隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電路板的生產(chǎn)需求量大大增加。而銅作為電鍍陽極的重要原料，需求量大大增加，其中PCB精密電路板則需要用磷銅球作為陽極。磷銅球適用于電子線路板，尤其是高精尖的多層線路板這種電子產(chǎn)品必不可少的重要組件，非常依賴優(yōu)質(zhì)PCB磷銅球陽極作為制造線路板的基礎(chǔ)原材料。因此磷銅陽極球的需求量頗為可觀。本文主要介紹的是PCB的磷銅球，首先介紹了PCB電鍍銅為什么要運用含磷的銅球，其次闡述了磷銅球在PCB中的應(yīng)用概況以及磷銅球全球市場預(yù)估，具體的跟隨小編一起來了解一下。

　　PCB電鍍銅為什么要運用含磷的銅球

　　在前期，硫酸銅電鍍都是選用電解銅或無氧銅做陽極，其陽極開關(guān)銅球功率高達100%乃至超越100%，這樣構(gòu)成一系列的問題：槽液中的銅含量不斷升高，添加劑耗費加速，槽液中的銅粉和陽極泥增多，陽極運用功率下降，鍍層極易發(fā)工藝品銅球作毛刺和粗糙缺點。

　　1954年，美國Neverse等對陽極的研討發(fā)現(xiàn)：在陽極中摻入少數(shù)的磷，經(jīng)過一段時間的電解處理（電解發(fā)作的陽極黑膜對電鍍恰當(dāng)重要，因而主張運用電解拖缸板/假鍍板/波浪板在2-3ASD的閥門銅球電流密度下電解4~10小時），銅陽極的外表生成一層黑色的磷膜，首要的成分是磷化銅Cu3P。這層黑膜具有金屬導(dǎo)電性，改變了銅陽極溶解進程中的一些反響的進程，有用戰(zhàn)勝了上述的一些缺點，對銅的質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性起著重要作用。

　　銅陽極的溶解首要是生成二價銅離子，研討試驗證明（旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極和恒電流法）：銅在硫酸銅溶液中的溶解分兩步進行的。

　　Cu-e-→Cu+ 基元反響1

　　Cu+--e-→Cu2+ 基元反響2

　　亞銅離子在陽極作用下氧化成二價銅離子是個慢反響，也能夠經(jīng)過歧化反響生成二價銅離子和單質(zhì)銅，正如在化學(xué)沉銅反響中相同。所生成的銅單質(zhì)以電泳得辦法堆積于鍍層中，從而發(fā)作銅粉，毛刺，粗糙等。當(dāng)陽極中參加少數(shù)的磷后，經(jīng)電解處理（或稱拖缸）在陽極外表生成一層黑色的磷膜，陽極的溶解進程就發(fā)作了一些改變：

　　1、黑色磷膜對基元反響2有著明顯的催化作用，大大加速了亞銅離子的氧化，使慢反響變成快反響，大大削減槽液中亞銅離子的累積。一起陽極外表的磷膜也可阻撓亞銅離子進入槽液，促使其氧化，削減了進入槽液的亞銅離子。規(guī)范陽極黑色磷銅膜的導(dǎo)電率為1.5×104Ω-1CM-1，具有金屬導(dǎo)電性，不會影響到陽極的導(dǎo)電性，并且磷銅陽極壁春銅陽極的陽極極化小，在Da為1ASD時，含磷0.02---0.05%的銅陽極的陽極電位比無氧銅陽極低50？80mv.黑色陽極磷膜在答應(yīng)的電流密度下不會構(gòu)成陽極的鈍化。

　　2、陽極外表的黑色磷膜會使陽極不正常溶解，纖細(xì)顆粒掉落的現(xiàn)象大大削減，陽極的運用功率大大提高。當(dāng)陽極選用0.4？1.2ASD電流密度時，陽極上所含磷量與黑膜厚度呈線性關(guān)系。在陽極磷含量在0.030？0.075%蝕陽極的運用功率最高，陽極黑色磷膜生成的最好。

　　亞銅離子在陰極堆積進程中也會發(fā)作：

　　Cu2++e-→Cu 3

　　Cu2++e-→Cu+ 慢反響 4

　　Cu++e-→Cu 快反響 5

　　鍍液中的亞銅離子首要經(jīng)過陽極反響和反響4發(fā)作的，盡管含量很纖細(xì)，但只需很少數(shù)就可影響鍍層質(zhì)量。亞銅離子進入槽液會對陰極鍍層發(fā)作如下?lián)p害：

　　1、構(gòu)成鍍層毛刺粗糙，。在電鍍進程中，銅粉以電泳的辦法在陰極鍍層上堆積的。在電流密度小，溫度高的情況下，陰極電流功率下降，氫離子放電，使酸度下降，水解反響方向向有利銅粉生成的方向進行，毛刺的現(xiàn)象將會加劇。

　　2、亞銅離子一起會構(gòu)成鍍層不亮光，整平性差，鍍液混濁等。這也是由于銅粉細(xì)密的散布在陰極鍍層上面，構(gòu)成堆積層的細(xì)密性差，無光澤。在低電流區(qū)，影響更嚴(yán)峻。此刻補加光劑作用不大，加雙氧水除去銅粉，驅(qū)逐徹底雙氧水，彌補光劑，區(qū)域亮光性和整平性會有所改善。一起反響會耗費一部分酸，應(yīng)恰當(dāng)彌補些硫酸。

　　陽極的磷含量國內(nèi)多為0.3%，國外的研討標(biāo)明，磷銅陽極中的磷含量到達0.005%以上，既有黑膜構(gòu)成，可是膜過薄，結(jié)合力欠好;磷含量過高，黑膜太厚，陽極泥渣太多，陽極溶解性差，導(dǎo)致鍍液中銅含量下降。陽極磷含量以0.030---0.075%為佳，最佳為0.035？0.070%.國內(nèi)出產(chǎn)設(shè)備和工藝落后，拌和不均勻，不能確保磷含量均勻散布，一般加大磷含量到0.1--0.3%;國外選用電解或無氧銅和磷銅合金做質(zhì)料，用中頻感應(yīng)電爐熔煉，質(zhì)料純度高，磷含量簡單操控，選用中頻感應(yīng)，磁力拌和作用好，銅磷熔融拌和均勻，自動操控，這樣制作的銅陽極磷散布均勻，溶解均勻，結(jié)晶詳盡，晶粒纖細(xì)，陽極運用率高，有利于鍍層潤滑亮光，削減了毛刺和粗糙缺點。

　　磷含量對陽極磷膜的影響

　　1、磷含量為0.030？0.075%的銅陽極，構(gòu)成的黑膜厚薄適中，結(jié)構(gòu)細(xì)密，結(jié)合結(jié)實，不易掉落;險前磷含量過高的銅陽極。磷散布不均勻，溶解使陽極泥過多，從而污染槽液，還會堵塞陽極袋孔，構(gòu)成槽電壓升高。槽電壓升高有會構(gòu)成陽極膜掉落。實踐出產(chǎn)中邊電鍍邊更換陽極簡單發(fā)作毛刺。

　　2、磷含量為0.3%的磷銅陽極磷散布不均勻，黑色磷膜過厚，銅的溶解性差。所以常常要把陽極綴滿，并非使陰陽極面積比為1:1，實踐銅陽極掛的多，槽液中的銅含量還有下降的趨勢，也很難堅持平衡。需經(jīng)常補加硫酸銅，從電鍍本錢來看，也是不合算的。電鍍寧可多掛殘次的磷銅陽極，陽極泥增多，實踐的費用也會增多。

　　3、實踐上磷含量高的銅陽極生成的黑膜厚度太厚，電阻添加，要維持本來的電流，電壓要升高。槽電壓的升高有利于氫離子放電，針孔的發(fā)作幾率加大。這一現(xiàn)象對國產(chǎn)”M.N.SP.P。AEO”系統(tǒng)來講，不多見，因其中外表活性劑較多，但對部分進口光劑來講，針孔的機會會大大添加，需別的補加潮濕劑，并設(shè)法下降電壓。

　　4、實踐上，磷含量高，黑膜太厚，散布不均勻，還會構(gòu)成低電流區(qū)不亮光，纖細(xì)麻砂狀。

　　盡管含磷0.3%銅陽極黑膜厚度能夠削減亞銅離子進入槽液，可是因其結(jié)構(gòu)疏松，散布不均勻，作用作用大減。別的電解液中存在化學(xué)可逆反響：

　　Cu2++ Cu -→ 2Cu+

　　在常溫下，此反響的平衡常數(shù)為K=（ Cu+）2/（ Cu2+）=0.5X10-4

　　溫度升高，亞銅離子濃度也會升高。亞銅離子在槽液中以硫酸亞銅的辦法存在，在空氣拌和時會被氧化。在酸度下降情況下，硫酸亞銅水解氧化亞銅（銅粉），同粉滯留在陰極高電流區(qū)，堆積必定量即發(fā)作毛刺；在低電流區(qū)，電流功率下降，氫離子放電較多，相對該處酸度下降，水解向生成銅粉方向進行，

　　Cu2SO4+H2O=Cu2O+H2SO4

　　較多的銅粉滯留在陰極外表會構(gòu)成陰極鍍層不亮光，細(xì)麻砂。若沒有空氣拌和，電流密度開得很小的情況下，這種情況在低電流區(qū)很發(fā)作。

　　運用磷含量少的銅陽極，由于黑色磷膜細(xì)密，亞銅力子很難溶入槽液，只需用空氣拌和，操控硫酸濃度不要偏低，電流密度略高些，區(qū)域的不但量和麻砂狀即可戰(zhàn)勝。

　　磷銅球在PCB中的應(yīng)用概況

　　1、磷銅球用于PCB板之一次銅及二次銅制程，主要在于形成通孔的導(dǎo)電銅層

　　雙層以上的PCB板產(chǎn)品，由于不同層板之間的線路沒有直接相連，故必須透過導(dǎo)通孔的結(jié)構(gòu)來連接不同板層之間的線路，以利電性的傳遞。

　　在PCB板的制程中，歷經(jīng)內(nèi)層板的線路制作、多層壓合及機械鉆孔后，為了使鉆孔形成導(dǎo)通的狀態(tài)，須再進行除膠渣、除毛頭及化學(xué)銅的程序，生成一薄銅層。爾后，透過電解鍍銅的方式來進行一次鍍銅及二次鍍銅，增加銅層厚度以強化導(dǎo)孔的導(dǎo)電效果。磷銅球即為用于一次銅及二次銅的關(guān)鍵材料。

　　2、磷銅球為PCB鍍銅制程的陽極材料，銅球中加磷在防止亞銅影響鍍膜質(zhì)量

　　磷銅球在PCB電鍍槽中扮演陽極的角色，故磷銅球又稱為陽極銅球。當(dāng)電解反應(yīng)開始進行時，磷銅球中的銅原子將丟電子而形成銅離子，帶正電的銅離子會往陰極所在的待鍍PCB板移動，最后在PCB板的表面得電子而生成銅膜。

　　理論上，在PCB板鍍銅的反應(yīng)中，磷并沒有直接參與反應(yīng)，加磷目的主要在于減緩銅原子的析出速度。若銅原子解離的速度過快，會產(chǎn)生大量的亞銅離子，兩顆亞銅離子將互相反應(yīng)成銅原子及銅離子。溶液中的銅原子則會以電泳的方式隨機吸附于PCB板上，影響銅鍍層的生成結(jié)構(gòu)，劣化銅鍍層的品質(zhì)。

　　磷銅球全球市場預(yù)估

　　1、PCB板廠商移往大陸的趨勢不變，磷銅球成長表現(xiàn)也以大陸市場表現(xiàn)最佳。

　　中國大陸PCB產(chǎn)值占全球比重由2000年的8.5%快速提升，預(yù)計今年產(chǎn)值比重可達全球的25.2%。由于PCB板產(chǎn)品移往大陸生產(chǎn)的趨勢持續(xù)發(fā)酵，目前大陸PCB總產(chǎn)值已達全球第一。

　　估算，全球磷銅球市場將由2003年的146，501頓增加至2008年的192，988頓，CAGR（03-08）為5.7%。在各區(qū)域之中則以大陸地區(qū)的成長表現(xiàn)最佳，CAGR（03-08）達10.1%。

　　2、過去磷銅球以歐美日廠商為主力，臺陸廠成功切入后，已有兩家大廠出現(xiàn)

　　磷銅球影響PCB的質(zhì)量甚巨，過去切入該領(lǐng)域的大廠計有日商Mitsubishi、Asaba；美商IMC、Univertical及芬蘭Outokumpu等。

　　近幾年來由于亞太區(qū)域已成PCB板的生產(chǎn)重地，***及大陸也陸續(xù)有本土廠商投入磷銅球的研發(fā)及量產(chǎn)。目前發(fā)展較成功的廠商計有***的東又悅以及大陸的西江電子。由廠商宣稱的出貨量估算，此兩家廠商已超越其他外商，居全球前兩大的位置。