一、目的：规范操作,维护品质.
二、适用范围：适用于生产各种需要沉镍金的产品
三、设备、工具及物料
化学镍金线、清洗机、铁氟龙线.珠粒、周转盆、水盆、产品、化学镍金系列药水、
手指套
四、作业环境：
温度：室温。
地面要求：无积水、无杂物
空气要求：空气流通良好，无刺激性气味
五、职责：
工程部负责规范制作，生产部负责按规范要求操作，品管部负责监控。
六、内容
6.1.工艺流程
刷板→检查→准备工作→穿板→酸洗→双水洗→微蚀→双水洗→预浸→活化→双水洗
→后浸→水洗→化镍→双水洗→化金→金回收→水洗→热水洗→卸板→放入水盆→烘
干检查→生产完后关机
6.2刷板：刷轮800#，1000#，每天进行刷幅测试，刷幅要求0.8-1.2CM.
6.3检查：全检铜刷板，板面无压坑，皱折，胶点，油污，手指印的合格，否则为不合格。
合格板才能进入沉金，不合格退回上工序或处理成为合格板。
6.4准备工作：
1、设备点检（具体见点检表）
2、更换每个药水缸后的第一道水洗，并将水加满
3、补加各药缸液位，打开加热器及过滤泵，通知化验室对药水进行分析且及时补加
4、检查各药缸温度是否在工艺范围内.
6.5穿板：穿板时必需将手指全部戴上手指套，穿板张数一挂不超过20PNL，且必须用珠粒隔
开
6.6检查：检查是否穿好。
6.7酸洗：除去板面氧化。
A. 工艺参数
B．配制150升槽液的程序：
①开缸体积150L 开缸浓度：硫酸5%。
②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。
③向槽里加入1/2缸体的去离子水。
④加入7.5L硫酸。
⑤用去离子水补充到操作体积并开启过滤泵混匀。
⑥加热至要求值，分析补加。
C.酸洗缸保养：
①每生产100±10m2补加一次，每次补加0.5L硫酸。
②一个月换缸一次
6.8微蚀：粗化铜面及除去铜面氧化物,使沉铜附着良好。
A ． 工艺参数
②每生产100±5m 2产品补加一次，每次补加0.8kg SPS 。
B ． 配制130升槽液的程序：
①开缸体积150L 开缸浓度：H 2SO 4：3% NPS ：60g/L. ②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。
③向槽里加入1/2缸体积去离子水。 ④搅拌下加入4.5升硫酸。 ⑤ 加入9 kg SPS 并混匀。
⑥用去离子水补充到操作体积并开启过滤泵混匀。 ⑦加热至要求值，分析补加。 C. 微蚀缸保养：
①化验分析Cu 2+大于16g/l 时换缸。
6.9预浸：去除氧化及减少板面上的水直接进入活化缸。
A．工艺参数
B. 配制140升槽液的程序. （开缸体积140L）
①清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物
②向槽里加入2/3缸体积去离子水。
③缓缓加入硫酸（AR）2.8L。
④用去离子水补充到操作体积搅拌均匀。
6.10活化：使铜表面上吸附一层均匀的钯层。
A．工艺参数
③向槽里加入2/3缸体积去离子水.
B ．配制140升槽液的程序：
①开缸体积140L 。开缸浓度：SY803：10% 硫酸：2% ②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。 ③向槽里加入2/3缸体积去离子水. ④加入硫酸2.8L 搅拌；
⑤加入SY803 14L ；补充水位至正常液位，开启循环。 C.活化缸保养：
①活化槽药水添加必须在槽内无板时添加，每次添加WL-4000
不能超过500ml/次，每生产10M 2产品补SY803：250ml 。 ②铜离子大于100ppm 或3MTO 后重新开缸。 ③如停工超过一天,须用盖子盖住活化缸
6.11后浸：除去板面氧化物。
A ．工艺参数
B ． 配制130升槽液的程序：
①开缸体积130L 。开缸浓度：2% H 2SO 4:2.6L ②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。
④加入H 2SO 4 2.6L,用棍子将药水搅拌均匀
C.后浸缸保养：
①后浸缸每天早上换缸一次
6.12沉镍：使板沉积上一层金属镍(磨完板四小时内必须沉镍2,超过四小时重磨)。
A ．工艺参数
B ． 配制130升槽液的程序：
①开缸体积130L 。开缸浓度: SY805M 15%； SY805A 5% ；SY805 0.5%。 ②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。 ③向槽里加入1/2缸体积去离子水. ④加入SY805M 19.5L ，搅拌均匀 ⑤SY805A 6.5L ，搅拌均匀
⑥SY805D 0.65L ，搅拌均匀（做板前半小时添加）
⑦正常液位为不超过离加热管拐弯处下1cm 的地方，出水管管口不能放入缸内 C.沉镍缸保养：
①镍缸棉芯每三天更换一次。
②镍缸加药SY805A 达到开缸量四倍重新开缸。
④如停工超过一天,须用盖子盖住Ni缸。
D.沉镍缸药液补加
①。每消耗0.1 g镍离子，须补充SY805A: 1ML; SY805B: 1ML; SY805C: 1ML; SY805D:
0.5ML.
②。补加药液宜少量多次，每次添加镍含量不超过0.1 g/l为宜
③带出损失补充以SY805M：SY805A=3：1；蒸发损失以DI水补充
④加药时边搅拌边缓缓加入，以免槽液不稳定；A与C在槽外不可以混合后添加。
E.镍缸拖缸
①检查所有循环泵、过滤泵、打气泵、温度显示是否正常。活化缸冷却水是否正常。
温度显示用水银温度计测量实际温度与之核对，以水银计温度为准。
②以上均OK时，可以拖缸，镍缸停产2小时以上，镍缸必须用面积为0.2-0.3m2
的光镍面板拖缸5-10分钟。
F.硝槽程序
①将化学镍药液完全排出.
②加入50%(V/V)以上的硝酸,打开过滤泵循环2小时后,静置8小时以上。检查过滤桶是否硝干净，如未干净则应继续以上步骤或升温到50℃。
③将硝酸液全部抽出,镍缸清洗干净后,同时将过滤桶清洗干净。
④加满DI水并循环10～20分后排掉,至少二次。
⑤加满纯水循环10～20分,并用pH计确认水pH=4.5以上,排出后将槽壁擦拭干净，准备配槽。 (如 pH 未达4.5以上, 须重复此步骤)。
註:1.硝酸液中,鎳容許量為7g/L。
2. 硝酸濃度須保持在400g/L以上)洗槽.
3.市售濃硝酸(65%w/w),硝酸含量約 900g/L.
4. 硝酸液勿滴入水缸中.
6.13沉金：使板沉积上一层金。
A．工艺参数
B．配制120升槽液的程序：
①开缸体积120L。开缸浓度: SY808:20% Au:0.7g/L
②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。
③向槽里加入1/2缸体积去蒸馏水.
④加入24L SY808.
⑤用蒸馏水补充到操作体积加热并开启过滤泵混匀.
⑥加热至88℃后,用金缸量杯打一杯热药液,加入120g金盐后搅拌至溶解,倒入沉金缸中.
C.沉金缸保养：
①每生产50±2m2板补加金盐10g。
②每补加10g金盐时补加SY808:200-300ml。
③金缸寿命：铜含量达5PPM；或镍含量达990PPM；或3MTO后换缸。.
④金缸每个月更换棉芯一次.
⑤金缸不生产时必须上锁.
D.沉金板返工方法
①金面阴阳色、粗糙、发白,返工方法如下:
磨板(关闭酸洗),正返各磨1-3次,镍面检验合格后返沉金,后浸20-30秒→双水洗→沉金→清洗烘干→检验(外观、附着力、焊盘推力、可焊性等)
②镍薄
退金→磨板（只开磨刷2，关闭酸洗）→预浸（30S）→活化→双水洗→后浸（20S）→沉镍（6分钟一个微米，依板薄而定）→双水洗→沉金（按正常工艺）→清洗烘干→检验(厚度、外观、附着力、焊盘推力、可焊性等)
③金薄
水洗（1分钟）→沉金→清洗烘干→检验(外观、附着力、焊盘推力、可焊性等)
注：反返工时必须先返2-4张首板，首板确认合格后方可返工。
6.12水洗: 洗净产品药液，避免污染下一个药水缸，每天白班上班第一时间必须将所有水洗
缸清洗并更换水洗（不生产不更换），水洗换好后方可生产。
6.13卸板: 双手十指全部戴好手指套，将板一张一张取出，取板过程中板不能皱折
6.14放入水盆:水盆中为干净的DI水，板放入水盆的过程中板不能皱折,每盆板不能超过40张.
6.15检查:对板进行检查时，正常生产板按照《工序检查标准》进行检验。所有生产板需要首板合格后方可作业，必须对量产板进行外观自检（比率大于10%）。对有特殊规定的，如在作业流转指示卡上有规定的，按特殊规定检验。
6.16关机: 生产完后将加热器、过滤泵全部关闭，地面必须清理干净且无水，药缸液位必须补加到液位感应器上3cm处，工具使用完后必须放回原位。
6.17首板制作：每种料号板生产前必须做首板，按沉金正常工艺生产制作，沉完金后让IPQC
按工序检验标准检验是否合格，合格后方可生产。
6.18沉镍厚度与时间关系
6.19 镍金厚度要求
背光源产品：NI=100-120U〞，AU=1-3U〞七、异常处理
八、安全规定
8.1工作时,要穿工作服。
8.2在添加化学品时,必须戴安全防护面罩、防酸碱手套。
8.3本工作间使用的化学品,大多数属于强酸,强碱和剧毒品,严禁取走或服
食,尽量避免与皮肤接触,若触及化学品,其接触部位应立即用大量流动清水
冲洗10分钟以上,严重者就医,并报告组长及公司领导。
8.4尽量避免吸入烟雾废气。
8.5设备出现故障应立即报告组长并通知设备部修理
8.6 当设备出现松动或需盖防护罩的部位未上盖时不要开动机器。
8.7 严禁在低液位或无液位时开启机器。
8.8 在本工作区内严禁进食,喝饮料和吸烟。
九、记录表单
9.1《沉镍金药水添加记录表》
9.2《沉镍金工序点检记录表》
十、参考资料
10.1《顺源科技化金药水资料》
1、前言 在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold （1）热风整平； （2）有机可焊性保护剂； （3）化学沉镍浸金； （4）化学镀银； （5）化学浸锡； （6）锡/ 铅再流化处理； （7）电镀镍金； （8）化学沉钯。 其中，热风整平是自阻焊膜于裸铜板上进行制作之制造工艺（SMOBC）采用以来，迄今为止使用最为广泛的成品印制电路板最终表面可焊性涂覆处理方式。 对一个装配者来说，也许最重要的是容易进行元器件的集成。任何新印制电路板表面可焊性处理方式应当能担当N次插拔之重任。除了集成容易之外，装配者对待处理印制电路板的表面平坦性也非常敏感。与热风整平制程所加工焊垫之较恶劣平坦度有关的漏印数量，是改变此种表面可焊性涂覆处理方式的原因之一。 镀镍/金早在70年代就应用在印制板上。电镀镍/金特别是闪镀金、镀厚金、插头镀耐磨的Au-Co 、Au-Ni等合金至今仍一直在带按键通讯设备、压焊的印制板上应用着。但它需要“工艺导线”达到互连，受高密度印制板SMT安装限制。90年代，由于化学镀镍/金技术的突破，加上印制板要求导线微细化、小孔径化等，而化学镀镍/金，它具有镀层平坦、接触电阻低、可焊性好，且有一定耐磨等优点，特别适合打线（Wire Bonding）工艺的印制板，成为不可缺少的镀层。但化学镀镍/金有工序多、返工困难、生产效率低、成本高、废液难处理等缺点。 铜面有机防氧化膜处理技术，是采用一种铜面有机保焊剂在印制板表面形成之涂层与表面金属铜产生络合反应，形成有机物-金属键，使铜面生成耐热、可焊、抗氧化之保护层。目前，其在印制板表面涂层也占有一席之地，但此保护膜薄易划伤，又不导电，且存在下道测试检验困难等缺点。 目前，随着环境保护意识的增强，印制板也朝着三无产品（无铅、无溴、无氯）的方向迈进，今后采用化学浸锡表面涂覆技术的厂家会越来越多，因其具有优良的多重焊接性、很高的表面平整度、较低的热应力、简易的制程、较好的操作安全性和较低的维护费。但其所形成之锡表面的耐低温性（-55℃）尚待进一步证实。 随着SMT技术之迅速发展，对印制板表面平整度的要求会越来越高，化学镀镍/金、铜面有机防氧化膜处理技术、化学浸锡技术的采用，今后所占比例将逐年提高。本文将着重介绍化学镀镍金技术。 2、化学镀镍金工艺原理
一，引言 自1997年以来，化学镍金工艺在国内得到迅速推广，这得益于化学镍金工艺本身所带来种种优点。由于化学镍金板镍金层的分散性好、有良好的焊接及多次焊接性能、良好的打线（Bonding,TS Bond或U Bond）性能、能兼容各种助焊剂，同时又是一种极好的铜面保护层。因此，与热风整平、有机保焊膜（OSP）等PCB表面处理工艺相比，化学镍金镀层可满足更多种组装要求，具有可焊接、可接触导通、可打线、可散热等功能，同时其板面平整、SMD焊盘平坦，适合于细密线路、细小焊盘的锡膏熔焊，能较好地用于COB及BGA的制作。化学镍金板可用于并能满足到移动电话、寻呼机、计算机、笔记型电脑、IC 卡、电子字典等诸多电子工业。而随着这些行业持久、迅猛的发展，化学镍金工艺亦将得到更多的应用与发展机会。 化学镍金工艺，准确的说法应为化镍浸金工艺（Electro-less Nickel and Immersion Gold Pro-cess,即ENIG）,但现在在业界有多种叫法，除”化学镍金”、”化镍浸金”外，尚有”无电镍金”、”沉镍金”。国内PCB行业多用”沉镍金”一词来谈论这一工艺，因而在本文中，我们也将用”沉镍金”来表述化镍浸金。 二，沉镍金原理概述 沉镍金工艺的原理，实际上反而从”化镍浸金”一词中能够较容易地被我们所理解。即其中镍层的生成是自催化型的氧化-还原反应，在镀层的形成过程中，无需外加电流，只靠高温（880C左右）槽液中还原剂的作用，即可在已活化的铜表面反应析出镍镀层，而金镀层的生成，则是典型的置换反应。当PCB板进入金槽时，由于镍的活性较金大，因而发生置换反应，镍镀层表面逐渐被金所覆盖。 以下简单介绍一个沉镍金的反应过程： 1，沉镍的化学反应： 关于沉镍的反应机理，曾有多篇文章提及。其过程基本上用一个反应式即可表达： 在上述各反应式中，可看到一个自催化氧化-还原反应的典型模式。
金属和金属材料复习教案 [考点梳理] 考点1 金属材料 1.金属材料包括纯金属（90多种）和合金（几千种）两类。 金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。 2.金属制品是由金属材料制成的，铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 考点2 金属材料的发展史 根据历史的学习，我们可以知道金属材料的发展过程。商朝，人们开始使用青铜器；春秋时期开始冶铁；战国时期开始炼钢；铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前，又开始了铝的使用，因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能，铝的产量已超过了铜，位于第二位。 金属分类：重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等； 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。Fe、Mn、Cr（铬） 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 考点3 金属的物理性质 1.共性：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性，在室温下除汞为液体，其余金属均为固体。 （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 2.一些金属的特性：铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；常温下大多数金属都是固体，汞却是液体；各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大；银的导电性和导热性最好，锇的密度最大，锂的密度最小，钨的熔点最高，汞的熔点最低，铬的硬度最大。 （1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）（5）铬：硬度最高的金属（6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属（9）锂：密度最小的金属 检测一：金属材料(包括和 ) 1、金属的物理性质
化学镍金的工艺 Tags: 化学镍金,印制电路板, 积分Counts:907 次 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理的基础上，对化学镍金之工艺流程、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold形电镀铜的常见缺陷及故障排除。 1．前言 由于行业竞争的激烈,印制板的制造商不断降低成本提高产品质量,追求零缺陷,以质优价廉取胜。而客户对印制板的要求也没有单纯停留在对产品性能的可靠性上,同时对产品的外观也提出了更严格的要求。而图形电镀铜作为化学沉铜的加厚层或其它涂覆层的底层，其质量与成品的关系可谓休戚相关“一荣俱荣，一损俱损”。所以图形电镀铜上的任何缺陷如镀层粗糙、麻点针孔、凹坑、手印等的存在，严重影响成品的外观，透过涂覆其上的阻碍或铅锡镀层或是镍金层，都能清楚的显露出来。 本文主要叙述图形电镀铜常见的系列故障及缺陷，并针对这些缺陷进行跟踪调查、模拟实验，找出产生缺陷的成因，制定切实的纠正措施，保证生产的正常进行。 2．缺陷特点及成因 2.1 镀层麻点 图形电镀铜上出现麻点，在板中间较为突出，退完铅锡后铜面不平整，外观欠佳。 刷板清洁处理后表面麻点仍然存在，但已基本磨平不如退完锡后明显。此现象出现后首先想到电镀铜溶液问题，因为出现故障的前一天（4月2日）刚对溶液进行活性炭处理，步骤如下：1）在搅拌条下件下加入2升H2O2 2）充分搅拌后将溶液转至一个备用槽中，加入4kg活性碳细粉，并加入空气搅拌2小时，之后关闭搅拌，让溶液沉降。 从调查中发现，生产线考虑到次日有快板，当晚将溶液从备用槽中转回工作槽。未经过充分过滤沉降活性炭，而转移溶液时未经循环过滤泵（慢）直接从工作槽的输出管理返回（管道粗，快）。因为溶液转回工作槽后已过下班时间，电镀人员没有小电流密度空镀处理阳极。在4月3日按新开缸液加完光亮剂FDT-1就开始电镀。 问题已经清楚，电镀铜上有麻点，来源于电渡溶液里的活性炭颗粒或其它脏东西。因为调度安排工作急，电镀人员未按照工艺文件的程序进行操作，溶液没有充分循环过滤，导致溶液里的机械杂质影响镀层质量。另一个因素是磷铜阳极清洗后，未通过电解处理直接工作，没来得及在阳极表面生成一层黑色均匀的“磷膜”，导致Cu+大量积累，Cu+水解产生铜粉，致使镀层粗糙麻点。 金属铜的溶解受控制步骤制约，Cu+不能迅速氧化成Cu2+。而阳极膜未形成，Cu-e.Cu2+ 的反应不断以快的方式进行，造成Cu+的积累，而Cu+具有不稳定性，通过歧化反应：2Cu+.Cu2+Cu，所生成的会在电镀过程中以电泳的方式沉积于镀层，影响镀层的质量。阳极经过小电流电解处理后生成的阳极膜能有效控制Cu的溶解速度，使阳极电流效率接近阴极电流效率，镀液中的铜离子保持平衡，阻止Cu+的产生，
化学镀工艺流程 化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。 近年来, 化学镀技术得到了越来越广泛的应用,在各种非金属纤维、微球、微粉等粉体材料上施镀成为研究的热点之一;用化学镀方法可以在非金属纤维、微球、微粉镀件表面获得完整的非常薄而均匀的金属或合金层,而且镀层厚度可根据需要确定。这种金属化了的非金属纤维、微球、微粉镀件具有良好的导电性,作为填料混入塑料时能获得较好的防静电性能及电磁屏蔽性能,有可能部分取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料。美国国际斯坦福研究所采用在高聚物基体上化学镀铜来研制红外吸收材料。毛倩瑾等采用化学镀的方法对空心微珠进行表面金属化改性研究,发现改性后的空心微珠具有较好的吸波性能,可用于微波吸收材料、轻质磁性材料等领域。 化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。 1化学镀预处理 需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。
化学镍金常见缺陷分析 ： 1漏镀 1.1.1 主要原因：体系活性（镍缸及钯缸）相对不足,铅锡等铜面污染。 1.1.2问题分析： 漏镀的原因在于镍缸活性不满足该Pad位反应势能,导致沉镍化学反应中途停止，或者根本没有沉积金属镍 漏镀的特点是：如果一个Pad位漏镀与其相连的所有Pad位都漏镀;出现漏镀问题，首先须区分是否由于污染板面所致。若是，将该板进行水平微蚀或采用磨板方式除去污染。 影响体系活性的最主要原因是镍缸稳定剂的浓度，但由于难以操作控制，一般不采用降低稳定剂浓度解决该问题。 影响体系活性的主要原因镍缸温度，升高温度一定有利于漏镀的改善。如果不考虑对部分环境以及内部稳定性，无限度的升高镍缸温度，应该能解决漏镀问题。 影响体系活性的次要因素是活化浓度，温度和时间。延长活化的时间或提高活化浓度和温度，一定有利于漏镀的改善。由于活化的温度和浓度太高会影响钯缸的稳定性，而且会影响其他制板的生产，所以，在这些次要因素中，延长时间是首选改善措施。 镍缸的PH值、次磷酸钠以及镍缸负载都会影响镍缸活性，但其影响程度较小，而且过程缓慢，所以不宜作为解决漏镀的主要方法。 渗 镀 1.2.1 主要原因 体系活性太高，外界污染或前工序残渣； 1.2.2问题分析 渗镀的主要成因在于镍缸活性过高,导致选择性太差，不但使铜面发生化学沉积，同时其他区域（如基材、绿油侧边等）也发生化学沉积，造成不该出现沉积的地方沉积化学镍金。 出现渗镀问题，首先须区分是否由外界污染或残渣（如铜、绿油等）所致。若是，将该板进行水平微蚀或其他的方法去除。 升高稳定剂浓度是改善体系活性太高的最直接的方法，但是，用漏镀问题改善一样，因难以操作控制而不宜采用。 降低镍缸温度是改善渗镀的最有效的方法，理论上无限度的降低温度，可以彻底解决渗镀问题。 降低钯缸温度和浓度，以及减少钯缸处理时间，可以降低体系活性，有效地改善渗镀的问题。 镍缸的PH值，次磷酸钠以及镍缸负载，降低其控制范围有利于渗镀的改善，但因其影响较小而且过程缓慢，不宜作为改善渗镀问题的主要方法。 因操作不当导致钯缸或镍缸产生悬浮颗粒弥漫槽液，则应采取过滤或更新槽液来解决！ 甩金 1.3.1主要原因：镍缸后（沉金前）造成镍面钝化,镍缸或金缸杂质太多 1.3.2问题分析： 金层因镍层发生分离，镍层与金层的结合力很差，镍面出现异常的造成甩金，镍面出现钝化是造成甩金的主要原因，沉镍后暴露时间过长和水洗时间过长，都会造成镍面钝化面导致结合力不良，当然，水洗的水质出现异常，也有可能导致镍层钝化 至于镍缸或金缸是否为甩金出现的主要原因，可在实验室烧杯中做对比实验来确定，若是，则更换槽液。甩镍
沉镍金生产操作技术 一、流程及操作条件 1、酸性清洁剂 用于去除铜面轻度油脂及氧化物，使铜面清洁及增加润湿性 操作条件： 清洁剂80~120ml/L 温度40-60℃ 时间3~7min 过滤5~10umPP滤芯边疆过滤 搅拌摆动及循环搅拌 配制方法： A、加入纯水到槽体的2/3。 B、加入清洁剂 C、充分搅拌至完全混合 D、加纯水调整液位。 铜溶解速率：每小时约0.4微英寸。 补充及更新：每生产一平米补充清洁剂10ML/L 每一升槽液处理4-6平米或铜含量达250PPM须更新。 2、微蚀 用于使铜面微粗糙化，增加铜与化学镍层的密着性。 操作条件： SPS 80~120G/L 硫酸15-35ML/L 铜含量3-20G/L 温度室温 时间1~3MIN 搅拌摆动、循环及打气搅拌 配制方法： A、加入纯水至槽体的2/3 B、加入硫酸及过硫酸钠 C、充分搅拌到完全溶解 D、加纯水调整液位
补充及更新：每生产一平米须补充SPS15-25G 铜含量达20G/L时须更新。 注意：温度越高咬蚀铜的速率就越快。槽液的铜含量越高，咬蚀的速率就越慢。 3、酸洗 用于去除微蚀后铜面氧化物，增加与化学镍层的密着性。 操作条件： 硫酸（98%）40-70ML/L 温度室温 时间1-3MIN 搅拌摆动及循环搅拌 配制方法： A、加入纯水至槽体的2/3 B、加入硫酸 C、充分搅拌到完全混合 D、加纯水调整至液位 补充及更新：每一平米补充硫酸2-5ML 每1L槽液处理4-6平米或铜含量达2000PPM时须换槽 4、活化 在铜面上析出一层钯，做为化学镍启始反应的触媒。 操作条件： 活化剂80-120ML/L 温度25-35℃ 处理时间1-4MIN 过滤1~2UMPP滤芯过滤 搅拌摆动及循环搅拌 配制方法：A、加入纯水至槽体2/3 B、加入活化剂并充分搅拌 C、加纯水调整液位 活化槽硝槽程序： A、加入30-40%的硝酸 B、启动循环泵循环2小时以上或直到槽壁灰黑色沉积物完全去除为止（如有需要 可加热至40-50度）
化学镍金工艺探讨惠州合正电子科技有限公司杨建 化学镍金镀层集可焊接、可接触导通，可打线、可散热等功能于一身，是PCB板面单一处理却具有多用途的湿制程。目前尚无其它的工艺可与之抗衡。但该制程不好做已时日已久，问题常常出现且不易重工，问题的解决须从源头开始。对此，本人将工作过程中遇到的品质问题同业界前辈探讨一下。 首先从化学镍金的反应机理入手。 一、化镍 镍盐：以硫酸镍为主，也有氯化镍、乙酸镍 还原剂：次磷酸二氢钠，NaH2PO2 反应机理： 说明：①次磷酸二氢钠的次磷酸根离子水解并氧化成磷酸根，同时放出两个活性氢原子吸附在铜底钯面上。 ②镍离子在活化钯面上迅速还原镀出镍金属。 ③小部分次磷酸根在催化氢的刺激下，产生磷原子并沉积在镍层中。 ④部分次磷酸根在催化环境下，自己也会氧化并生成氢气从镍面上向外冒出。 二、化金 当PCB板面镀好镍层放入金槽后，其镍面即受到槽液的攻击而溶出镍离子，所抛出的两个电子被金氰离子获得而在镍面上沉积出金层。 反应机理： Ni→Ni2+2e Au(CN)2-+e→Au+2CN- 由此可知，一个镍原子溶解可获得两个金原子的沉积，又因金层上有许多疏瓦，故表面虽已盖满了金层，但仍可让疏孔的镍面溶解而继续镀出金层，只是速度越来越慢而已。 其次，化学镍金各流程的管控。 一、前处理。 1．刷磨：使用高目数的尼龙刷（1000-1200目）对板面进行轻刷（刷磨电流2.0±0.2A）除去访垢和氧化物.在刷磨后接板时必须戴干净的手套避免接触成型线内的待镀区,以免后续做板出来后板面上有花斑。 2．去脂：去徐油脂及有机物，只能采用非离子型遥介面活性剂，仅具润湿效果而已，不能用太强的板子型活性剂，以防止防焊漆表面或基材上带有静电而上镍或损伤水性碱液显影的防焊漆而溶出碳份污染槽液。 3．微蚀：通常只咬铜30-40μm即可，如果发现有星点露铜现名象，很可能为湿膜制程之显影不洁或显影后水洗不 净造成。此时可适当延长微蚀时间以便除之。
E l e c t r o l e s s N i c k l e/I m m e r s i o n G o l d P r o c e s s
■化学镀镍/金可焊性控制 1金层厚度对可焊性和腐蚀的影响 在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随后的波峰焊，由于金层很薄，在高温接触的一瞬间，金迅速与锡形成“界面合金共化物”（如A u S n、A u S n2、A u S n3等）而熔入锡中。故所形成的焊点，实际上是着落在镍表面上， 并形成良好的N i-S n合金共化物N i3S n4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，防止其钝化（氧化）。因此，若金层太厚，会使进入焊锡的金量增多，一旦超过3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。 据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或很少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超过0.3μm时，镍层里发生强烈的不可控制的腐蚀。 2镍层中磷含量的影响 化学镀镍层的品质决定于磷含量的大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，一般可控制在7~9%。当镍面镀金后，因N i-A u层A u层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，N i为负极，A u为正极，由于电子迁移产生化 学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊之后发生潜伏在内的黑色镍锈，导致可焊性劣化与焊点强度不足。原因是A u面上的助焊剂或酸类物质通过孔隙渗入镍层。如果此时镍层中磷含量适当（最佳7%），情况会改善。 3镍槽液老化的影响 镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化的槽液中，阻焊膜渗出的有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，一般在金属追加量达4~5M T O时，应更 换。 4P H值的影响 过高的P H，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特公司之A u r o t e c h（酸性）镀 镍/金体系，一般要求P H不超过 5.3，必要时可通过稀硫酸降低P H。 5稳定剂的影响 稳定剂可阻止在阻焊C u焊垫之间的基材上析出镍。但必须注意，太多时不但减低镍的沉积速度，还会危害到镍面的可焊性。
化学镀镍/金常见问题分析 由于化学镍/金制程敏感，化学镍/金板的用途多种多样，且对表观要求极严，因此化学镀镍/金生产中所遇到的问题很多。其中常见的一些问题及解决方法参见下表2。 问题 原因 解决方法 可焊性差 1）金层太厚或太薄； 2）沉金后受多次热冲击； 3）最终水洗不干净； 4）镍槽生产超过6MTO。1）调整参数，使厚度在：0.05~0.15μm； 2）出板前用酸及DI水清洗； 3）更换水洗槽； 4）保持4~5MTO生产量。 Ni/Cu结合力差 1）前处理效果差； 2）一次加入镍成分太高1）检查微蚀量及更换除油槽； 2）用光板拖缸20~30min Au/Ni结合力差 1）金层腐蚀； 2）金槽、镍槽之间水洗PH>8 3）镍面钝化1）升高金槽PH值； 2）检查水的质量； 3）控制镀镍后沉金前打气及停留时间 漏镀 1）活化时间不足； 2）镍槽活性不足1）提高活化时间； 2）使用校正液，提高镍槽活性 渗镀 1）蚀刻后残铜； 2）活化后镍槽前水洗不足； 3）活化剂温度过高； 4）钯浓度太高； 5）活化时间过长； 6）镍槽活性太强1）反馈前工序解决； 2）延时水洗或加大空气搅拌； 3）降低温度至控制范围； 4）降低浓度至控制范围； 5）降低活化时间； 6）适当使用稳定剂 镍厚偏低
1）PH 太低； 2）温度太低； 3）拖缸不足； 4）镍槽生产超6MTO 1）调高PH值； 2）调高温度； 3）用光板拖缸20~30min； 4）更换镍槽 金厚偏低 1）镍层磷含量高； 2）金槽温度太低； 3）金槽PH值太高； 4）开新槽时起始剂不足1）提高镍槽活性； 2）提高温度； 3）降低PH值； 4）适当加入起始剂 渗镀问题改善办法 随着电子产业的高速发展，PCB布线越来越精密，多数PCB厂家都采用干膜来完成图形转移，干膜的使用也越来越普及，但我在售后服务的过程中，仍遇到很多客户在使用干膜时产生很多误区，现总结出来，以便借鉴。 一，干膜掩孔出现破孔 很多厂家认为，出现破孔后，应当加大贴膜温度和压力，以增强其结合力，其实这种观点是不正确的，因为温度和压力过高后，抗蚀层的溶剂过度挥发，使干膜变脆变薄，显影时极易被冲破孔，我们始终要保持干膜的韧性，所以，出现破孔后，我们可以从以下几点做改善： 1，降低贴膜温度及压力 2，改善钻孔披锋 3，提高曝光能量 4，降低显影压力 5，贴膜后停放时间不能太长，以免导致拐角部位半流体状的药膜在压力的作用下扩散变薄 6，贴膜过程中干膜不要张得太紧 二，干膜电镀时出现渗镀 之所以渗镀，说明干膜与覆铜箔板粘结不牢，使镀液深入，而造成“负相”部分镀层变厚，多数PCB厂家发生渗镀都是由以下几点造成： 1，曝光能量偏高或偏低 在紫外光照射下，吸收了光能量的光引发剂分解成游离基引发单体进行光聚合反应，形成不溶于稀碱的溶液的体型分子。曝光不足时，由于聚合不彻底，在显影过程中，胶膜溶胀变软，导致线条不清晰甚至膜层脱落，造成膜与铜结合不良；若曝光过度，会造成显影困
化学镍金流程 酸性清洁剂YC-10 一.系统简介 YC-10清洁剂乃是针对细线路、小孔径之高密度配线板所开发之硫酸型酸性清洁剂，使用特殊之界面活性剂，水洗性良好，具有良好之清洁力，不攻击电路板的防焊油墨及影像干膜，可强力去除铜面氧化，对铜线路表面具有清洁及活化作用。 二.使用方法 1.建浴标准： YC-10 ：100 ml/L 2.操作条件： 温度：45℃（40℃~50℃） 时间：5分钟（4~6分钟） 槽材质：使用PVC或P.P材质之槽材质。 加热器：石英加热器。 过滤：10~20μmPP滤心，3~4turn-over/hr 搅拌：过滤循环 水洗：2段水洗
其他：（略） 3.槽液维护： ⑴固定添加： 处理1m2需添加YC-10约20ml ⑵分析校正： 依照“酸性清洁剂YC-10分析方法”分析校正 ⑶换槽标准： 2turn-over换槽 三.槽液控制：（略） 四.产品性状 外观：无色透明液体 比重：1.32（25℃） PH：＜1 包装：25升塑胶桶装 五.注意事项 1.酸性清洁剂YC-10是酸性腐蚀性液体，请避免身体直接接触，请小心使用。 2.使用时请佩戴手套、安全眼镜，万一药液沾到眼睛时，请以清水冲洗15分钟以上，并至眼科诊 所诊治。 3.产品储存请放置阴凉处，并防止日晒，以防止产品变质。 4.本目录资料适用于一般PCB流程，但并不代表所提供资料为任一工厂之最佳参数，客户应依照 现场实际需要，试车调整以得到最佳之功能，技术服务请洽本公司相关业务人员。 微蚀剂-过硫酸钠 一.系统简介 过硫酸钠（SPS）是一种咬蚀速度比较稳定的微蚀剂，对铜的表面进行轻微的蚀刻，能确保完全清除铜箔表面的氧化物。 二.使用方法 1.浴组成：药品中值范围 SPS 80 g/L 60~100 g/L C.P.H2SO420ml/L 15~25 ml/L 2.建浴程序（100L建浴时）：1. 将60L纯水放入槽中 2. 2L H2SO4边搅拌边加入 3. 8Kg SPS边搅拌边加入 4. 加纯水至100L搅拌均匀 3.操作条件： 温度20℃~30℃ 浸渍时间 1.5~2.5min 抽风需要 搅拌机械或Air 材质PP.PE.PVC 4.浴管理： 1.补充量SPS 60g/m2 H2SO4 5ml/m2
化学镍金制程分析
Electroless Nickle / Immersion Gold Process 酸性清洁 CLEN 目的：去除铜箔表面的轻 微氧化物以及轻微的油 微 蚀 目的：使铜面产生一个良 好的粗糙面，促进铜面与 预 浸 目的：作为下一站钯活化 的预处理，保护活化槽不 活 化 目的：可以使裸露的铜表 面置换上一层钯金属，作 需有循环过滤装置（循环量6~8turn over ）,加热 需有循环过滤装置（循环量6~8turn over ）,加热 需有循环过滤装置（循环 化学反应式： Pd 2+ +CU Pd+CU 2+
化学镀镍 目的：为裸铜面提供一层要求厚度的镍层。防止铜离化学浸金 目的：在镍层上镀上一定要求厚度的金层，保护镍层化学镍槽：不锈钢304或316；PP 需有循环 （过滤）装置（循主反应： Ni 2+ +2H 2PO 2- +2H 2O=Ni+2HPO 3 2-+4H + +H 2 副反应： 4H PO -=2HPO 2- +2P+2H O+H 需要有循环装置，加热装置（石英或铁弗龙） 主要反应： 2Au(CN)2-+Ni=2Au+Ni 2++4C N - ■原理：
■化学镀镍/金可焊性控制 1金层厚度对可焊性和腐蚀的影响 在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随后的波峰焊，由于金层很薄，在高温接触的一瞬间，金迅速与锡形成“界面合金共化物”（如A uSn、Au Sn2 、Au Sn 3等）而熔入锡中。故所形成的焊点，实际上是着落在镍表面上，并形成良好的Ni-Sn合金共化物Ni3Sn4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，防止其钝化（氧化）。因此，若金层太厚，会使进入焊锡的金量增多，一旦超过3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。 据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或很少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超过0.3μm时，镍层里发生强烈的不可控制的腐蚀。 2镍层中磷含量的影响 化学镀镍层的品质决定于磷含量的大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，一般可控制在7~9%。当镍面镀金后，因Ni-Au层Au层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，N i为负极，A u为正极，由于电子迁移产生化学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊之后发生潜伏在内的黑色镍锈，导致可焊性劣化与焊点强度不足。原因是Au面上的助焊剂或酸类物质通过孔隙渗入镍层。如果此时镍层中磷含量适当（最佳7%），情况会改善。 3镍槽液老化的影响 镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化的槽液中，阻焊膜渗出的有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，一般在金属追加量达4~5MT O时，应更换。 4 PH值的影响 过高的P H，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特公司之Aurot ech （酸性）镀镍/金体系，一般要求PH不超过 5.3，必要时可通过稀硫酸降低PH。 5稳定剂的影响 稳定剂可阻止在阻焊Cu焊垫之间的基材上析出镍。但必须注意，太多时不但减低镍的沉积速度，还会危害到镍面的可焊性。 6不适当加工工艺的影响 为了减少N i/Au所受污染，烘烤型字符印刷应安排在Ni/Au工艺之前。光固型字符油墨不宜稀释，并且也应安排
镍在世界物质文明发展中具有十分重要的作用。人类使用镍的时间可一直追溯到公元前300年左右。我国早在春秋战国时期就已经出现了含镍成分的兵器皿。古代云南产出的一种“白铜”中，就含有很高含量的镍。1751年，瑞典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。1825-----1826年间瑞典开始了镍的工业生产。当时，由于技术条件等因素的限制，镍的生产长期未得到显著的发展。直到发现将镍炼制成合金钢以后，铜镍分离技术得到了开发推广，镍工业才有了较快的发展，产量也迅速上升。1910年世界镍产量只有2.3万吨，到2002年已达到117.59万吨，镍的消费量也达到104.7万吨或更多。 （一）世界镍资源 镍的矿物资源主要有硫化镍矿和氧化镍矿，其次是储存于深海主底部的含镍锰结核。有关统计资料表明，至1990年，全世界已发现的陆地镍储量为5800严以律万吨储量基础为1.23亿吨，海洋锰结核矿的镍资源若以准边界品位估计，约有689万吨。在全世界镍储量中，硫化镍矿占30%~40%，氧化镍矿占了60%~70%。世界主要产镍国家的镍储量如表1所列。 表1 世界主要产镍国的镍矿资源 国家可靠储量/104t 估计储量/104t 新喀里多尼亚1400 1500 加拿大820 850 俄罗斯800 810 菲律宾550 570 澳大利亚520 560 古巴320 340 美国多为半生270 印度尼西亚230 250 希腊210 240 多米尼加100 120 其他450 690 合计5400 6200 注：表1中未计入海底锰结核资源和我国镍资源储量。 （二）中国镍资源 我国已探明的镍矿点有70余处，储量为800万吨，储量基础为1000万吨，在世界上占第8位。其中硫化镍矿占总储量的87%，氧化镍矿占13%。主要公布在甘肃、四川、云南、青海、新疆、陕西等15个省、自治区中，其中甘肃最多。金川镍矿矿已探明的镍储量为548万吨，占全国总储量的9.1%、7.5%、5.2%和4.5%（表2）。金川镍矿则由于具有镍金属储量集中、有价稀贵元素多等特点，为世界上同类矿床中所罕见的高品级硫化镍矿床。 表2 中国主要镍矿资源 矿山镍金属储量/104t 矿石平均品位/% 含Ni量>0.8%的硫化镍 矿
表面处理之OSP及化学镍金 14.1 前言 锡铅长期以来扮演着保护铜面，维持焊性的角色，从熔锡板到喷锡板，数十年光阴至此，碰到几个无法克服的难题，非得用替代制程不可： A. Pitch 太细造成架桥(bridging) B. 焊接面平坦要求日严 C. COB(chip on board)板大量设计使用 D. 环境污染本章就两种最常用制程OSP及化学镍金介绍之 14.2 OSP OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文称之Preflux，本章就以护铜剂称之。 14.2.1 种类及流程介绍 A. BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLE BTA是白色带淡黄无嗅之晶状细粉，在盐酸中都很安定，且不易发生氧化还原反应，能与金属形成安定化合物。ENTHON将之溶于甲醇与水溶液中出售，作铜面抗氧化剂(TARNISH AND OXIDE RESIST)，商品名为CU-55及CU-56，经CU-56处理之铜面可产生保护膜，防止裸铜迅速氧化。操作流程如表14.1。 B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作为护铜剂而开始，由日本四国化学公司首先开发之商品，于1985年申请专利，用于蚀刻阻剂(ETCHING RESIST)，但由于色呈透明检测不易，未大量使用。其后推出GLICOAT等，系由其衍生而来。 GLICOAT-SMD(E3)具以下特性： －与助焊剂相容，维持良好焊锡性 －可耐高热焊锡流程 －防止铜面氧化 操作流程如表14.2。 C. ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE 由日本三和公司开发，品名为CUCOAT A ，为一种耐湿型护铜剂。能与铜原子产生错合物 (COMPLEX COMPOUND)，防止铜面氧化，与各类锡膏皆相容，对焊锡性有正面效果。操作流程如表14.3。 D.目前市售相关产品有以下几种代表厂家： 醋酸调整系统： GLICOAT-SMD (E3) OR (F1) WPF-106A (TAMURA) ENTEK 106A (ENTHON) MEC CL-5708 (MEC) MEC CL-5800(MEC) 甲酸调整系统： SCHERCOAT CUCOAT A KESTER 大半药液为使成长速率快而升温操作，水因之蒸发快速，PH控制不易，当PH提高时会导致MIDAZOLE不溶而产生结晶，须将PH调回。一般采用醋酸(ACETIC ACID)或甲酸 (FORMIC ACID)调整。 14.2.2
1.概述 化学镍金又叫沉镍金,业界常称为无电镍金(Elestrolss Nickel Imnersion Gold又称为沉镍浸金。PCB化学镍金是指在裸铜表面上化学镀镍,然后化学浸金的一种可焊性表面涂覆工艺,它既有良好的接触导通性,具有良好的装配焊接性能,同时它还可以同其他表面涂覆工艺配合使用,随着日新日异的电子业的发展,化学镍金工艺所显现的作用越来越重要。 2.化学镍金工艺原理 2.1 化学镍金催化原理 2.1.1催化 作为化学镍金的沉积,必须在催化状态下,才能发生选择性沉积,VⅢ族元素以及Au等多金属都可以为化学镍金的催化晶体,铜原子由于不具备化学镍金沉积的催化晶种的特性,所以通过置换反应可使铜面沉积所需要的催化晶种; PCB业界大都使用PdSO 4或PdCl 2 作为化学镍前的活化剂,在活化制程中,化学镍反应如下: Pd2++Cu Cu2++Pd 2.2化学镍原理 2.2.1 在Pd(或其他催化晶体的催化作用下,Ni2+被NaH 2PO 2 还原沉积在将铜表面,当Ni沉积覆盖Pd
催化晶体时,自催化反应继续进行,直到所需的Ni层厚度 2.2.2化学反应 在催化条件下,化学反应产生的Ni沉积的同时,不但随着氢析出,而且产生H 2 的溢出 主反应:Ni2++2H 2PO 2 -+2H 2 O Ni+2HPO 3 2-+4H++H 2 副反应:4H 2PO 2 - 2HPO 3
2-+2P+2H 2 O+H 2 2.2.3 反应机理 H 2PO 2 -+H 2 O H++HPO 3 2-+2H Ni2++2H Ni+2H2 H 2PO 2 -+H H 2
一、化学镀镍溶液的成分分析 为了保证化学镀镍的质量，必须始终保持镀浴的化学成分、工艺技术参数在 最佳范围（状态），这就要求操作者经常进行镀液化学成分的分析与调整。 1.Ni2＋浓度 镀液中镍离子浓度常规测定方法是用EDTA络合滴定,紫脲酸胺为指示剂。 试剂 （1）浓氨水（密度：0.91g/ml）。 （2）紫脲酸胺指示剂（紫脲酸胺：氯化钠=1：100）。 （3）EDTA容液0.05mol，按常规标定。 分析方法： 用移液管取出10ml冷却后的化学镀镍液于250ml的锥形瓶中，并加入100ml蒸馏水、15ml浓氨水、约0.2g指示剂，用标定后的EDTA溶液滴定， 当溶液颜色由浅棕色变至紫色即为终点。 镍含量的计算： C Ni2＋= 5.87 M·V (g/L) 式中M——标准EDTA溶液的摩尔浓度； V——耗用标准EDTA溶液的毫升数。 2．还原剂浓度 次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O浓度的测定 其原理是在酸性条件下，用过量的碘氧化次磷酸钠，然后用硫代硫酸钠溶液反滴定自剩余的碘，淀粉为指示剂。 试剂 （1）盐酸1：1。 （2）碘标准溶液0.1mol按常规标定。 （3）淀粉指示剂1%。 （4）硫代硫酸钠0.1mol按常规标定。 分析方法： 用移液管量取冷却后的镀液5ml于带盖的250mL锥形瓶中；加入盐酸 25mL碘标准溶液于此锥形瓶中，加盖，置于暗处0.5h（温度不得低于25℃）； 打开瓶盖，加入1mL淀粉指示剂，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消 失为终点。 计算： C NaH2PO2·H2O = 10.6(2M1V1－M2V2) (g/L) 式中M1——标准碘溶液的摩尔浓度； V1——标准碘溶液毫升数；
1、目的： 建立FPC 化学沉镍金线的操作规范。 2、范围： 适用于赣州市深联电路有限公司的FPC 化学沉镍金线。 3、职责： 、生产部：负责日常生产操作及保持工作参数条件正常、药水的添加及药水缸的更换，执行生产过程并进行过程质量的管理, 执行设备的日常保养与维护。 、工艺部：负责生产参数、流程的界定，针对异常提供改善方法及提供相关的技术支持。 、维修部：负责生产设备的维修及维护。 、品质部：负责跟进生产过程中的品质、参数的监控，对异常产品提供质量分析和处理要求。 、化学实验室：负责日常药水分析，并发出药水指示，及时将异常分析结果知会QA、ME工程师。 4、定义： 无 5、参考文件:
竞铭公司《化镍金线和FPC 化镍金线操作工作指导书》 6、流程图： 7、内容： 、设备与物料： 7.1.1、设备： 竞铭公司FPC 化镍金线 7.1.2、物料： AR 级硫酸(50%)、除油剂、活化剂、硝酸、AR 级氨水、化学镍M/A/B/C/D 、化学金、金盐、柠檬酸、过滤棉芯 、沉Ni/Au 工艺目的，原理及各槽处理时间与滴水时间： 7.2.1、酸性脱脂：除去铜面的油污，手指印及轻微氧化，增强焊盘与水的亲和力，防止漏镀。 7.2.2、微蚀：微观粗化铜面，增加镀层间的密着性，使Cu 与各层间有良好的结合力。 7.2.3、酸浸2：除去铜面油污、氧化，为后续工序的处理创造一个好的平台。 7.2.4、预浸：除去Cu 面氧化，保护活化缸免受污染,维持活化酸度。 7.2.5、活化：在Cu 面沉上一层均匀的Pd 催化剂，使得沉Ni 能顺利进行。 其原理：Pd 2+ + Cu → Pd ↓ + Cu 2+ 7.2.6、酸浸1：洗去板面焊盘上多余的活化药水，以免渗镀。 7.2.7、化学沉镍：在Pd 的催化下，在Cu 面沉上一层均匀的Ni-P 合金层。 其原理： ① [ H 2PO 2]- + H 2O H + + [ HPO 3]2- + 2H （cat ） ② Ni 2+ + 2H （cat ） → Ni ↓+2H + ③ [ H 2PO 2]- + H （cat ）→ H 2O + OH - + P ④ [ H 2PO 2]- + H 2O → H + + [ HPO 3]2- + H 2↑ 7.2.8、化学沉Au ：通过置换反应，在Ni 上沉积一层薄薄的金，以保护Ni 免受攻击。 其原理： 2 Au （CN ）-2 + Ni → Ni 2+ + 2Au ↓+4 CN - 7.2.9、烘干：保证化学镀层免受污染，方便搬运。 、参数： 7.3.1、工艺参数： Pd （cat ）
化学镍金之镍腐蚀标准及改善 在化学沉镍金表面处理工艺中，镍层作为金层和铜层之间的过渡层，起到阻挡铜和金相互扩散的作用，同时还起到焊接基底层的作用。而镍腐蚀是化学沉镍金工艺一直以来面临的一个品质问题，镍腐蚀的存在会导致PCB的可焊性下降，造成焊点强度变差，甚至掉元器件等情况，降低了PCBA 产品的可靠性。 对于化学镍金工艺来说，其本质是一个置换反应，由于置换反应获得的金层为疏松多孔结构，且金原子体积大，在浸金反应后期，虽然金层厚度不再增加，但金原子间隙下的镍层仍然可以继续被置换。镍过度置换产生的镍离子往往积累在金层下面，被氧化后就生成黑色氧化物，这也就是所谓的黑盘（镍腐蚀）。镍氧化物浸润能力很差，因而黑盘对镍金层的可焊性会产生致命影响。 1.可焊性不良及元器件掉落现象 沉金镍腐蚀的存在会导致PCB焊盘缩锡、PTH孔孔环发黑等现象，如下图1所示。 2.镍腐蚀现象观察及评判标准 （1）焊盘表面观察 通过扫描电镜观察缩锡焊盘及发黑焊环表面的微观形貌，可观察到晶格处在大量黑色纹路，即存在镍腐蚀现象。
（2）剥金后镍层水平观察 采用无氰剥金药水将焊盘表面的金层剥离掉，观察剥金后的镍层表面形貌，可以观察到镍层表面存在大量黑点和裂纹，即为镍腐蚀。 （3）垂直切片镍层截面观察 观察镍层截面处的形貌，可以观察到连续的镍腐蚀，进一步确认该可焊性不良板存在镍腐蚀现象。 镍腐蚀标准： (1)连续性的镍腐蚀不接受； (2)镍腐蚀深度≤1/3镍厚可接受； (3)局部单点接受判定：深度≤40%镍厚且10μm范围内 点数≤2。可知图4中的镍腐蚀不可接受。 （4）镍腐蚀对IMC的影响
镍腐蚀处IMC生长不连续，导致可焊性不良，如图5所示。 3.可焊性验证 为验证焊盘可焊性不良的根本原因，现对酸洗前后的PCB焊盘进行可焊性验证，结果如图6所示。 PCB裸板直接浸锡存在上锡不良的现象；经稀盐酸清洗后，上锡饱满。稀盐酸清洗可以有效去除因镍腐蚀导致的镍面氧化层，改善了镍层的焊接性能，因此，经稀盐酸清洗后，PCB可焊性良好。 4.分析结论 存在镍腐蚀，导致焊盘不上锡；而酸洗能够活化焊盘表面并去除表面氧化物起到改善焊接效果的作用，故焊接不良焊盘酸洗后上锡饱满。
PCB化学镀镍/金工艺介绍（一） 印制电路板化学镍/金工艺是电路板表面涂覆可焊性涂层的一种。其工艺是在电路板阻焊膜工艺后在裸露铜的表面上化学镀镍，然后化学镀金。该工艺既能满足日益复杂的电路板装配焊接的要求，又比电镀镍/金工艺的成本低，更易于实现全自动化连续生产。同时更利于有效的保护导线的侧边缘。 一、化学镀镍 化学镀镍溶液的工艺配方很多，采用次磷酸二氢钠为还原剂的镀液比较普遍。其实采用化学镀镍的方法，得不到纯镍镀层，而是二元以上的镍基合金。应用最多的是以镍为基，含有一定量的磷、硼、或氮的二元合金。电路板较适合于采用以次磷酸二氢钠为还原剂的酸性镀液（得到镀层含磷量体裁衣3-14%）。 酸性化学镀镍的PH值一般在内4-6，与碱性镀液比其稳定性高，易于维护，沉积速率高。但其操作温度高。典型工艺如下：硫酸镍（NiSO4.7HO2）-----------------21克/升 次磷酸钠（NaH2PO2.H2O）--------------18-26克/升 丙酸---------------------------------2毫升/升 乳酸---------------------------------30毫升/升 稳定剂------------------------------0-1毫升/升 PH-----------------------------------4-6 温度---------------------------------80-90度C 1、镀液中各成份的作用及操作条件影响：
1．1、镍盐---硫酸镍，他的作用是提供还原为金属镍所需的Ni2+离子。但是镍盐浓度不能过高，实践结果表明，当镍盐浓度增加到一定数值时，沉积速度趋于稳定，这时PH 过高和络合剂含量不足时，还会生成氢氧化镍或亚磷酸镍沉淀，影响镀液的稳定性。 1．2、还原剂---次磷酸钠为还原剂，提供NI2+离子还原为金属镍所需的电子。浓度提高，沉积速度加快，但比例浓度过高稳定性下降。次磷酸钠在镀液中的作用主要是使Ni2+离子还原为金属镍，但也有部分H2PO2离子被还原为磷。控制不同的镀液组分及操作条件，可得到不同的含磷量（0-14%）的化学镍。其比例浓度大于20g/L时沉积速度不再增加，过量添加所得镀层粗糙无光泽，甚至会生成镍粉，使镀液很分解失效。 1．3、络合剂---作用是使Ni2+离子生成稳定络合物，以防止氢氧化镍或亚磷酸镍沉淀的生成。同时可使结晶细致光亮。 1．4、缓冲剂---因为沉积速率、镀层质量、的稳定性与PH 值有很大关系。因此需加入适量的缓冲剂，使镀液的PH值稳定在工艺所需的范围内。 1．5、稳定剂---在化学镀过程中，由于各种原因，常常在镀液中产生一些细小的金属镍的颗粒，这些金属镍微粒的表面做为众多的催化中心将加速镀液的分解。在实践中发现，加入一些稳定剂，它们能吸附在NI微粒的表面，以防止防止镀液的自分解，加入量极少，若添加过量将会大大降低沉积速度。 1．6、加速剂---为了提高沉积速度，加些加速剂，这些加速剂