化学镍金黑盘分析报告
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镍腐蚀的影响因素与改善方法探讨孟昭光【摘要】镍腐蚀是指发生在化学镍金的化镍、沉金过程中发生的金对镍的攻击过度造成局部位置或整体位置镍腐蚀的现象,严重者则导致“黑盘”的出现,严重影响PCB的可靠性。
报告通过评估分析镍腐蚀影响的因素,提出相应的改善方法,改善流程的稳定性。
%Nickel corrosion is occurring in the chemical nickel gold ofen in the process of nickel, heavy gold to nickel against excessive partial or whole location nickel corrosion phenomenon. In serious conditions, it will lead to the emergence of the "black PAD", the serious infiuence on the reliability of the PCB. This report assessed through the analysis of the influence of nickel corrosion factors, put forward the corresponding improvement method, and improved the stability of the process.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P32-36)【关键词】镍腐蚀;化镍;浸金;磷含量;NO3-离子;CI-离子;Cu2+离子【作者】孟昭光【作者单位】东莞五株电子科技有限公司,广东东莞 523290【正文语种】中文【中图分类】TN41沉金表面处理原理是镍溶解与金沉积同时发生化学置换反应,如果镍层结晶太快,镍层晶格大,晶格间的空隙就多而大,在金缸中进行金沉积时,对其攻击就严重;另外,当Ni层界面被金层密封而无镍可溶时,则金层的沉积亦将停止,但由于金层疏孔极多,在并不密实的结构下镍层仍可缓慢进行反应,金水继续攻击镍层,造成局部镍层表面及镍层结晶沟壑中过度氧化,沉上金层后,金层与镍层之间产生的一些氧化物,继续恶化之后形成黑垫;焊接时,镍层表面黑垫无法与焊料形成良好的IMC(界面合金共化物),从而使焊点强度低,造成虚焊或上锡不良。
短兵相接实战场Cow /ne «z £«c 〇M M (erec /印制电路信息2020 No .10图1 ENIG 的活化液变黑因果图化学镀镍金中活化药水变黑分析吴振龙张亚(珠海方正科技多层电路板有限公司-F 7交付中心,广东珠海519175)i k中图分类号:TN 41 文献标识码:A 文章编号:1009-0096 ( 2020 ) 10-0064-03An investigation of blacken of ENIG activatorW u Zhenlong Zhang Y ai 问题提出近年来,印制电路板(PCB )进一步趋于轻薄小型化。
为了应对这一需求,线路图形也越来越趋于精 细化,对于表面处理工艺,化学镀镍金(ENIG )的表面处理工艺集镀层均匀性高、可焊接、可打线、可散 热等功能于一身,因而应用广泛。
ENIG 其原理是基于活化药水中的Pd 2+离子与PCB 上的铜面发生置换反应,在待沉镍金的铜面上置换上一层薄薄的钯金属,并借助于金属钯的催化能力作为催化剂催化镍离子与次磷酸盐的还原反应的进行,从 而在铜面上还原上一层Ni -P 合金层(3 (im ~8 (am ),最后在金缸药水中利用金属镍的金属活性与Au +发生置 换反应,在镍层上置换上一层金。
ENIG 工艺是利用活化药水中的Pd 2+离子催化镍层的氧化还原反应进行,在生产过程中,活化药水开缸后随着生产产量的增加,并且在8小时内活化药水发生变黑的明显变化。
实际生产中活化液变黑虽未造成 严重的品质问题,但活化药水变色存在的风险无法预测,极大可能导致漏镀、渗金等重大品质异常。
2原因分析见鱼骨图见图1所示,原因排查表见图2所示。
物料设备操作板子绿油析出活化变黑印制电路信息2020No.10短兵相接实战场类期不良因子搏査方案样査结果结论开缸加镥药水由药水供应商重新开活化药水变黑排除操作过程补加异常堆加分析頻率.分析补加变黑排除保养不彻底活化缸用微蚀液+盐酸硝缸变黑播除槽体污染用顸浸缸、活化缸同时幵活化对比.预浸缸生产.预浸缸变色变黑排除冷却系统拆除冷却系统变黑排除设备排水阀滿水更换新排水阀变黑排除挂篮污染挂篮上铢.镩层泡活化药水变黑可疑因子加热器破损更换新加热器变黑排除温控异常更换新溫控.增加溫度监控頻车变黑排除板子绿油析出活化药水浸泡板子不变黑排除物料活化药水过期更换最新批次药水变黑排除活化水质购买纯净水开缸、补加变黑排除胶带析出活化药水浸泡红胶带变黑可疑因子温度过高降低活化溫度25*0变黑排除方法酸度过髙对比变色活化PH0.73.新开缸pHO.95/排除铜离子含量偏高铜离子管控矣0.01%.变色活化 0.0028%/排除溫度过高降低活化溫度25*C变黑排除方法酸度过高对比变色活化PH0.73.新开缸pHO.95/排除铜离子含量偏高铜离子管控矣0.01% .变色活化 0.0028%/排除环境药水带入烧杯试验:活化药水中交叉加入除油、微蚀、镍缸药水活化中加入镍缸药水.变黑可疑因子顶拥滴落异物濞洁顶拥后重新开缸变黑排除图2 ENIG的活化液变黑原因排查3要因验证3.1要因1验证经过以上排查结果,挂篮污染上镍与镍缸药水带是同一因素所导致,即活化药水中镍离子含量上升导 致。
镍行业分析报告镍行业分析报告一、定义镍是一种乌黑色、具有光泽的金属元素,是一种重要的工业原材料。
镍主要有六个同位素,其中镍-58、镍-60、镍-61、镍-62是稳定同位素,其它是放射性同位素。
镍是一种有价金属,广泛应用于不锈钢、合金、电池、催化剂等行业。
镍行业是一个主要涉及镍采矿、冶炼、加工、销售及相关配套产业的产业链。
二、分类特点根据镍的用途,镍行业可以分为不锈钢、合金、电池等细分市场。
不锈钢和合金是镍行业的主要消费市场,其中不锈钢是最大的市场。
目前,全球镍生产国已经量产而出,处于一种市场供应状态。
镍行业的特点是成本高、盈利周期较长,其竞争态势取决于市场需求以及采矿和冶炼企业的生产能力。
三、产业链镍行业的产业链包括镍矿采矿、矿石选矿、矿石冶炼、合金生产、制品加工等环节。
具体来说,镍是从镍矿中提取出来的,然后经过选矿、冶炼、制品加工等环节加工成不锈钢、合金、电池等产品,不锈钢和合金是镍行业产业链中的主要环节。
四、发展历程上世纪70年代至80年代初,国际镍市场供应过剩,镍价格持续下跌,国内外镍企业普遍亏损,镍行业的运营较为困难。
1990年代,随着国际贸易自由化的推进和中国快速工业化的到来,镍行业得到了迅速发展。
2011年之后,由于全球经济增速放缓,国内镍市场价格下跌,导致国内镍行业的运营状况下降。
五、行业政策文件及其主要内容近年来,中国政府对于镍行业的政策,主要体现在行业发展报告、产业规划、税收优惠政策以及金属采矿许可等方面。
其中,最重要的政策文件是《中国五金矿产资源政策》(2016年)和《关于推动镍产业高质量发展的意见》(2020年)。
这些政策文件主要涉及促进镍行业升级改造、挖掘镍资源、加强政策扶持等方面。
六、经济环境中国镍行业处于国际和国内经济环境复杂的背景下。
目前,全球镍市场中,印尼是最大的镍供应国,但在印尼政府出台的禁止出口矿石政策下,印尼镍资源市场不稳定。
此外,国家和地区的出口政策、进口政策以及经济制约因素等也影响着镍行业的发展。
化学镍钯金ENEPIG表面处理工艺研究I化学镍钯金 ENEPG 表面处理工艺研究东莞生益电子有限公司纪成光,陈立宇,袁继旺,王燕梅摘要:本文采用SEM、EDX、WettingBalance、拔/撞锡球和打金线WireBonding 测试等分析手段,比较研究了四家化学镍钯金药水表面处理焊盘的焊接可靠性,同时比较研究了化学镍钯金表面处理相对化学镍金表面处理可有效防止黑盘 BlackPad 缺陷引起的连接可靠性问题。
关键词:化学镍钯金;化学镍金;表面处理;焊接可靠性onENEPl GSurfaceTreatmentTechnoIStudy ogyElectronics YanmeiLtd.jIDongguanShengyi Chengguang,CHENLiyu,YUANJiwang,WANGof fourAbstract:Thereliabilitiestreated kindsofENEPIG medicinewelding pad by liquidwerestudied andbyusingSEM,EDX,wettingbalance,ballpull/ballshear,wirebondingother methodsinthis differencesof reliabi1itiesinENEPIGanalytical paper.The weldingsurfacetreatmentandENIGsurfacetreatmentwerecontrastedandstudied.Theresultsshowedsurface surfacethat withENIG treatmentcancompared treatment,ENEPIG effectivelypreventissuescausedthedefectofBlackPad.jointreliability byreliabiliKeywords ENEPIG:ENIG:Surfacetreatment:Weldingty前言是铜导体,须进行表面涂覆处理以保护连接盘铜面不被污染和氧化,保证元器件焊接可好且接触电阻低等优越性能,被广泛应用于精密电子产品的印刷电路板的表面处理和微电子芯片与电路板的封装技术中,如手机板、计算机按键、屏蔽器、打金线板等高可靠性产品。
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法摘要:本文主要介绍如何采用快速的方式检测PCB 沉镍金表面处理工艺是否存在有“黑焊盘”的现象,以便及时的发现、解决问题,避免系统性问题发生。
关键词:沉镍金黑焊盘检测一、前言:化学沉镍金以其在多次回流焊、波峰焊中表现出来的优良的平整性、可焊性得到了广泛的运用及发展。
然而,随着化学沉镍金这种特定的表面处理技术的采用,“黑焊盘”的现象也开始逐渐为大家所认识,黑焊盘这种缺陷体现为贴装后焊点处下伸灰色或黑色的镍层表面。
通过过去众多的实际生产中对于“黑焊盘”现象的研究,业界对此缺陷的产生原理已经有了一个比较清晰的认识。
业界已普遍接受化学沉镍层中的磷含量对于镍层的抗腐蚀性能和可焊性有重大影响,当镍层中磷的含量较高时,镍层的抗腐蚀能力增强,但在贴装过程中引起的焊接结合部分合金层的磷产生富集,会导致该部分焊料与镍层所形成的内金属层变脆;当镍层中磷含量较低时,其抗蚀能力降低,在之后的浸金过程中,在金缸酸性的溶液的攻击下,表面大量的镍金属溶于浸金溶液,导致镍层表面磷含量相对才增高,在正常的沉积的镍磷含量合金层与薄金层之间形成一层薄薄的高磷含量合金层,在焊接过程中,表面薄金层迅速溶解于焊料当中,露出低可焊性的高磷镍表面,最终呈现表面不上锡或镍面发黑,这就是所谓的“黑焊盘”现象。
二、检测方法:方法一:先利用氰化物去除表面的沉金层,然后在放大镜或电子扫描显微镜(SEM )下观察镍层受腐蚀的情况;优点:比较直观的观察到镍层的结构及腐蚀情况;缺点:氰化物去除表面的沉金层的时间需要控制得比较恰当,要不会腐蚀到镍层,造成假象的镍层腐蚀图片:方法二:将样品制作成观察切片中镍层颗粒沉积层的晶体是否存在“齿型”的纵向腐蚀的情况;优点:不受外来因素的影响,能明确的确认镍层腐蚀的深度及辐射面;缺点:需要SEM 测试仪图片:方法三:采用高浓度的强酸性溶液,如:硫酸、盐酸或硝酸模拟沉金过程中的腐蚀作用,较多使用的是硝酸法。
有色金属行业镍市场分析报告镍是一种重要的有色金属,广泛应用于电子、汽车、航空航天等行业。
而镍市场的发展受到多种因素的影响,如供需关系、经济状况、政策法规等。
本文通过对镍市场的分析,从供需、价格、进出口等方面来了解镍市场的现状和趋势。
首先,从供需关系来看,镍的需求持续增长。
随着电子行业的快速发展和新能源汽车的兴起,对镍的需求不断增加。
此外,镍也被广泛应用于不锈钢、合金等行业,这些行业的发展也推动了对镍的需求。
然而,供应方面存在一定的不确定性。
目前,全球镍资源主要集中在几个国家,而其中一些国家存在政治和地质风险。
因此,供应压力可能会对镍市场造成一定的影响。
其次,镍市场的价格波动较大。
镍的价格与供需关系密切相关。
随着需求的增加,价格可能上涨;而供应紧张或政策调控可能导致价格下跌。
值得注意的是,镍市场的价格波动性较大,投资者需要注意市场风险。
此外,全球经济状况和货币政策也会对镍价格产生影响。
经济低迷可能导致需求下降,从而影响镍的价格。
进出口方面,中国是世界上最大的镍消费国和进口国。
随着中国经济的快速发展,对镍的需求不断增加。
然而,中国的镍资源相对较少,依赖进口来满足国内需求。
因此,进口量对镍市场的影响较大。
此外,全球镍产业的格局也在发生变化。
近年来,印尼等国家的镍产量逐渐增加,这也改变了全球镍市场的供需关系和格局。
综上所述,镍市场面临着供需关系、价格波动和进出口等多重因素的影响。
在需求增加的同时,供应压力也存在一定的不确定性。
此外,价格的波动性较大,投资者需要注意市场风险。
对于中国来说,进口是满足国内需求的主要方式,因此进口量对镍市场的影响较大。
展望未来,随着新能源汽车产业的快速发展和全球经济的复苏,镍市场有望保持稳定增长。
然而,投资者需要密切关注全球经济形势和政策变化,以及供应和需求的变化,以制定正确的投资策略。
供需关系持续走强是镍市场的一个重要特征。
随着电子行业的持续蓬勃发展,对镍的需求呈现高速增长的态势。
化学镀镍金及其温度的影响核心提示:近年来,随着电子技术飞速发展,电子设备的线路设计越来越复杂,对印刷电路板设计提出了新的挑战。
复杂印制板要求其最后的表面处理工艺具有更多功能,平整性要求也越来越高。
早先的表面处理方法通过图形电镀法产生锡铅抗蚀镀层,后来出现SMO BC掩蔽技术和热风整平工艺。
随着更加精细的SMT、BGA等表面贴装技术的发展和PCB制作无铅化的要求,产生了化学镀镍金、电镀镍金、有机可焊性保护膜(OSP)、电镀铅锡、化学镀银、化学镀锡等表面处理方法[1]。
化学镀镍金(ENIG)作为线路板最终表面处理,在过去几年里,以其在多次回流焊、波峰焊中表现出的优良平整度和可焊性,已广泛用于移动电话、医疗器械、计算机、汽车电子设备等诸多电子行业。
化学镀镍金分散性好,无论孔内、孔外还是通孔、盲孔,都可以获得较均匀的镀层[2],且镀层有优良的抗变色性、耐磨性、钎焊性和键合功能,可满足多种组装的要求。
虽然化学镀镍金工艺技术经过多年的发展,目前已相当成熟,但从国内外相关报道来看,仍然存在温度、添加剂加入量等控制较困难的问题。
本文主要深入探讨化学镀镍金工艺中温度对整个工艺过程及镀金品质的影响,以期找到合适的解决方案。
2化学镀镍金工艺流程及控制2.1工艺流程化学镀镍金的工艺流程如图l所示l3-51:图1工艺流程图V=C.K(2)其中C为常数。
结合式(1)和(2)有:lgv=lgA`一Ea/2.303RT(3)其中lgA`=lgA+lgC。
在特定区间内,化学镀速与镀液的温度成指数关系,温度升高l℃,镀速增加5%~7%[13]。
化学镀镍的速率一般控制在20~25μm/h[14],镀槽温度88℃被认为是镍沉积的最佳温度。
当温度低于85℃时,金属解离能量低,镀速低,镀层不连续;而温度高于90℃时,沉积过程会不受控制,镀液变得不稳定[l5]。
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。