2  高速鍍銀工藝

    目前，寧波華龍、常熟展華等幾家公司的轉(zhuǎn)輪式生產(chǎn)線正在使用樂思公司提供的電鍍工藝和電鍍添加劑。其原理是使用專用磨具及軟性材料，使需要電鍍的部分裸露，遮蓋不需要電鍍的部分。該模式適用于平面帶狀和翹曲度不大的簧片類連續(xù)線材電鍍。由于電力線分布均勻，鍍層厚度也比較均勻，可做單面選鍍，沉積速率可達(dá)到普通電鍍沉積速率的10倍，由于高速鍍是在高電流密度下實現(xiàn)的，因此與普通電鍍的工藝條件有所不同。目前加工材料以鐵材、銅材為主。一般高速鍍銀的工藝流程如下：電解除油一水洗—酸活化一水洗一預(yù)鍍銅一水洗一預(yù)鍍銀一高速局部鍍銀一回收一水洗一反脫銀一水洗一銅保護(hù)一水洗一吹風(fēng)一烘干。

2．1電解除油

    采用高效、低泡、弱堿性、對基體材料腐蝕性小的除油劑HMC-02。該除油劑是雙組分電解去油液，其中固體組分A與液體組分B的質(zhì)量濃度比為16：1，其特點是去油溫度低、去油效率高、使用壽命長，陰極和陽極電解去油均可使用，適用于鋼、銅和銅合金的表面處理。陰極除油時，其質(zhì)量濃度應(yīng)控制在30～60 g／L(最佳為50 g／L左右)；陽極除油時，其質(zhì)量濃度控制在50～80 g／L(最佳為68 g／L左右)。為確保工件的清洗質(zhì)量，需維持除油液所需濃度。定期進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果或工件清洗質(zhì)量及時補加除油劑。陰極除油時，其質(zhì)量濃度不低于30 g／L，陽極除油時不低于44 g／L。清洗液除油效果明顯下降時，需倒掉舊液，換用新液。

2．2酸活化

    由于大部分基材為銅和鐵，因此一般采用6％～10％的鹽酸溶液即可除去其表面的氧化膜。

2．3預(yù)鍍銅

    金屬銅本身質(zhì)地較軟，因此預(yù)鍍銅可以改善鍍層間的結(jié)合力，同時也為后續(xù)工序提供了一個潔凈、活性高的表面。其工藝條件如下：

CuCN              l5～35 g／L

KCN               25～55 g／L

游離KCN           8～10 g／L

J_k                 1～3 A／dm²

θ                 50～60 ℃

陽極                  電解銅

2．4預(yù)鍍銀

    由于銀韻電極較負(fù)，一般的金屬會將銀離子置換出來，這樣的鍍層結(jié)合力差，會導(dǎo)致在后續(xù)的芯片安裝及金絲焊接過程中出現(xiàn)氣泡。為了防止此現(xiàn)象，除了帶電入槽外，還可使用預(yù)鍍銀工藝，它可以在鍍層表面形成一層致密的銀保護(hù)層，同時起打底作用。實際生產(chǎn)中，為了減少高速選擇鍍銀中由于表面張力引起的問題(如鍍層色澤不均勻和物理爬銀等)，可以在預(yù)鍍銀工藝中添加少量潤濕劑，減少表面張力。預(yù)鍍銀的工藝條件如下：

銀離子(以氰化物形式加入)    1～2 g／L

氰化鉀    70～90 g／L

以    1～2 A／dm²

陽極    不銹鋼

2．5高速鍍銀工藝

    與普通電鍍方式相比，高速電鍍需要更大的電流密度，增大鍍液中主鹽含量，同時加強攪拌。SILVREX JS-5高速鍍銀工藝的操作條件如下：

銀離子               50～70 g／L

游離氰化鉀             O～2 g／L

SILVREX JS-5開缸劑    0．5～2．0 mL／L

SILVREX JS-5補充劑    5～100mL／L

JS潤濕劑                 5 mL／L

 pH                   8．0～9．5

θ                      50～70℃

Jk                    30～150 A/dm²

2．5．1  銀離子

與普通電鍍方式相比，高速電鍍中工件在鍍液中的時間很短。為了滿足厚度等各方面的工藝要求，工作電流密度需達(dá)到30～150 A／dm²，鍍液中銀離子的含量勢必要比普通電鍍液中銀含量高。如果銀含量過低，鍍層容易燒焦，但銀含量過高會造成鍍層粗糙。

2．5．2  游離氰化鉀

    氰化鉀除了與銀離子發(fā)生配位反應(yīng)外，還可以提高鍍液的導(dǎo)電性能和擴(kuò)散能力。在該工藝中，由于使用的電流密度較大，為了保證鍍液中有足夠的銀離子，要求游離氰化鉀含量較低。游離氰化鉀含量過高時，其配位作用會使鍍液中可導(dǎo)電的銀離子減少，導(dǎo)致工作電流密度只能維持在較低的范圍；但氰化鉀含量太低時，鍍液穩(wěn)定性變差。

2．5．3 pH

    pH應(yīng)在25℃時測量。pH穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)主要是為了保證氰化銀離子在鍍液中的穩(wěn)定。pH太低會造成鍍層粗糙，形成針孔，同時鍍液會產(chǎn)生銀沉淀； pH太高則導(dǎo)致鍍層燒焦，加快銀在銅表面的沉積，并且影響鍍層的耐熱性。該工藝中可以使用Acid JS-5調(diào)低pH，用氫氧化鉀調(diào)高pH。

2．5．4  溫度

溫度越高，則可使用的電流密度范圍越大，但同時也會導(dǎo)致鍍液蒸發(fā)過快，氰化物分解加劇，工作環(huán)境更加惡劣。因此，溫度一般控制在65 ℃左右。

2．5．5  故障處理

連續(xù)高速鍍銀雖然在電鍍原理上與其他鍍種相似，但特殊的生產(chǎn)工藝也決定了它和其他電鍍方式在故障處理中存在著不同。因此，技術(shù)人員不但要熟悉電鍍添加劑的性能，而且要十分了解高速選擇鍍生產(chǎn)線的特點。結(jié)合筆者的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，簡單總結(jié)如下：

(1)鍍層色澤不均勻——可調(diào)節(jié)陰陽極之間的距離，檢查陽極是否存在破損，或在高速鍍銀前的水洗槽中添加少量的JS潤濕劑。

    (2)高電流密度區(qū)表面燒焦——適當(dāng)減小電流密度，或適當(dāng)提高銀離子的含量。

    (3)鍍層表面存在其他顆粒異物——檢查過濾裝置，或檢查陽極的完整性；陽極最好使用鉑材料，其他材料的陽極會發(fā)生腐蝕，從而影響鍍層。

2．6反脫銀

    為了消除在非要求電鍍區(qū)域的少數(shù)銀層，使產(chǎn)品外觀一致，既要將其除去，同時又要求對銅鍍層不造成傷害。HAKUREX A9 06是一種無氰型退鍍劑，可退除銅或銅合金上的銀，且不會破壞基體材料。其工藝條件如下：

HAKUREX Ag 06            75 g／L

添加劑S                50 mL／L

KOH                      36 g／L

Jk                      3 A／dm²

pH                   l0．7～ll．3

HAKUREX A9 06應(yīng)與KOH一同加入，并使溶液比重維持在4～6°Be之間。該溶液要定期進(jìn)行過濾。

2．7后保護(hù)

    經(jīng)過反脫銀后，為了防止銅層表面被氧化腐蝕，需要對裸露的銅層進(jìn)行保護(hù)?？刹捎?SPAN lang=EN-US>ENTEK-CU 56工藝，其條件如下：

ENTEK-CU 56             0．50％～l．25％

純水                   99．50％～98．75％

θ                     25～60 ℃

ENTEK-CU 56是一種有機(jī)可焊性保護(hù)劑，具有很高的耐熱性，其分解溫度一般在300 ℃以上，因此能夠很好地保護(hù)新鮮的銅表面，避免銅被氧化或污染。高溫焊接時，在焊料的作用下，有機(jī)可焊性保護(hù)劑被除去，顯露出的新鮮銅表面迅速與焊料進(jìn)行牢固焊接。在使用中，該溶液的溫度不能太低，尤其是在冬天。當(dāng)溫度太低時，需要在電鍍槽中配置加熱管。如在室溫下使用，可以適當(dāng)提高ENTEK-CU 56的濃度。