷含量向 更低范围控制的条件,磷含量低一点的铜的电化学性能更好,所以磷 含量的控制范围低一点对电镀品质更有利。 2、在 PCB 电镀过程中的比较
2.1 大、小电流电镀实验 实验室中,大、小电流实验主要设定时间是电镀 30 分钟和 120 分钟,看表面形成黑膜的状况:普通铜球表面磷没有脱落,因此成膜 很快,20 分钟形成均匀完整的黑膜且稍后黑膜增厚,但黑膜组织疏 松,容易脱落,手感检查,铜球上黑膜粗糙有细小颗粒状铜渣;微晶 铜球由于制造工艺原因,表面有少许脱磷,成膜较快,30~40 分钟 基本形成十分均匀完整薄的黑膜。且成膜均匀,膜层薄,结合力强, 黑膜手感细腻。对比发现:尽管普通铜球成膜速度最快,但其生成的 黑膜组织较疏松容易脱落,在大电流情况下更加明显,而微晶铜球既 能很快生产黑膜,也能保证黑膜完整,厚薄均匀,结合力强。较快的 成膜速度预示着较少的铜损耗。 微晶铜球既能适应小电流的生产需要 也能适应由于赶货需要的大电流生产。简而言之,微晶磷铜阳极成膜 又快又好,效率和性能都明显优于普通产品[2]。
2.2 实际生产中的效果 从电镀生产线上检查观察, 微晶磷铜阳极在钛篮内形成的黑膜薄 而致密,阳极袋底部无发现过多的阳极泥;铜球表观光滑,无蜂窝凹 凸不平的粗糙面,成球形规则状溶解。电解后生成的黑膜薄而连续致 密,手感检查无夹杂微小颗粒且黑膜不容易脱落。另一方面检查生产 中使用 3 个月后的钛篮,阳极袋中镀液流速较快,阳极袋孔隙未被堵 塞;袋中黑泥生成少。普通磷铜阳极成膜较厚,容易脱落。长时间使 用后形成的黑泥较多,电解一段时间后,大部分表面有凹凸不平的粗 糙面,形状成不规则的球形。手感检查有明显的夹杂微小颗粒。从晶 体结构上来解释:微晶磷铜无晶界,成膜薄、致密而牢固,晶粒尺寸 小自然表现出颗粒与黑膜黏合强度高, 不易产生铜球组织。