黄铜和磷铜的导电性,PCB电镀中为什么都选择磷铜球?
随着电子技术的飞速发展,各种电路板的生产需求量大大增加。而铜作为电镀阳极的重要原料,需求量大大增加,其中PCB精密电路板则需要用磷铜球作为阳极。磷铜球适用于电子线路板,尤其是高精尖的多层线路板这种电子产品必不可少的重要组件,非常依赖优质PCB磷铜球阳极作为制造线路板的基础原材料。因此磷铜阳极球的需求量颇为可观。本文主要介绍的是PCB的磷铜球,首先介绍了PCB电镀铜为什么要运用含磷的铜球,其次阐述了磷铜球在PCB中的应用概况以及磷铜球全球市场预估,具体的跟随小编一起来了解一下。
PCB电镀铜为什么要运用含磷的铜球
在前期,硫酸铜电镀都是选用电解铜或无氧铜做阳极,其阳极开关铜球功率高达100%乃至超越100%,这样构成一系列的问题:槽液中的铜含量不断升高,添加剂耗费加速,槽液中的铜粉和阳极泥增多,阳极运用功率下降,镀层极易发工艺品铜球作毛刺和粗糙缺点。
1954年,美国Neverse等对阳极的研讨发现:在阳极中掺入少数的磷,经过一段时间的电解处理(电解发作的阳极黑膜对电镀恰当重要,因而主张运用电解拖缸板/假镀板/波浪板在2-3ASD的阀门铜球电流密度下电解4~10小时),铜阳极的外表生成一层黑色的磷膜,首要的成分是磷化铜Cu3P。这层黑膜具有金属导电性,改变了铜阳极溶解进程中的一些反响的进程,有用战胜了上述的一些缺点,对铜的质量和工艺稳定性起着重要作用。
铜阳极的溶解首要是生成二价铜离子,研讨试验证明(旋转环盘电极和恒电流法):铜在硫酸铜溶液中的溶解分两步进行的。
Cu-e-→Cu+ 基元反响1
Cu+--e-→Cu2+ 基元反响2
亚铜离子在阳极作用下氧化成二价铜离子是个慢反响,也能够经过歧化反响生成二价铜离子和单质铜,正如在化学沉铜反响中相同。所生成的铜单质以电泳得办法堆积于镀层中,从而发作铜粉,毛刺,粗糙等。当阳极中参加少数的磷后,经电解处理(或称拖缸)在阳极外表生成一层黑色的磷膜,阳极的溶解进程就发作了一些改变:
1、黑色磷膜对基元反响2有着明显的催化作用,大大加速了亚铜离子的氧化,使慢反响变成快反响,大大削减槽液中亚铜离子的累积。一起阳极外表的磷膜也可阻挠亚铜离子进入槽液,促使其氧化,削减了进入槽液的亚铜离子。规范阳极黑色磷铜膜的导电率为1.5&TImes;104Ω-1CM-1,具有金属导电性,不会影响到阳极的导电性,并且磷铜阳极壁春铜阳极的阳极极化小,在Da为1ASD时,含磷0.02---0.05%的铜阳极的阳极电位比无氧铜阳极低50?80mv.黑色阳极磷膜在答应的电流密度下不会构成阳极的钝化。
2、阳极外表的黑色磷膜会使阳极不正常溶解,纤细颗粒掉落的现象大大削减,阳极的运用功率大大提高。当阳极选用0.4?1.2ASD电流密度时,阳极上所含磷量与黑膜厚度呈线性关系。在阳极磷含量在0.030?0.075%蚀阳极的运用功率最高,阳极黑色磷膜生成的最好。
亚铜离子在阴极堆积进程中也会发作:
Cu2++e-→Cu 3
Cu2++e-→Cu+ 慢反响 4
Cu++e-→Cu 快反响 5
镀液中的亚铜离子首要经过阳极反响和反响4发作的,尽管含量很纤细,但只需很少数就可影响镀层质量。亚铜离子进入槽液会对阴极镀层发作如下损害:
1、构成镀层毛刺粗糙,。在电镀进程中,铜粉以电泳的办法在阴极镀层上堆积的。在电流密度小,温度高的情况下,阴极电流功率下降,氢离子放电,使酸度下降,水解反响方向向有利铜粉生成的方向进行,毛刺的现象将会加剧。
2、亚铜离子一起会构成镀层不亮光,整平性差,镀液混浊等。这也是由于铜粉细密的散布在阴极镀层上面,构成堆积层的细密性差,无光泽。在低电流区,影响更严峻。此刻补加光剂作用不大,加双氧水除去铜粉,驱逐彻底双氧水,弥补光剂,区域亮光性和整平性会有所改善。一起反响会耗费一部分酸,应恰当弥补些硫酸。
阳极的磷含量国内多为0.3%,国外的研讨标明,磷铜阳极中的磷含量到达0.005%以上,既有黑膜构成,可是膜过薄,结合力欠好;磷含量过高,黑膜太厚,阳极泥渣太多,阳极溶解性差,导致镀液中铜含量下降。阳极磷含量以0.030---0.075%为佳,最佳为0.035?0.070%.国内出产设备和工艺落后,拌和不均匀,不能确保磷含量均匀散布,一般加大磷含量到0.1--0.3%;国外选用电解或无氧铜和磷铜合金做质料,用中频感应电炉熔炼,质料纯度高,磷含量简单操控,选用中频感应,磁力拌和作用好,铜磷熔融拌和均匀,自动操控,这样制作的铜阳极磷散布均匀,溶解均匀,结晶详尽,晶粒纤细,阳极运用率高,有利于镀层润滑亮光,削减了毛刺和粗糙缺点。
磷含量对阳极磷膜的影响
1、磷含量为0.030?0.075%的铜阳极,构成的黑膜厚薄适中,结构细密,结合结实,不易掉落;险前磷含量过高的铜阳极。磷散布不均匀,溶解使阳极泥过多,从而污染槽液,还会堵塞阳极袋孔,构成槽电压升高。槽电压升高有会构成阳极膜掉落。实践出产中边电镀边更换阳极简单发作毛刺。
2、磷含量为0.3%的磷铜阳极磷散布不均匀,黑色磷膜过厚,铜的溶解性差。所以常常要把阳极缀满,并非使阴阳极面积比为1:1,实践铜阳极挂的多,槽液中的铜含量还有下降的趋势,也很难坚持平衡。需经常补加硫酸铜,从电镀本钱来看,也是不合算的。电镀宁可多挂残次的磷铜阳极,阳极泥增多,实践的费用也会增多。
3、实践上磷含量高的铜阳极生成的黑膜厚度太厚,电阻添加,要维持本来的电流,电压要升高。槽电压的升高有利于氢离子放电,针孔的发作几率加大。这一现象对国产”M.N.SP.P。AEO”系统来讲,不多见,因其中外表活性剂较多,但对部分进口光剂来讲,针孔的机会会大大添加,需别的补加潮湿剂,并设法下降电压。
4、实践上,磷含量高,黑膜太厚,散布不均匀,还会构成低电流区不亮光,纤细麻砂状。
尽管含磷0.3%铜阳极黑膜厚度能够削减亚铜离子进入槽液,可是因其结构疏松,散布不均匀,作用作用大减。别的电解液中存在化学可逆反响:
Cu2++ Cu -→ 2Cu+
在常温下,此反响的平衡常数为K=( Cu+)2/( Cu2+)=0.5X10-4
温度升高,亚铜离子浓度也会升高。亚铜离子在槽液中以硫酸亚铜的办法存在,在空气拌和时会被氧化。在酸度下降情况下,硫酸亚铜水解氧化亚铜(铜粉),同粉滞留在阴极高电流区,堆积必定量即发作毛刺;在低电流区,电流功率下降,氢离子放电较多,相对该处酸度下降,水解向生成铜粉方向进行,
Cu2SO4+H2O=Cu2O+H2SO4
较多的铜粉滞留在阴极外表会构成阴极镀层不亮光,细麻砂。若没有空气拌和,电流密度开得很小的情况下,这种情况在低电流区很发作。
运用磷含量少的铜阳极,由于黑色磷膜细密,亚铜力子很难溶入槽液,只需用空气拌和,操控硫酸浓度不要偏低,电流密度略高些,区域的不但量和麻砂状即可战胜。
磷铜球在PCB中的应用概况
1、磷铜球用于PCB板之一次铜及二次铜制程,主要在于形成通孔的导电铜层
双层以上的PCB板产品,由于不同层板之间的线路没有直接相连,故必须透过导通孔的结构来连接不同板层之间的线路,以利电性的传递。
在PCB板的制程中,历经内层板的线路制作、多层压合及机械钻孔后,为了使钻孔形成导通的状态,须再进行除胶渣、除毛头及化学铜的程序,生成一薄铜层。尔后,透过电解镀铜的方式来进行一次镀铜及二次镀铜,增加铜层厚度以强化导孔的导电效果。磷铜球即为用于一次铜及二次铜的关键材料。
2、磷铜球为PCB镀铜制程的阳极材料,铜球中加磷在防止亚铜影响镀膜质量
磷铜球在PCB电镀槽中扮演阳极的角色,故磷铜球又称为阳极铜球。当电解反应开始进行时,磷铜球中的铜原子将丢电子而形成铜离子,带正电的铜离子会往阴极所在的待镀PCB板移动,最后在PCB板的表面得电子而生成铜膜。
理论上,在PCB板镀铜的反应中,磷并没有直接参与反应,加磷目的主要在于减缓铜原子的析出速度。若铜原子解离的速度过快,会产生大量的亚铜离子,两颗亚铜离子将互相反应成铜原子及铜离子。溶液中的铜原子则会以电泳的方式随机吸附于PCB板上,影响铜镀层的生成结构,劣化铜镀层的品质。
磷铜球全球市场预估
1、PCB板厂商移往大陆的趋势不变,磷铜球成长表现也以大陆市场表现最佳。
中国大陆PCB产值占全球比重由2000年的8.5%快速提升,预计今年产值比重可达全球的25.2%。由于PCB板产品移往大陆生产的趋势持续发酵,目前大陆PCB总产值已达全球第一。
估算,全球磷铜球市场将由2003年的146,501顿增加至2008年的192,988顿,CAGR(03-08)为5.7%。在各区域之中则以大陆地区的成长表现最佳,CAGR(03-08)达10.1%。
2、过去磷铜球以欧美日厂商为主力,台陆厂成功切入后,已有两家大厂出现
磷铜球影响PCB的质量甚巨,过去切入该领域的大厂计有日商Mitsubishi、Asaba;美商IMC、UniverTIcal及芬兰Outokumpu等。
近几年来由于亚太区域已成PCB板的生产重地,台湾及大陆也陆续有本土厂商投入磷铜球的研发及量产。目前发展较成功的厂商计有台湾的东又悦以及大陆的西江电子。由厂商宣称的出货量估算,此两家厂商已超越其他外商,居全球前两大的位置。
为什么铜不导电?
铜是金属,首先,你要知道金属为什么能导电。
物质是由原子组成的,而原子的结构是有位于原子中心的原子核和核外电子组成的,原子核带正电,核外电子带负电,核外电子在原子核的束缚下绕原子核运转,这个结构好象地球绕太阳转相同。
金属内部的电子可以脱离原子核的束缚,在核外自由运动,称为自由电子,通常情况下,自由电子的运动是杂乱无章的,当电路中有了电流后,自由电子会向同一个方向运动,也就是形成了定向移动,这样金属就可以导电了。
另外,铜有自由移动的电子。
墙壁插座里的铜片是什么规格的铜?
优质开关插座内部常用的铜片有锡磷青铜和黄铜两种。锡磷青铜俗称紫铜,外观略带紫红色。优质锡磷青铜表面应有良好的金属光泽,弹力好且抗折叠能力强,不易被折断。另有弹力强、抗疲劳、导电性好、抗氧化能力强,经久耐用等特点。
国内的开关插座内的铜片基本上采用的是磷青铜,外销的(出口)的产品基本上用的是黄铜。
国内行业吹嘘磷青铜弹性好,价格也贵。黄铜的价格比磷青铜便宜。但实际上,各有各的优点。
一:目前市场上开关插座所使用的铜片参差不齐,有用0.4/0.5/0.6/0.7mm厚的铜片。当然,太薄的不利于产品的使用寿命。
二:一个品牌的开关插座产品质量好与坏,不能单单看铜片的规格大小及用量多少来决定,还要是看该产品的结构设计是否合理,如果使用同样规格铜材的情况下,好的结构质量会远远大于结构一般的产品。
铜件氧化怎么处理?
可以用铜光亮清洗剂、铜材氧化皮清洗液、铜抗氧化剂来处理铜表面氧化的问题。铜光亮清洗剂和铜材氧化皮清洗液主要是对铜及铜合金光亮酸洗,不含强酸,适用于紫铜、H62以上黄铜、锰黄铜、磷铜、白铜、锌磷青铜等的氧化皮清除及表面光亮处理。绝对环保,极底腐蚀率。作用是除油、除氧化皮及洗后光亮的作用。实质上是复合有机酸型铜材高效清洗剂。铜抗氧化剂是铜保护剂系列产品,适用所有的铜及其铜合金的保护处理。它的主要作用是防止铜材表面在空气中(或在腐蚀性气体、介质中)被氧化,而导致变色甚至出现铜绿等复试现象。处理铜表面氧化的注意事项:
1、使用铜抗氧化剂通过浸泡处理后,在铜表面形成一层致密的单分子保护膜,能有效地隔绝空气和铜表面的接触,从而达到了防止腐蚀变色。2、铜抗氧化剂不含铬酸盐、氟化物、过氧化物、重金属等有毒有害物质,可以直接手接触,无需戴防护用品,无三废排放问题,故对环境无污染,是环保型产品。并且不影响工件的导电、焊接等性能,浸弱酸即可消除此保护膜。3、铜抗氧化剂能有效地防止铜、黄铜、铜合金等。变色、指纹、斑纹出现,并能保持铜、黄铜及铜合金的原有光泽。本品处理后,常温下保持2-3年不变色不氧化。铜锡磷组成的物质的化学式?
组成的是一种合金,没有化学式。
锡磷青铜
磷铜是一大类,包括了锡磷青铜的
锡磷青铜有更高的耐蚀性,耐磨损,冲出时不发生火花。用于、中速、重载荷有轴承,工作最高温度250℃。具有自动调心对偏斜不敏感,轴承受力均匀承载力高,可同时受径向载荷,自润滑无需维护等特性。
锡磷青铜是一种合金铜,具有良好的导电性能,不易发热、确保安全同时具备很强的抗疲劳性。
锡磷青铜的插孔簧片硬连线电气结构,无铆钉连接或无摩擦触点,可保证接触良好,弹力好,拨插平稳。
该合金具有优良有机械加工性能及成屑性能,可使零件加工过程迅速缩短了加工时间。
铜磷焊条熔点?
不同类型的磷铜焊条熔点不同,举例说明如下:
1、 BCu92P:熔化温度710-750℃,熔点低,该焊料流动性较好,但比较脆,一般用于钎焊不受冲击载荷、无振动的铜和黄铜零件的焊接;
2、BCu93P(HL201/BCuP-2):熔化温度710-793℃,该焊料流动性好,可以流入间隙很小的接头,但钎料脆,一般用于机电和仪表工业,钎焊不受冲击载荷的铜和黄铜零件;
3、BCu89SnP(HL208):熔化温度620-660℃,该焊料熔点低,流动性好,可配合银钎剂钎焊铜、黄铜、青铜及低锌黄铜零件;
4、BCu86SnP:熔化温度620-670℃,该焊料用途同上,镍的加入使脆性增大,但流动性提高,且焊缝光亮,一般用于铜及黄铜钎焊。
5、BCu91AgP(HL209/BCuP-6):熔化温度645-771℃,熔点低,该焊料能在较大温度范围内填充接头间隙,多用于电冰箱、空调器、电机和仪表行等业钎焊铜及黄铜件;
6、BCu89AgP(BCuP-3):熔化温度645-788℃,熔点低,该焊料延性和导电性得到提高,流动性一般,适宜于钎焊间隙较大的铜及黄铜零件。
7、BCu88AgP(HL205/BCuP-7):熔化温度645-780℃,熔点低,该焊料延性和导电性得到提高,流动性好于B-Cu89PAg,一般用于钎焊间隙较大的铜及黄铜零件;
8、BCu87PAg(BCuP-4):熔化温度645-718℃,熔点低,该焊料熔点低,流动性很好,能钎焊间隙较小的接头,一般用于铜及黄铜部件的钎焊。

扩展资料:
磷铜焊条或者银磷铜焊条用于范围:通过毛细起到相连铜及铜合金,焊碳钢,铜及铜合金,镍铬合金等黑色及有色金属焊。应用于通过毛细起到相连铜及铜合金,也可以填满间隙较小的焊缝。
磷铜焊条或者银磷铜焊条工业应用于:空调及冰箱工业:管道连接器,阀门,热交换器铅工业及家用电器:加热管/气管,排水管,家用设备电力及电子工业:转子及电机,发电机。
磷铜焊条或者银磷铜焊条用于工艺:预处理彻底清除被相连连接器部位,保证所要相连的区域无污损及氧化物等,完全除去毛刺,直角边。
磷铜焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊条种类不同,焊芯也不同。焊芯即焊条的金属芯,为了保证焊缝的质量与性能,对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定,特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量