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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。
化学镍金基础知识目录一、内容概述 (2)1.1 定义与特点 (3)1.2 应用领域 (4)1.3 发展简史 (5)二、化学镍金基本原理 (6)2.1 镍的化学生产原理 (7)2.2 金的化学生产原理 (8)2.3 化学镍金的反应过程 (9)三、化学镍金的工艺流程 (10)3.1 原料准备与处理 (11)3.2 化学反应过程控制 (12)3.3 产品分离与纯化 (14)3.4 产品质量检测与评估 (16)四、化学镍金的材料与技术 (17)4.1 镍的化合物与材料 (17)4.2 金的化合物与材料 (19)4.3 化学反应设备与工艺装置 (20)4.4 安全防护措施与环保要求 (22)五、化学镍金的性质与应用 (23)5.1 镍的性质与应用领域 (25)5.2 金的性质与应用领域 (26)5.3 化学镍金的应用实例分析 (27)六、化学镍金的实验方法与操作技巧 (28)6.1 实验设计与准备 (29)6.2 实验操作规范与注意事项 (30)6.3 数据记录与分析方法 (31)6.4 实验总结与改进建议 (33)七、化学镍金的前景与挑战 (34)7.1 发展前景展望 (34)7.2 面临的挑战与问题 (36)7.3 技术创新与产业升级建议 (37)一、内容概述化学镍金概念介绍：首先介绍了化学镍金的概念，以及其作为一种重要的表面处理技术，在现代工业和科技领域中的广泛应用。
化学镍金是通过化学反应在金属表面形成一层具有优异性能的镍金涂层的过程。
该涂层具有高导电性、良好的耐腐蚀性以及出色的耐磨性能等特点。
化学镍金的基本原理：详细阐述了化学镍金的基本原理，包括化学镀镍和电镀金的原理。
化学镀镍是通过化学反应在金属表面形成一层均匀且致密的镍涂层，而电镀金则是在已形成的镍涂层上通过电解方式沉积一层薄金层。
这些原理是化学镍金技术的基础，对于理解其工艺过程和应用具有重要意义。
化学镍金的工艺过程：介绍了化学镍金的工艺过程，包括表面处理、化学镀镍、电镀金等步骤。
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PdSO4或PdCl2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NaH2PO2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++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2副反应:4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H22.2.3 反应机理H2PO2-+H2O H++HPO32-+2HNi2++2H Ni+2H2 H2PO2-+H H2O+OH-+PH 2PO2-+H2O H++HPO32-+H22.2.4作用化学镍的厚度一般控制在3-5um,其作用同金手指电镍一样不但对铜面进行有效保护,防止铜的迁移,而且备一定硬度和耐磨性能,同时拥有良好的平整度,在镀镍浸金保护后,不但可以取代拔插频繁的金手指用途(如电脑的内存条,同时还可避免金手指附近的导电处斜边时所遗留裸铜切口2.3 浸金原理2.3.1浸金是指在活性镍表面,通过化学置换反应沉积薄金化应式:2Au(CH2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-2.3.2 作用浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um,其对镍面有良好的保护作用,而且具备很好的接触导通性能,很多需按键接触的电子器械(如手机、电子字典都采用化学浸金来保护镍面3.化学Ni/Au的工艺流程3.1 工艺流程简介作为化学镍金流程,只要具备6个工作站就可满足生产要求3-7分钟 1-2分钟 0.5-4.5分钟 2-6分钟除油微蚀活化预浸沉Au沉Ni20-30分钟 7-11分钟3.2 工艺控制3.2.1除油缸一般情况下,PCB沉镍金采用酸性除油剂处理制板,其作用在于除掉铜面的轻度油脂及氧化物,达到清洁及增加湿润效果的目的,它应当具备不伤SOiderMask(绿油以及低泡型易水洗的特点。
化镍金简介化学镍金工艺具有高度的平整性、均匀性、可焊性或耐腐蚀性等，正日益受到广大客户的青睐，本文就实际生产中遇到一些常见品质问题的原因及对策进行探讨。
一、前言化学镍金（ENIG）也叫化学浸金、浸镍或无电镍金，线路板化学镍一般P 含量控制在7～9%（中磷），化学镍磷含量分为低磷（亚光型）、中磷（半光型）及高磷（光亮型），磷含量越高抗酸腐蚀性越强。
化学镍分为铜上化镍、铜上化镍金和上化镍钯金工艺。
化镍常见问题有“黑垫”（常称为黑盘，镍层被腐蚀呈灰色或黑色不利于可焊性）或者“泥裂”（破裂）。
化学金分为薄金（置换金，厚度1～5u〃）及厚金（还原性金，沉金厚度可以达25微英寸以上且金面不发红）。
我司主要生产化学薄金。
二、工艺流程前处理（刷磨及喷砂）→酸性除油剂→双水洗→微蚀（过硫酸钠硫酸）→双水洗→预浸（硫酸）→活化（Pd触媒）→纯水洗→酸洗（硫酸）→纯水洗→化学镍（Ni/P）→纯水洗→化学金→回收水洗→纯水洗→过纯热水洗烘干机。
三、工艺控制1. 除油缸PCB化镍金通常采用的是酸性除油剂作前处理，其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增加润湿效果的目的，不伤油墨低泡有机酸型易清洗板面。
2. 微蚀缸（SPS+H2SO4）微蚀的目的在于去除铜面氧化层及前工序遗留残渣，保持铜面新鲜及增加化学镍层的密着性，常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液（Na2S2O8：80～120g/L；硫酸：20～30ml/L）。
由于铜离子对微蚀速率影响较大（铜离子越高会加速铜面氧化，如水洗不充足易污染下一道药水槽，铜离子的浓度控制是根据所生产品质要求而定，以保证微蚀深度在0.5～1.0μm，换缸时往往保留1/5缸母液（旧液），以保持一定的铜离子浓度。
3. 预浸缸预浸缸只是维持活化缸的酸度以及使铜面在新鲜状态（无氧化物）下进入活化缸，硫酸钯预浸缸采用硫酸（H2SO4）作预浸剂，其浓度与活化缸一致。
4. 活化缸活化的作用是在铜面析出一层钯（Pd），作为化学镍起始反应之催化晶核。
化學鎳金講座化學鎳金講座1．概述化學鎳金又叫沉鎳金，業界常稱為無電鎳金（Elestrolss Nickel Imnersion Gold）又稱為沉鎳浸金。
PCB 化學鎳金是指在裸銅表面上化學鍍鎳，然後化學浸金的一種可焊性表面塗覆工藝，它既有良好的接觸導通性，具有良好的裝配焊接性能，同時它還可以同其他表面塗覆工藝配合使用，隨著日新日異的電子業的發展，化學鎳金工藝所顯現的作用越來越重要。
2．化學鎳金工藝原理2.1 化學鎳金催化原理2.1.1催化作為化學鎳金的沉積，必須在催化狀態下，才能發生選擇性沉積，VⅢ族元素以及Au等多金屬都可以為化學鎳金的催化晶體，銅原子由於不具備化學鎳金沉積的催化晶種的特性，所以通過置換反應可使銅面沉積所需要的催化晶種；PCB業界大都使用PdSO4或PdCl2作為化學鎳前的活化劑，在活化制程中，化學鎳反應如下：Pd2++Cu Cu2++Pd2.2化學鎳原理2.2.1 在Pd（或其他催化晶體）的催化作用下，Ni2+被NaH2PO2還原沉積在將銅表面，當Ni沉積覆蓋Pd催化晶體時，自催化反應繼續進行，直到所需的Ni層厚度2.2.2化學反應在催化條件下，化學反應產生的Ni沉積的同時，不但隨著氫析出，而且產生H2的溢出主反應：Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2副反應：4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H22.2.3 反應機理H2PO2-+H2O H++HPO32-+2HNi2++2H Ni+2H2H2PO2-+H H2O+OH-+PH2PO2-+H2O H++HPO32-+H22.2.4作用化學鎳的厚度一般控制在3-5um，其作用同金手指電鎳一樣不但對銅面進行有效保護，防止銅的遷移，而且備一定硬度和耐磨性能，同時擁有良好的平整度，在鍍鎳浸金保護後，不但可以取代拔插頻繁的金手指用途（如電腦的記憶體條）,同時還可避免金手指附近的導電處斜邊時所遺留裸銅切口2.3 浸金原理2.3.1浸金是指在活性鎳表面,通過化學置換反應沉積薄金化應式：2Au（CH）2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-2.3.2 作用浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um，其對鎳面有良好的保護作用，而且具備很好的接觸導通性能，很多需按鍵接觸的電子器械(如手機、電子字典)都採用化學浸金來保護鎳面3．化學Ni／Au的工藝流程3.1 工藝流程簡介作為化學鎳金流程，只要具備6個工作站就可滿足生產要求3-7分鐘 1-2分鐘 0.5-4.5分鐘 2-6分鐘除油微蝕活化預浸沉Au沉Ni20-30分鐘 7-11分鐘3.2 工藝控制3.2.1除油缸一般情況下，PCB沉鎳金採用酸性除油劑處理制板，其作用在於除掉銅面的輕度油脂及氧化物，達到清潔及增加濕潤效果的目的，它應當具備不傷SOiderMask(綠油）以及低泡型易水洗的特點。
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2 OSPOSP是Organic Solderability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux，本章就以护铜剂称之。
2.1 种类及流程介绍A. BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLEBTA是白色带淡黄无嗅之晶状细粉，在酸碱中都很安定，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ALKYLIMIDAZ OLE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：－与助焊剂兼容，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，与各类锡膏皆兼容，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 AKESTER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。
