镀铜、镍、金、锡和锡铅制程术语手册

2011-06-17 11:33:44来源: 互联网

1、Anti-Pit Agent 抗凹剂
指电镀溶液中所添加的有机助剂,可降低镀液的表面张力,使镀面上所生成的氢气泡能迅速的脱逸,而避免因氢气的附着而发生凹点(Pits)。此种抗凹剂以镀槽液中最常使用。

2、Brightener 光泽剂
是在电镀溶液加入的各种助剂(Additive),而令镀层出现光泽外表的化学品。一般光泽剂可分为一级光泽剂(称为载体光泽济)及二级光泽剂,前者是协助后者均匀分布用的,此等皆为不断试验所找出的有机添加剂。

3、Brush Plating 刷镀
是一种无需电镀槽之简易电镀设备,对不方便进槽的大件,以"刷拭法"所做全面或局部电镀而言。又称 Stylus Plating 画镀或擦镀。

4、Build-Up 增厚,堆积
通常指以电镀方式对某一特定区域予以增厚,此字在其它处的意思是"堆积"。

5、Burning 烧焦
指镀层电流密度太高的区域,其镀层已失去属光泽,而呈现灰白粉状情形。

6、Carbon Treatment,Active 活性炭处理
各种电镀槽液经过一段时间的使用,都不免因添加剂的裂解及板面阻剂的溶入,而产生有机污染,需用极细的活性炭粉掺入镀液中搅拌予以吸收,再经过滤而得以除污,称为活性炭处理。平日也可以活性炭粒之滤筒进行维护过滤。

7、Cartridge 滤芯
此字原是指子弹壳或弹药筒。在 PBC 及电镀业中则是用以表达过滤机中的"可更换式滤芯"。是用聚丙烯的纱线所缠绕而成的中空短状柱体,让加压的槽液从外向内流过,而将浮游的细小粒子予以补捉,是一种深层式过滤的媒体。

8、Complexion 错离子
电解质溶在水中会水解成为离子,如食盐即可水解成简单的 Na+ 与 Cl- 。但有些盐类水解后却会形成复杂的离子,如金氰化钾(金盐)KAuCN2 即水解为 K+ 的简单离子,及Au (CN)-2 的复杂离子。此一 Complex 即表示其"错综复杂"的含义,当年在选择译名时,是抄自日文汉字的"错离子"。此名词多少年来一直困扰着学生们,实在难以望文生义。早年的前辈学者若能在上述四字中只要不选"错"字,其它三字都比较好懂,也不致一"错"到现在已无法再改了,而且还要一直"错"下去。可见译笔之初,确实应该要抱执着戒恐谨慎的心理,还要小心从事认真考据才不致遗害后人。又Component 则为错化剂,如氰化物,氨气等能使他种元素进行错化反应者谓之。

9、Conductive Salt 导电盐
贵金属镀液中,因所加入贵金属的含量不是很多(镀金液中含金量仅5 g/1 左右),为维持槽液良好的导电度,还须在槽液中另加一些钾钠的磷盐酸或其它有机盐类,做为导电用途,称为导电盐。

10、Deionized Water 去离子水
利用阴阳两种交换树脂,将水中已存在的各种离子予以吸附清除,而得到纯度极高的水称为"去离子水"简称 DI 水,亦称为 Demineralized Water,俗称纯水,可充做各种电镀药水的配制用途。

11、Deposition 皮膜处理
指在各种底材之表面上,以不同的加工方法如电镀、真空蒸着、化学镀、印刷、喷涂等,形成各式外层皮膜者,称为 Deposition。

12、Drag in/Drag out 带进/带出
是指板子在湿式制程各槽站之间进出时,常因多孔而将前一槽溶液的化学品"带出",经过水洗后仍可能有少许残迹,而被"带进"下一站槽液中,如此将会造成下一槽的污染。故其间必须彻底水洗,以延长各槽液的使用寿命。

13、Dummy,Dummying 假镀片,假镀
各种电镀槽液在一段时间的操作后,都要进行活性炭处理以除去有机污染,同时也要加挂假镀片,以很低的电流密度对金属杂质加以析镀。这种假镀片通常是用大面的不锈钢片,按每吋宽的划分多格后,再以 60 度方向多次往复弯折成波浪型,刻意造成明显的高低电流区,来"吸镀"槽液中的金属杂质。这种假镀片平时也可用做镀液的维护工具。一般装饰性的光泽镀镍,必须时时进行这种维护性的假镀工作。

14、Electrolytic Cleaning 电解清洗
将待清洗的金属对象,挂在清洗槽液中(含清洁剂及表面湿润剂)的阴极或阳极上,在施加外电流中,可在阳极上产生氧气,在阴极上产生氢气。在利用槽液的清洁本性、气泡的鼓动,及掀起作用下,可使对象表面达到除污清洗的目的,称为电解清洗。在一般金属电镀流程中用途极广,甚至还可采用阴阳极交替的方式(Polarity Revesserse;P. R.),非常方便及有效。

15、Electrolytic Tough Pitch 电解铜
为铜材的一种品级,是将"转炉"中所治炼得的粗铜(即泡铜),另挂在硫酸铜槽液中当成阳极,再以电解方式从阴极上得较纯的铜,即成为这种ETP电解铜(含氧0.025~0.05%)。若另将这种 ETP 铜放在还原性环境中再行冶炼,即可成为更好的"无氧铜"或"磷铜",可做为电镀铜槽液中的阳极。

16、Electro-tinning镀
也是一种电镀方式,但目的却不在乎镀层的完美与否,而仅采低电流及非溶解性阳极方式,欲将溶液中金属离子镀在广大面积的多片阴极板上,以达到回收金属及减轻排放水中金属污染的目的。电路板业界常在蚀铜液的循环系统中,加设这种电解回收装置。

17、Fault Plane 断层面
早期的焦磷铜的镀层中,常因有机物的累积,而造成其片状结晶铜层中产生局部黑色微薄的裂面,其原因是由于共同沉积的碳原子集中所致。从微切片的画面中可清楚看到弧形的黑线,称之为"断层"。

18、Filter 过滤器、滤光镜片
在湿制程槽液作业中,为清除其中所产生的固态粒子而加装的过滤设备,称之为过滤器。此字有时也指光学放大镜,特殊效果的滤光镜片而言。

19、Gilding 镀金
是镀金老式的说法,现在已通用 Gold Plating。

20、Hardness 硬度
是指物质所具有抵御外物入侵的一种"耐刺穿性"(Resistance to Penetration)。例如以一坚硬的刺头(Penetrator)用力压在金属表面时,会因被试面的软硬不一,而出现大小不同的压痕(Indentation),由此种压痕的深浅或面积可决定其硬度的代表值。常见的硬度可分为"一万硬度"及"微硬度"两种,前者如高强钢,经镀硬铬后的表面上,在压头(Indentator)荷重 150公斤所测到的硬度,可用"RC-60"表示之(即 Rockwell"C"scale 的 60 度)。微硬度检测时荷重较轻,例如在 25 克荷重下,可在镀金层的截面上,以努普(Knoop)压头所测到的微硬度,可表达为"KHN25150"(即表示采用 25 克荷重的测头于显微镜下小心压在金层断面上,以其长菱形的大小而得到 150度的数字)。 一般镀金层由于需具备较好耐磨损性起见,对其微硬度常有所讲究,但以 KHN25150~200 之间的韧性为宜,太硬了反易磨损。一般经回火后的纯金,其微硬度即回降为 KHN25 80 左右。

21、Hydrogen Embrittlement 氢脆
因电镀溶液是由水所配制,故在电镀的同时,水也会被电解而在阴极上产生氢气满在阳极产生氧气。那是由于带正电的H会往阴极游动,带负电的O=会往阳极游动之故。由于氢气的体积很小,故当其在阴极外表登陆,而又未及时被赶走浮离时,则很可能有一部份,会被后来登陆的金属所覆盖而残留在镀层中,甚至还会往金属底材的细缝中钻进,造成镀件的脆化称为"氢脆"。此现象对高强钢物体之为害极大,二次大战时,美军即发现很多飞机的起落架常会折断,后来才研究出那是因电镀时的"氢脆"所造成的。一般碱性镀液的"氢脆性"要比酸性镀液少,而且若能在镀完后立即送进烤箱在 200 ℃下烘烤2 小时以上,可将大部份氢气赶出来,此二种做法皆可减少氢脆的发生。

22、Laminar Structure 片状结构
在电路板中是指早期所用的"焦磷酸镀铜"之铜层,其微观结构即为标准的层状片状组织,与高速所镀之铜箔(1000 ASF 以上)所具有的柱状结构(Columnar Structure)完全不同。后来所发展的硫酸铜镀层,则呈现无特定结晶组织状态,但是其所表现的平均延伸性(Elongation)以及抗拉强度(Tensile Strength)却反而较前两者更好。

23、Leveling 整平
电镀槽液中所添加的有机助剂,大体可分为光泽剂及载运剂(Carrier)两类,整平剂(Leveler 或 Levelling Agent)即属后者之一。电路板之镀铜尤不可缺少整平剂,否则深孔中央将很难有铜层镀上。其所以帮助镀层整平的原理,是因高电流密度区将会吸附较多的有机物(如整平剂),导致该处电阻增大而令铜离子不易接近,或将电流消耗在产生氢气上,令低电流密度高电阻区也可进行镀积(Deposit),因此可使镀层渐趋均匀。裸铜板各种露出待焊的铜面上,需再做喷锡层,其原文亦称为Hot Air Leveling,大陆术语的为"热风整平"。

24、Migration Rate 迁移率
当在绝缘基材体中或表面上发生" 金属迁移 "时,在一定时间内所呈现的迁移距离,谓之Migration Rate。

25、Migration 迁移
此字在电路板工业中有两种用途,其一即为上述"质量传输"中所言,指电镀溶液中的金属离子,受到电性的吸引而往阴极移动的现象,称为"迁移"。除此之外,若在金手指的铜表面上直接镀金时,则彼此二者原子之间,也会产生迁移的现象,因而其间还必须另行镀镍予以隔离,以保持金层不致因纯度劣化而造成接触电阻的上升。各种金属中最容易发生"迁移"者,则非银莫属,当镀银的零件在进行焊接时,其银份很容易会往焊锡中"迁移",特称为 Silver Migration或 Silver Depletion,原因可能是受到水气及电位的刺激而影响所致。当零件脚表面的银份都溜进了焊锡中后,其焊点的强度将不免大受影响,常有裂开的危机。因而只好在不计成本之下,在焊锡中刻意另加入2%的银量,以防止镀银零件脚这种焊后的恶性迁移.另在厚膜电路(Thick Film ,指瓷质的混成电路 Hybrid 表面所印的"银/钯"导线而言),其中的银份也会往外溜走,甚至可达好几 ㎜ 之远 (见 R.J.Klein Wassink 名著 Soldering in Electronics,1984 第一版之 P.142;及 1989 第二版之p.217)。其它如锡、铅、铜、铟等虽也会迁移,但却都比银轻微得很多。

26、Nodule 瘤
在电路板工业中多指镀铜槽液不洁,有固体粒子存在,造成在板面上线路边缘、孔口、或孔壁上形成瘤状粒子的分布,这种不良现象称为镀瘤。又"电镀铜箔"的毛面,亦曾经过后处理镀过黄铜;而使其原已粗糙的毛面上,再形成许多小瘤,如同马铃薯的根瘤一般,可增加铜箔与基材之间的附着力。此种后处理即称为 "Nodulization Treatment" 。

27、Occlusion 吸藏
此字在PCB领域中是指板材或镀层,在其正常组成之内,由制程所引入外来的异物,且此等杂质一旦混入组织中即不易排除,谓之"吸藏"。最典型的例子如早期添加蛋白槽液的氟硼酸锡铅镀层中,即发生因共镀而吸藏多量的有机物。当此种镀层进行高温重熔时(Reflow),其所吸藏的有机挥发物即形成气泡,而被逼出锡铅合金实体之外,形成一些火山口(Craters)的情形,并在表面呈现砂砾状高低不平沾锡不良之外貌。

28、OFHC 无氧高导电铜
是Oxygen free High Conductivity的缩写,为铜材品级的一种,简称"无氧铜"。其含纯铜量应在99.95 %以上,导电度平均应为101%IACS(IACS 是指International Annealed Copper Standard),而"比电阻"值约为1.673microhm/cm/cm2。早期电路板之焦磷酸镀铜制程,即采用此种品级的铜材做为阳极。注意OFHC之缩写,早期是一家"Ammerican Metal Climax,INC"公司的商标,现已通用为一般性的名词了。

29、Outgrowth 悬出,横出,侧出
当镀层在不断增厚下,将超过阻剂(如干膜)的高度而向两侧发展,犹如" 红杏出墙"一般,此等横生部份自其截面上观之,即被称为"Outgrowth"。干膜阻剂由于围墙侧壁较直也较高,故较不易出现二次铜或锡铅层的"悬出"。但网印油墨之阻剂,则因其边缘呈现缓缓向上的斜坡,故一开始镀二次铜时就会出现横生的"悬出"。注意Outgrowth、Undercut 及 Overhang 等三术语,业者经常顺口随便说说,对其定义实际并未彻底弄清楚。甚至许多中外的文章书藉中也经常弄错。不少为文者甚至对术语之内容并未充份了解之下,亦信手任意乱翻,每每导致新手们无所适从。为了回归正统起见,特将 1992 年4月发行的电路板品质标准规范 IPC-RB-276 中的图5引证于此,对此三词加以仔细厘清,以正本清源减少误导。

30、Overhang 总浮空
由前述" Outgrowth "所附IPC-RB-276 之图5 可知,所谓 Overhang 是指:线路两侧之不踏实部分;亦即线路两侧越过阻剂向外横伸的"悬出",加上因"侧蚀"内缩的剩部份,二者之总和称为 Overhang。

31、Panel Plating全板镀铜
当板子完成镀通孔(PTH)制程后,即可实施约20分钟的全板镀铜,让各孔铜壁能增厚到0.2~0.3 mil,以保证板子能安全通过后续的"影像转移"制程,而不致出现差错。此种Panel Plating,在台湾业界多俗称为"一次铜",以别于影像转移后电镀线路的"二次铜"。此等电路板前后两次电镀铜的做法,堪称是各种制程中最稳当最可靠的主流,长期看来仍比"厚化学铜"法有利。

32、Pattern Plating线路电镀
是指外层板在完成负片阻剂之后,所进行的线路镀铜(二次铜)及镀锡铅而言。

33、Rack挂架
是板子在进行电镀或其它湿式处理时(如黑化、通孔等),在溶液中用以临时固定板子的夹具。而电镀时的挂架除需能达成导电外还要夹紧板面,以方便进行各种摆动,与耐得住槽液的激荡。通常电镀用的挂架,还需加涂抗镀的特殊涂料,以减少镀层的浪费与剥镀的麻烦。

34、Robber辅助阴极
为避免板边地区之线路或通孔等导体,在电镀时因电流分布,而形成过度之增厚起见,可故意在板边之外侧另行加设条状之"辅助阴极",或在板子周围刻意多留一些原来基板之铜箔面积,做为吸引电流的牺牲品,以分摊掉高电流区过多的金属分布,形成局外者抢夺当事者的电流分布或金属分布,此种局外者俗称"Robber"或"Thief",以后者较流行。

35、Selective Plating选择性电镀
是指金属物体表面,在其局部区域加盖阻剂(Stop off)后,其余露出部份则仍可进行电镀层的生长。此种浸于镀液中实施局部正统电镀,或另以刷镀方式对付局部体积较大的物体,均为选择性电镀。

36、Sludge沉淀物,淤泥
槽液发生沉淀时,其松软的泥体称为Sludge。有时电镀用的阳极不纯,在阳极袋底亦常累积一些不溶解的阳极泥Anode Sludge。

37、Step Plating梯阶式镀层
这是一种早期焦磷酸镀铜时期常出现的毛病。当板面直立时其高电流区孔环下缘处,常发生镀铜层厚度较薄的情形,从正面看来外形有如嵌入的泪滴一般,故又称为 Tear Drop,亦称为Skip Plating。造成的原因可能是孔口附近的两股水流冲激过于猛烈,形成涡流 (Turbulance)或扰流之半真空状态(Cavitation),且还因该处之光泽剂吸附太多,以致出现局部阴极膜(Cathodic film)太厚,使得铜层的增长比附近要相对减缓,因而最后形成该处的铜层比附近区域,甚至比孔壁还薄,特称为Step Plating。

38、Stray Current迷走电流,散杂电流
电镀槽系统中,其直流电是由整流器所供应的,应在阳极板与被镀件之间的汇电杆与槽液中流通。但有时少部份电流也可能会从槽体本身或加热器上迷走、漏失,特称为 Stray Current。

39、Strike预镀,打底
某些镀层与底金属之间的密着力很难做到满意,故须在底金属面上,以快速方式先镀上一层薄镀层,再迎接较厚的同一金属主镀层,而使附着力增强之谓。如业界所常用到的铜、镍或银等预镀或打底等即是。此字若译为"冲击电镀"则不免有些过份僵硬不合实情。除电镀层外,某些有机皮膜的涂装,也常有打底或底漆的做法。

40、Thief辅助阴极,窃流阴极
处于阴极之待镀电路板面四周围,或其板中的独立点处,由于电流密度甚高,不但造成镀层太厚,且亦导致镀层结晶粗糙品质劣化。此时可在板面高电流区的附近,故意加设一些无功用又不规则的镀面或框条,以分摊消化掉太过集中的电流。此等刻意加设非功能性的阴极面,称为Thief或Robber。

41、Tin Whishers锡须
镀纯锡层在经过一段时间后,会向外产生须状的突出物而且还会愈来愈长,往往造成的电路导体之间的短路,其原因大概是在镀锡过程中,镀层内已累积了不少应力,锡须的生长可能是"应力消除"的一种现象。镀层中只要加入 2~4%少许的铅量即可防止此一困扰,因而电子产品不宜选择纯锡镀层。

42、Treeing枝状镀物,镀须
在进行板面线路镀铜时,各导体线路的边缘常因电流密度过大而有树枝(Dendritic)状的金属针状物出现,称为Treeing。但在其它一般性电镀中,镀件边缘高电流密度区域也会偶有枝状出现,尤其以硫酸锡槽液之镀纯锡,即很容易发生多量的须状镀枝,也称为Whiskering。

43、Underplate底镀层
某些功能性的复合镀层,在表面镀层以下的各种镀层皆可称为Underplate。如金手指中的底镀镍层,或线路两层镀铜中的"一次全板镀铜"等。Underplate与Strike Plate 不同,后者是指厚度极薄,其目的只是在增强后续镀层的附着力,其译名应为"打底镀层",如"银打底"即为常见者。

44、Watts Bath瓦兹镀镍液
以硫酸镍(330 g/1)、氯化镍 (45 g/1),及硼酸(37 G/1)所配制的电镀镍溶液,很适合光泽镍与半光泽镍的制程,已成为业界的标准配方。这是 O.P.Watts在1916年所首先宣布的,由于性能良好故一直延用至今,特称为Wetts Bath。

45、Wetting Agant润湿剂
又称为Wetter或Surfactant,是降低水溶液表面张力的化学品。取其少量加入溶液中,可令溶液容易进入待处理物品的小孔或死角中,以达到处理之目的。也可让被镀件表面的氢气泡便于脱离逸走,而减少凹点的形成。

46、Whisker晶须
板面导体之间,由于镀层内应力或环境的因素(如温度及电压),使得纯银或纯锡镀层中,在老化过程中会有单晶针状异常的"晶须"出现,常造成搭桥短路的麻烦。但若在纯锡中加入部份铅量后,则可防止其生须的问题。铜金属在硫化物环境中也偶会有晶须出现。

关键字:镀铜        锡铅制程  术语手册

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0617/article_10166.html
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