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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。
化学镍金工艺原理化学镍金是一种将镍和金蒸发到同一个物质表面上的技术。
这种技术通常用于制造电子元器件和其他精密器件，因为镍和金具有良好的电学性能和较低的腐蚀率。
化学镍金工艺的原理是使用一种叫做热解的技术，将镍和金的氧化物转化为游离金属。
首先，将镍和金的氧化物混合在一起，然后在高温下加热，使氧化物解离出金属。
随后，将游离金属沉积在所需要的表面上，最后将表面冷却，使金属固化。
镍金合金具有良好的电学性能，因此广泛应用于电子元器件中。
例如，它常用于制造芯片上的金手指和连接器，以及用于制造电路板的金贴片。
此外，镍金合金还可用于制造医疗器械，因为它具有较低的腐蚀率和耐磨性。
尽管化学镍金工艺具有许多优点，但它也存在一些局限性。
例如，由于镍和金的氧化物需要在高温下加热才能解离出金属，因此无法在温度敏感的器件上使用。
另外，在化学镍金工艺中，还存在另一个潜在的问题是金属沉积不均匀。
这是因为在高温加热过程中，金属氧化物中的金原子会比镍原子更容易解离出来，导致镍金合金中镍的浓度较低。
因此，在制造镍金器件时，需要对镍金合金的组成进行严格控制，以确保合金的性能和稳定性。
总之，化学镍金是一种有效的技术，用于在电子元器件和其他精密器件上制造镍金层。
尽管存在一些局限性，但通过正确的操作和控制，可以使用化学镍金工艺制造出性能优良、稳定可靠的镍金器件。
除了化学镍金工艺，还有另一种称为电镀镍金的技术。
这种技术的原理是使用电流将镍和金的溶液中的金属离子转移到所需要的表面上，使金属沉积在表面上形成膜层。
与化学镍金工艺相比，电镀镍金具有一些明显的优势。
首先，它可以在低温下进行，因此适用于温度敏感的器件。
其次，电镀镍金可以得到更加均匀的金属沉积，因为可以通过调节电流的强度来控制金属离子的转移速率。
然而，电镀镍金也有一些局限性。
首先，它只能用于沉积较薄的金属膜层，因为随着膜层厚度的增加，金属离子的转移速率会减慢。
其次，电镀镍金过程中存在电阻焊接的风险，因此需要进行特殊的控制。
化学镀镍金相组织化学镀镍是一种通过化学反应在物体表面形成一层镍的工艺。
镀镍能够在物体表面形成一层致密、均匀、光滑的镀层，不仅可以提高物体的外观质量，还能够增加其耐腐蚀性能，延长使用寿命。
因此，化学镀镍在工业生产中得到了广泛应用。
在进行化学镀镍时，通常会选择一种合适的镀液。
镀液是由一定比例的金属盐和一些辅助剂组成的溶液。
其中金属盐中的镍离子是镀液中主要的活性物质，而辅助剂则起到调节镀液性质、提高镀层质量的作用。
在化学镀镍的过程中，首先需要进行表面处理。
常见的表面处理方法有除油、除锈、酸洗等。
这些处理能够清除物体表面的杂质和氧化层，为镀层的形成提供良好的基础。
接下来是镀液的配制和调整。
根据具体的镀液配方，将金属盐和辅助剂按照一定比例加入到溶剂中，并进行搅拌和调整pH值，使得镀液的性质满足要求。
镀液的性质对镀层的质量和外观有重要影响，因此需要进行精确的调控。
在镀液调整完成后，需要将待镀物体浸入镀液中进行镀镍。
在镀液中，镍离子会与物体表面的金属离子发生还原反应，从而形成镀层。
这个过程是通过在物体表面施加电流来实现的，通常称为电化学还原。
在电化学还原的过程中，镍离子会在物体表面还原成金属镍，并沉积在物体表面。
镀层的形成速度和厚度可以通过控制电流密度、镀液成分和温度等参数来调节。
同时，镀液中的辅助剂也会对镀层的形貌和性能产生影响。
镀层形成后，需要对镀层进行后处理。
常见的后处理方法有水洗、除膜、抛光等。
这些处理能够清洗掉镀液中的残留物和杂质，并改善镀层的外观和质量。
化学镀镍的金相组织是指镀层的组织结构和相成分。
镀层的金相组织主要由金属镍和一些合金元素组成，其中合金元素的含量和分布对镀层的性能起着重要影响。
金相分析是一种常用的表征镀层金相组织的方法，可以通过显微镜观察、化学分析和X射线衍射等技术手段来得到镀层的组织结构信息。
化学镀镍的金相组织可以分为均匀单相结构和复杂多相结构。
均匀单相结构的镀层具有致密、均匀的特点，表面光洁度高。
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。
