化学镍金解读
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
化学镀镍/金可焊性控制(时间:2006-5-18 11:34:36 共有 874 人次浏览) [信息来源:电子生产设备网信息中心]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AuSn、AuSn2 、AuSn 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,Ni为负极,Au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4~5MTO 时,应更换。
4 PH值的影响过高的PH,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Aurotech (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。
化学镍金讲座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。
一、工艺简介沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色稳定,光亮度好,镀层平整,可焊性良好的镍金镀层。
基本可分为四个阶段:前处理(除油,微蚀,活化、后浸),沉镍,沉金,后处理(废金水洗,DI水洗,烘干)。
二、前处理沉金前处理一般有以下几个步骤:除油(30%AD-482),微蚀(60g/InaPS,2%H2SO4),活化(10%Act-354-2),后浸(1%H2S04)。
以除去铜面氧化物,并在铜面沉钯,以作沉镍活化中心。
其中某个环节处理不好,将会影响随后的沉镍和沉金,并导致批量性的报废。
生产过程中,各种药水必须定期分析和补加,控制在要求范围内。
较重要的比如:微蚀速率应控制在“25U—40U”,活化药水铜含量大于800PPM时必须开新缸,药水缸的清洁保养对联PCB的品质影响也较大,除油缸,微蚀缸,后浸缸应每周换缸,各水洗缸也应每周清洗。
三、沉镍沉镍药水的主要成分为Ni2+(5.1-5.8g/1)和还原剂次磷酸钠(25-30g/1)以及稳定剂,由于化学镍对药水成分范围要求比较严格,在生产过程中必须每班分析化验两次,并依生产板的裸铜面积或经验补加Ni2还原剂,补加料时,应遵循少量,分散多次补料的原则,以防止局部镀液反应剧烈,导致镀液加速老化,PH值,镀液温度对镍厚影响比较大,镍药水温度抄袭控制在85℃-90℃。
PH在5.3-5.7,镍缸不生产时,应将镍缸温度降低至70℃左右,以减缓镀液老化,化学镍镀液对杂质比较敏感,很多化学成分对化学镍有害,可分为以下几类:抑制剂:包括Pb.Sn..Hg.Ti.Bi(低熔点的重金属),有机杂质包括S2,硝酸及阴离子润湿剂。
所有这些物质都会降低活性,导致化学镀速度降低并漏镀,严惩时,会导致化学镀镍工艺完全停止。
有机杂质:包括:除以上所提到的有机的稳定剂以外,还有塑料剂以及来自于设备和焊锡的杂质。
尽管可通过连续镀清除一部分杂质,但不能完全清除。
不稳定剂:包括Pd和少量的铜,这两种成分造在化学镍不稳定,使镀层粗糙,而且过多地镀在槽壁及加热器上。
化学镍金Electroless Nickel/Immersion Gold,简写为ENIG,又称化镍金、沉镍金或者无电镍金,化学镍金是通过化学反应在铜的表面置换钯再在钯核的基础上化学镀上一层镍磷合金层,然后再通过置换反应在镍的表面镀上一层金。
化学镍金的主要用途化学镍金主要用于电路板的表面处理.用来防止电路板表面的铜被氧化或腐蚀.并且用于焊接及应用于接触(例如按键,内存条上的金手指等)化学镍金在电路板加工中的主要流程 1 化镍金前处理采用设备主要是磨板机或喷砂机或共用机型,(使用机型较多)主要作用:去除铜表面的氧化物和糙化铜表面从而增加镍和金的附着力2 化镍金生产线采用垂直生产线,主要经过的流程有:进板→除油→三水洗→酸洗→双水洗→微蚀→双水洗→预浸→活化→双水洗→化学镍→双水洗→化学金→金回收→双水洗→出板(建议使用广东达志环保科技股份有限公司的DZ-80X产品)3 化镍金后处理采用设备主要是水平清洗机(多数使用品牌宇宙)。
工艺控制 1 除油缸一般情况﹐PCB沉镍金采用酸性除油剂来处理制板﹐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。
它应当具备不伤Soider Mask(绿油)﹐低泡型易水洗的特点。
除油缸之后通常为二级市水洗﹐如果水压不稳定或经常变化﹐则将逆流水洗设计为三及市水洗更佳。
2 微蚀缸微蚀的目的在于清洁铜面氧化及前工序遗留残渣﹐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﹕20~50ml/L沉镍金生产也有使用硫酸双氧水或酸性过硫酸钾微蚀液来进行的。
由于铜离子对微蚀速率影响较大﹐通常须将铜离子的浓度控制有5~25g/L﹐以保证微蚀速率处于0.5~1.5μm﹐生产过程中﹐换缸时往往保留1/5~1/3缸母液(旧液)﹐以保持一定的铜离子浓度﹐也有使用少量氯离子加强微蚀效果。
另外﹐由于带出的微蚀残液﹐会导致铜面在水洗过程中迅速氧化﹐所以微蚀后水质和流量以及浸泡时间都须特别考虑。