二、粗化膜不均 2．1 定義：銅箔毛面在進行粗化處理時氧化亞銅沉積物不均，使銅箔毛面色澤不均，叫粗化膜不均。 2．2判定方法：粗化膜正确顔色為粉紅色、暗紅色或赤褐色，如有發白、發黑的部分，或有深有淺的色澤不均，判為粗化膜不均。嚴重的判為廢品，輕微的判為二極品。2．3 危害：銅箔粗化膜不均，會使銅箔與基闆的粘結力不均，銅箔抗剝離強度不均勻，粗化膜正常的地方抗剝力大，粗化膜偏薄或沒有粗化膜的地方抗剝力小。印制線路不安全，容易脫落。 2．4 産生原因： （1）陽極電流分布不均，即陽極導電不均，會造成銅箔粗化膜不均。粗化膜是什麼，目前認識還不統一，根據國外各方面資料的介紹，及六、七十年代國内采用陽極處理銅箔方法時就把處理面的膜叫氧化亞銅膜。1982年初我們試制粗化箔的時候始終把粗化膜叫氧化亞銅膜，

其理由是： ① 美國專利3，585，010（1971年6月15日），介紹說；銅箔表面有無數個小突起的内核含着氧化銅粒子。美國專利4、131、517，（本溪有色金屬研究所揚白玲譯于1981年7月1日）介紹，經過表面處理工藝處理的銅箔，表面的電鍍層中含有銅離子的氧化物，暗棕色，具有金屬光澤。我們在1982年搞粗化工藝研究時，對粗化後的表面在顯微鏡下觀察時，就是這樣，粗化的小顆粒上隐約看到有金屬光澤。還有國内很多學者發表的有關國外專利，也明确提出銅箔處理層中主要是一價銅的氧化物。 ②我國上世紀六十年代初，借鑒蘇聯銅箔陽極處理技術，開發出來的陽極氧化處理銅箔的表面，叫亞銅膜，是黑色的氧化銅經硫酸水溶液還原成氧化亞銅膜，工藝上說是棕紅色，或栗子色。 ③ 粗化處理時銅箔毛面做為陰極，銅箔毛面非常粗糙，是極易滲氫、析氫的，粗化處理工藝中硫酸的濃度非常高，銅濃度非常低易出現嚴重的濃差極化。這些因素非常利于陰極析氫，導緻陰極電位近似氫電位。在生産實際中粗化處理槽産生的酸氣量非常大，粗化處理的工藝耗酸量偏大，這說明除了陽極析出氧氣之外，陰極析出大量氫氣。陰極大量析氫使陰極極化電位接近于氫電位，氫的标準電極電位是零，一價銅的析出電位是0.153伏，粗化膜的顔色正好是棕紅色，這一切都是合乎氧化亞銅析出條件的。我們剛開始生産時的粗化工藝的電流密度很低，每平方米隻有300—400安培電流，處理速度每分鐘0.9米，粗化膜的銅粉很厚，用毛刷把多餘的銅粉刷掉。在生箔表面沉積的第一層亞銅顆粒與生箔結合的比較牢固，第二層及以後生長的全是粉狀物，用毛刷可以刷掉，但在生箔表面第一沉積層用毛刷刷不掉，毛刷刷完後，顯露出來的是棕紅色表面。在顯微鏡下仔細觀查每個粗大的顆粒上具有一定的金屬光澤，像東北的紅高粱，粗化膜實質是多孔的顆粒組成，具有一定的機械強度，但顆粒本身是疏松的結構。顆粒與生箔的結合不是十分牢固，但也不是一碰就掉下來。所以需要給它加固，即固化處理。 陽極闆導電電流大的地方對應的銅箔（陰極）表面電流也大，造成銅箔表面亞銅沉積的多，粗化膜色澤較深。銅箔進入粗化處理槽陰極表面是金屬銅（銅箔），在粗化處理槽裡電沉積在銅箔上的是一價氧化亞銅顆粒，是結構疏松的顆粒。在生箔毛面銅瘤的表面沉積一層這種顆粒就足夠了，如果繼續沉積，就不是在生箔表面的金屬銅瘤上沉積了，因為此時生箔表面已經被氧化亞銅的顆粒覆蓋，再沉積是在生箔表面銅瘤上已沉積的疏松的氧化亞銅顆粒上沉積，此時沉積上的不是我們希望的有一定金屬光澤的氧化亞銅顆粒了，而是更加疏松的暗紅色的粉狀沉積物，是真正的銅粉，用手輕輕一擦，手上全是暗紅色的銅粉。陰極表面一旦沉積了這種疏松的氧化亞銅顆粒，必然影響陰極極化和表面過電位，造成銅箔表面沉積的全是大顆粒的、結構非常疏松的粉狀沉積物，全部是暗紅色的亞銅粉，顆粒非常松散，結構非常疏松。不是黑色的氧化銅。如果電解液裡含砷，銅粉是黑紅色的。這種銅粉嚴重影響銅箔的抗剝力和耐浸焊，還易造成線路闆腐蝕時留有殘銅，為此用戶沒少提質量問題。 最初的粗化工藝是允許粗化膜上長銅粉，之後用毛刷把銅粉刷掉，這樣做造成處理槽裡，地溝裡，污水槽裡，到處都是暗紅色的銅粉。雖然銅粉收集起來晾幹可以賣錢，但銅耗太大。後來改進了生産工藝，不讓粗化膜上長銅粉了，長銅粉就是質量缺陷了，是不允許的。陽極導電電流小的地方對應的銅箔表面電流也小，陰極沉積物少，不能在生箔銅瘤的凸頭上長滿亞銅小瘤子，或沒有。即亞銅沉積物沒有把生箔表面覆蓋，或覆蓋的不夠厚，即較薄，使銅箔表面發白，或顔色比其它正常的地方發淺，粗化膜不完整。使銅箔毛面的粗糙度不足，影響銅箔與基闆的粘合力。

造成陽極電流不均的原因： 一是陽極闆與導電銅排連接的不緊，螺栓沒有擰緊的地方接觸不好，導電不好，電流小。螺栓擰緊的地方接觸好，導電好，電流大； 二是陽極表面溶解物過多，把陽極表面的某個地方給糊上了，使此處陽極表面電阻增大，導電不佳； 三是陽極表面被什麼東西擋上了，影響導電效果，如陽極包的過濾布上挂滿上了污物，陽極闆邊部屏蔽多了，使邊部沒有粗化膜； 四是陽極闆不平整，彎曲，或局部翹曲，或陽極闆安裝歪了，引起極距大小不一緻，導電不一緻，銅箔表面沉積的亞銅量不一緻，造成導電好的地方亞銅沉積得多，導電不好的地方亞銅沉積的少，粗化膜不均。 五是陽極某一邊接地短路了，沒有電流或電流極小，造成粗化膜不足或沒有，隻要把問題找到了，我認為問題 （2）陰極（銅箔）與陽極之間，兩極間電解液流量不均和流速不均，會造成粗化膜不均勻。銅箔表面處理的目的，是在生箔毛面的銅瘤上沉積微小的球狀氧化亞銅顆粒，因為一價銅析出的電位是 0.153伏，銅析出的電位是 0.34伏。要使陰極過電位接近0，達到0.153伏，就必須使陰極表面析出一定量的氫。因為氫的電極電位是0，陰極表面隻有析出并吸附一定量的氫氣泡，成為氫電極，陰極過電位才能接近0伏。此時才能析出氧化亞銅。為了能使陰極表面析出大量的氫，陰極電位整移。人們控制粗化工藝的銅濃度隻有10—13克/升，而硫酸濃度一般在120克/升以上。目的就是為了保證陰極表面能有足夠的氫析出，所以粗化處理時耗酸較大，粗化處理槽産生的廢氣非常嗆人，特别刺激人嗓子，廢氣量特别大。原因是陽極放出氧氣，陰極放出氫氣，氣泡上都能粘帶硫酸分子，所以廢氣量大，又特别嗆人。銅箔的毛面十分粗糙，這種粗糙的陰極表面正好附和析氫的最佳條件要求。電解液溫度在25度時（銅離子32克/升，硫酸100克/升）陰極極化值為 0.26伏特，在50度時（工藝條件一樣）陰極極化值為 0.32伏特。人們就是利用這些科學規律，創造條件為人類服務。因此人們把粗化電解液的溫度控制在30度左右，利用降低溫度來協控陰極極化值，實現氧化亞銅的析出。 在生産實際中陰陽極間電解液流量如果大了，造成銅離子供應得多，陰極析出氫就會減少，甚至不能析出氫來。使陰極銅箔表面達不到析出亞銅的條件，或析出的亞銅量較少，使銅箔毛面發白，在銅箔表面沒有形成氧化亞銅赤褐色膜。在我們采用低極限電流密度進行粗化處理時，極間隻能采用小流量，有意造成極間銅離子缺乏，使大量的氫離子析出，把陰極電位升上來，接近0。因為硫酸銅中的臨界電流密度為幾個毫安/平方分米，即每平方分米有幾個毫安電流就能沉積出銅來。粗化采用大電流，必須有大流量與超高酸濃度、超低銅濃度和添加劑的配合，處理速度要大于15米/分，才能沉積出氧化亞銅的粗化膜。低電流就要小流量，銅濃度不能太高，否則銅箔上就不會析出氧化亞銅膜。極間電解液流速不均，有的地方流速快，有的地方流速慢。流速快的地方提供了相對多的銅離子，使陰極析氫困難，流速快可能把陰極表面已吸附上的氫氣泡沖走，造成陰極過電位偏大，導緻不能析出氧化亞銅。所以流速大的地方銅箔表面沒有粗化膜，表面發白，而流速慢的地方氧化亞銅膜沉積的很完整。極距太小，極間的電解液流量就小，沒有足夠的氫離子析出，另外極距小，流速快，沖擊陰極表面已吸附的氫氣泡，陰極表面存留不住氫氣泡，使銅箔難于析出氧化亞銅。極距大，造成流量大，流量大為陰極提供了較多的銅離子，使陰極銅箔表面沉積的是金屬銅，表面發白，在銅箔縱向流量大的位置成條狀，發白寬度與極距大的寬度相同。 解決的方法：造成極間電解液流速、流量不均的原因： ① 陰、陽極距不均，極距大的地方流量大，極距小的地方流量少。

② 設置的電解槽出液口的位置不水平，偏高的地方流量小，流速慢。偏低的地方流量大，流速快。③ 進液管噴液孔的位置不一緻、大小不均勻，方向不一緻，壓力不一緻，使電解液流量、流速的均勻性受到較大影響。電解液進液的分布對粗化不均影響十分明顯，有着關鍵性作用。 （3）電解液裡銅離子濃度偏高，陰極表面因為有充足的銅離子析出，氫離子就無法析出。因為氫離子沒有銅離子的标準電位正，在相同的條件時，銅離子優先析出，氫離子難以析出。因為陰極（銅箔）表面析不出氫來，在銅箔（陰極）上達不到亞銅的析出電位，不可能沉積出氧化亞銅，銅箔表面色澤發白，無粗化膜。 解決方法；如果銅和酸的濃度同時高，可以加水稀釋，把銅離子濃度降下來。如果銅濃度偏高，酸濃度不高或偏低應向儲液池緩慢加入事先配制好的50%的硫酸水溶液，同時以小流量加水。加水時最好向液面噴水，不要用水管子插入液裡加水，防止把底部的泥砂沉積污物攪動起來。銅箔生産每一個細小過程對銅箔質量都有影響，加水是一個再小不過的小事了，但稍不注意就會造成廢品，所以說銅箔不好幹，每一項工作要求都很高。

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