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PCB 电镀工艺流程:精准管控与品质保障全解析

来源:捷配 时间: 2025/11/21 09:03:00 阅读: 49
电镀是 PCB 制造的核心工序之一,直接决定电路板的导通可靠性、耐腐蚀性与使用寿命。作为专注于 PCB&PCBA 一站式制造服务的高新技术企业,捷配始终以严苛的工艺标准把控电镀全流程,通过数字化管控与高精度设备,确保镀层厚度均匀、结合力强、性能稳定,满足消费电子、汽车电子、医疗仪器等多领域的高端应用需求。本文将详细拆解 PCB 电镀的完整流程、核心参数与维护规范,为行业伙伴提供专业参考。

 

一、PCB 电镀完整工艺流程总览

PCB 电镀需经过多道连续工序,每一步均需严格控制参数以保障最终品质,完整流程如下:浸酸 → 全板电镀铜 → 图形转移 → 酸性除油 → 二级逆流漂洗 → 微蚀 → 二级浸酸 → 镀锡(抗蚀层) → 二级逆流漂洗 → 浸酸 → 图形电镀铜 → 二级逆流漂洗 → 镀镍 → 二级水洗 → 浸柠檬酸 → 镀金 → 回收 → 2-3 级纯水洗 → 烘干

 

 

二、各工序详细解析(核心目的 + 工艺参数 + 操作要点 + 维护规范)

(一)浸酸

核心目的

去除 PCB 板面氧化层,活化铜面,避免水分带入后续槽液导致硫酸含量波动,保障电镀层与基材的结合力。

工艺参数

  • 酸液浓度:5%-10%(采用 C.P 级硫酸)
  • 处理时间:不宜过长(避免板面二次氧化)

操作要点

  • 酸液使用后若出现浑浊或铜含量超标,需及时更换,防止污染后续电镀铜缸及板件表面。
  • 处理后需确保板面无氧化斑点、无残留杂质,避免影响镀层附着力。

维护规范

  • 每日检查酸液清澈度,定期检测铜离子浓度,超标即更换槽液。
  • 槽体需定期清洗,去除底部沉淀杂质,避免交叉污染。

 

(二)全板电镀铜

核心目的

保护前期沉积的薄化学铜层(防止氧化浸蚀),通过电镀将铜层加厚至规定厚度,为后续图形电镀奠定基础。

工艺参数

  • 槽液配方:高酸低铜(硫酸铜 + 硫酸),搭配微量氯离子(辅助光泽剂)与铜光剂。
  • 关键浓度:硫酸 180-240g/L,硫酸铜约 75g/L,铜光剂开缸量 3-5ml/L。
  • 电流密度:2A / 平方分米(计算方式:板长 × 板宽 ×2×2A/DM²,含双面电镀面积)。
  • 温度控制:室温(22℃左右,不超过 32℃,夏季需加装冷却温控系统)。

操作要点

  • 铜光剂补充需按 “千安小时(KAH)” 计算,常规补充量 100-150ml/KAH,或根据实际板件光泽度调整。
  • 氯离子浓度需控制在 30-90ppm,补加时需精准称量(1ml 盐酸含氯离子约 385ppm),避免过量影响镀层质量。

维护规范

  • 每日:检查过滤泵运行状态(无漏气),每 2-3 小时用湿抹布擦拭阴极导电杆,按 KAH 补充铜光剂。
  • 每周:检测硫酸铜、硫酸(各 1 次 / 周)、氯离子(2 次 / 周)含量;清洗阳极导电杆及槽体电接头;补充钛篮内阳极铜球(含 0.3-0.6% 磷,减少铜粉产生);低电流(0.2-0.5ASD)电解 6-8 小时。
  • 每月:检查钛篮袋是否破损(破损及时更换),清理阳极泥;用碳芯连续过滤 6-8 小时,低电流电解除杂;更换过滤泵滤芯(每两周 1 次)。
  • 每半年:根据槽液污染状况,用活性炭粉进行大处理。

详细处理程序

  1. 取出阳极,清洗表面阳极膜,用微蚀剂粗化铜角至均匀粉红色,水洗烘干后装入钛篮,放入酸槽备用。
  2. 钛篮与阳极袋用 10% 碱液浸泡 6-8 小时→水洗→5% 稀硫酸浸泡→水洗备用。
  3. 槽液转移至备用槽,加入 1-3ml/L 30% 双氧水,加温至 65℃并空气搅拌 2-4 小时。
  4. 按 3-5g/L 加入活性炭粉,溶解后空气搅拌 2-4 小时,静置沉淀。
  5. 温度降至 40℃后,用 10um PP 滤芯 + 助滤粉过滤至工作槽,放入阳极与电解板,低电流电解 6-8 小时。
  6. 化验调整硫酸、硫酸铜、氯离子含量至标准范围,按霍尔槽试验补充铜光剂。
  7. 电解板板面颜色均匀后,按 1-1.5ASD 电流密度电解生膜 1-2 小时(阳极生成均匀黑色磷膜),即可试镀。

 

(三)图形转移

核心目的

通过光刻工艺将线路图形转移至 PCB 板面,为后续图形电镀划定精准区域,确保线路与非线路区域的明确区分。

操作要点

  • 图形转移需与酸性除油工序衔接,避免板面残留油污或杂质影响光刻精度。
  • 确保图形边缘清晰、无锯齿,避免后续电镀时出现线路毛刺或镀层不均。

 

(四)酸性除油

核心目的

去除线路铜面的氧化物、油墨残膜及余胶,保障一次铜与图形电镀铜 / 镍的结合力。

工艺参数

  • 除油剂浓度:10% 左右(酸性配方,避免腐蚀图形油墨)。
  • 处理时间:6 分钟(稍长无不良影响)。

维护规范

  • 槽液更换标准:15㎡/L 工作液;补充标准:100㎡板件补充 0.5-0.8L 除油剂。
  • 定期清理槽液表面浮油,避免污染后续工序。

 

(五)二级逆流漂洗

核心目的

彻底去除前道工序残留的酸液、除油剂等杂质,避免交叉污染,保障后续微蚀、电镀工序的槽液稳定性。

操作要点

  • 采用逆流漂洗设计(后道漂洗水回流至前道),节约用水的同时提升清洗效果。
  • 确保漂洗后板面无残留液滴,避免形成水渍或影响后续工序的处理效果。

 

(六)微蚀

核心目的

粗化线路铜面(去除表面氧化层与杂质),增加铜面粗糙度,进一步提升图形电镀铜与一次铜的结合力。

工艺参数

  • 微蚀剂:过硫酸钠(粗化速率稳定、水洗性好)。
  • 浓度:约 60g/L,铜含量控制在 20g/L 以下。
  • 处理时间:20 秒左右。

维护规范

  • 药品补充标准:100㎡板件补充 3-4 公斤过硫酸钠。
  • 定期更换槽液,避免铜含量过高导致粗化不均匀。

 

(七)二级浸酸

核心目的

重复浸酸功能,去除微蚀后板面生成的氧化层,活化铜面,防止水分带入图形电镀铜槽液,保障槽液硫酸含量稳定。

工艺参数与操作要点

  • 同 “(一)浸酸”:C.P 级硫酸,浓度 5%-10%,处理时间不宜过长,槽液浑浊或铜含量超标时及时更换。

 

(八)镀锡(抗蚀层)

核心目的

在图形线路表面镀一层纯锡,作为蚀刻工序的金属抗蚀层,保护线路不被蚀刻液腐蚀。

工艺参数

  • 槽液配方:硫酸亚锡 + 硫酸 + 镀锡添加剂。
  • 关键浓度:硫酸亚锡约 35g/L,硫酸 10% 左右,添加剂按 KAH 补充或按实际效果调整。
  • 电流密度:1.5A / 平方分米(按可电镀面积计算)。
  • 温度控制:室温(22℃左右,不超过 30℃,夏季需加装冷却温控系统)。

维护规范

  • 每日:按 KAH 补充镀锡添加剂,检查过滤泵运行状态,每 2-3 小时擦拭阴极导电杆。
  • 每周:检测硫酸亚锡、硫酸(各 1 次 / 周);清洗阳极导电杆及电接头;低电流(0.2-0.5ASD)电解 6-8 小时。
  • 每月:检查阳极袋是否破损,清理阳极泥;碳芯连续过滤 6-8 小时并电解除杂;更换过滤泵滤芯(每两周 1 次)。
  • 每半年:根据槽液污染状况,用活性炭粉大处理。

详细处理程序

  1. 取出阳极,用铜刷清洗表面→水洗→装入阳极袋→放入酸槽备用。
  2. 阳极袋用 10% 碱液浸泡 6-8 小时→水洗→5% 稀硫酸浸泡→水洗备用。
  3. 槽液转移至备用槽,按 3-5g/L 加入活性炭粉,溶解后吸附 4-6 小时。
  4. 用 10um PP 滤芯 + 助滤粉过滤至工作槽,放入阳极与电解板,低电流电解 6-8 小时。
  5. 化验调整硫酸、硫酸亚锡含量至标准范围,按霍尔槽试验补充添加剂。
  6. 电解板板面颜色均匀后停止电解,即可试镀。

操作要点

  • 大量补加硫酸亚锡、硫酸后,需低电流电解稳定槽液;硫酸补加量较大时(10L 以上)需分多次缓慢添加,避免槽液温度过高导致亚锡氧化、添加剂分解。

 

(九)图形电镀铜

核心目的

将线路与孔铜加厚至额定厚度,满足电路的电流负载需求,保障长期导通稳定性。

工艺参数与维护规范

  • 同 “(二)全板电镀铜”,需根据线路设计的厚度要求调整电镀时间与电流密度。

 

(十)镀镍

核心目的

在铜层表面镀一层镍,作为铜与金的阻隔层(防止金铜互扩散),同时提升金层的机械强度与附着力。

工艺参数

  • 槽液配方:硫酸镍(或氨基磺酸镍)+ 氯化镍 + 硼酸 + 镀镍添加剂。
  • 关键浓度:硫酸镍 280g/L 左右,氯化镍 45g/L 左右,硼酸 45g/L 左右。
  • 添加剂补充:200ml/KAH,或按实际效果调整。
  • 电流密度:2A / 平方分米(按可电镀面积计算)。
  • 温度控制:40-55℃(常规 50℃,需加装加温与温控系统)。

维护规范

  • 每日:按 KAH 补充镀镍添加剂,检查过滤泵运行状态,每 2-3 小时擦拭阴极导电杆。
  • 每周:检测硫酸镍(氨基磺酸镍)、氯化镍、硼酸(各 1 次 / 周);清洗阳极导电杆及电接头;补充钛篮内阳极镍角;低电流(0.2-0.5ASD)电解 6-8 小时。
  • 每月:检查钛篮袋是否破损,清理阳极泥;碳芯连续过滤 6-8 小时并电解除杂;更换过滤泵滤芯(每两周 1 次)。
  • 每半年:根据槽液污染状况,用活性炭粉大处理。

操作要点

  • 补加硼酸时,需装入干净阳极袋挂入槽内溶解,不可直接倒入(避免结块影响槽液均匀性)。
  • 镀镍后需设置回收水洗(纯水开缸),可补充槽液挥发液位,再经二级逆流漂洗,提升清洗效果。

 

(十一)浸柠檬酸

核心目的

去除镀镍后板面生成的氧化膜,活化镍面,保障后续镀金层与镍层的结合力,避免出现镀金层脱落或起皮。

操作要点

  • 柠檬酸溶液需保持清洁,定期更换,避免杂质残留影响镀金质量。
  • 处理时间需精准控制,确保活化效果的同时不腐蚀镍层。

 

(十二)镀金

核心目的

金层具有优良的可焊性、耐氧化性、抗腐蚀性与低接触电阻,镀金后可提升 PCB 的电气性能与使用寿命,适用于高可靠性场景(如连接器、医疗设备接口)。

工艺分类与参数

  • 分类:电镀硬金(金合金,含微量镍 / 钴 / 铁,耐磨性优)、水金(纯金,可焊性优)。
  • 槽液类型:柠檬酸金槽浴(维护简单、操作便捷)。
  • 关键参数:水金含量约 1g/L,PH 值 4.5 左右,温度 35℃,比重 14 波美度左右,电流密度 1ASD 左右。

操作要点

  • 镀金前需设置柠檬酸浸槽,减少对金缸的污染,保持金缸稳定。
  • 阳极需采用镀铂钛网(避免不锈钢 316 溶解导致镍 / 铁 / 铬污染金缸,造成镀金发白、露镀等缺陷)。
  • 镀金后需经回收水洗(可补充金缸挥发液位)→ 二级逆流纯水洗→ 10g/L 碱液浸泡(防止金层氧化)。

维护规范

  • 定期用碳芯连续过滤金缸,去除有机污染,补充适量镀金添加剂。
  • 关键添加品:酸式 / 碱式调整盐(调节 PH 值)、导电盐(调节比重)、镀金添加剂、金盐。

 

(十三)回收 + 2-3 级纯水洗 + 烘干

核心目的

  • 回收:回收镀金 / 镀镍工序残留的贵金属溶液,降低成本并减少环保压力。
  • 纯水洗:彻底去除板面残留的电镀液与杂质,避免残留化学品导致镀层腐蚀或性能下降。
  • 烘干:去除板面水分,确保 PCB 干燥无氧化,保障后续组装与使用可靠性。

操作要点

  • 纯水洗需使用高纯度水,确保水洗后板面无残留盐渍。
  • 烘干温度需控制在合理范围(避免高温导致板材变形),烘干后 PCB 需密封保存,防止受潮氧化。

 

 

三、工艺优化核心要点与捷配解决方案

PCB 电镀工艺的核心难点在于:槽液参数精准控制、镀层厚度均匀性、各工序交叉污染防护。针对这些痛点,捷配通过 “技术 + 管理” 双维度优化,提供全方位保障:
  1. 数字化管控:依托自主研发的工业互联网平台与 AI-MOMS 智能制造运营管理系统,实时监控各槽液的浓度、温度、电流密度等参数,自动预警异常波动,确保工艺稳定性。
  2. 高精度设备支撑:采用全自动沉铜设备、精准温控系统、碳芯连续过滤设备等,搭配铜厚测试仪、特性阻抗分析仪等检测仪器,实现镀层厚度、结合力等指标的精准把控。
  3. 标准化维护体系:执行 “每日巡检 + 每周检测 + 每月深度维护” 的标准化流程,结合霍尔槽试验优化添加剂配比,确保槽液性能稳定,从源头减少不良品。
  4. 环保与效率平衡:通过逆流漂洗、贵金属回收等设计,降低资源消耗与环保压力;同时支持 1-6 层 PCB 免费打样、24 小时极速出货,助力客户快速验证电镀工艺方案,缩短研发周期。

 

PCB 电镀是一个多工序协同、参数精准管控的复杂过程,每一道工序的细微偏差都可能影响最终品质。捷配作为全球领先的 PCB&PCBA 制造服务平台,始终以 IPC 标准为基础,结合自身 “1+N” 协同制造模式与数字化技术,构建了从槽液配制、参数监控到镀层检测的全流程品质管控体系。通过严选原料、高精度设备、标准化维护与快速响应服务,捷配可为不同行业客户提供定制化电镀解决方案,确保 PCB 的电气性能、可靠性与使用寿命满足高端应用需求,助力电子产业高质量发展。

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