镀镍溶液故障的处理
镀镍溶液故障的处理
电镀生产中应的工艺，现代镀镍的种类多，从镀法状况来说，暗镍、半光亮镍、高硫镍、光亮镍和镍封闭等多层镍体系。但由于目前光亮镍应用较广，所以在这里以光亮镀镍作为重点，叙述光亮镀镍液故障，广东达志化工的光亮镀镍液成分及操作条件列于表1。
一、镀液成分失调的影响和纠正
1.硫酸镍
在光亮镀镍认中，硫酸镍含量低，镀层的光亮度和整平性差，含量过低会使零件的深凹处（即低电流密度处）镀层不光亮，硫酸镍含量（吊镀）一般不低于250克/升，发现硫酸镍含量降低，应找出含量降低的原因，例如阳极面积太小，导致阳极电流密度太大而且使用旭极钝化，镍阳极不溶解而造成镍含量降低，那可能是镀液中阳极活化剂太少了，应提高氯化物的含量，促进阳极溶解。
硫酸镍含量高，镀层的光亮底和整平性好，阴极电流密度上限和阴极电流效率高，觉积速度快，但是含量过高，会使镀层粗糙，所以硫酸镍的含量，一般不要超过350克/升。在镍阳极面积较大胆特别是镍阳极装入钛篮的情况下，镍含量常有上升的趋势，出现这类现象时，镀液中氯化物含量应适当降低，抑制镍阳极的溶解。
2.氯化物
氯化物可以促进阳极溶解，含量太少会使阳极钝化，从而使镀层发雾，光亮度下降。电镀时阳极是否钝化，可从下列现象进行判断。
（1）液中镍含量和PH值逐渐降低是阳极镍化
（2）阳极表面呈褐色是阳极钝的一现象，由于阳极纯化后，表面上生成了褐色的
（3）电压比正常的高，一般大于6V。这是由于阳极钝化后，阳极电位变正的缘故；
（4）电镀时阳极上气泡较多，有时会有刺激性的气味，并在挂阳极的铜钩上出现绿色的性物，阳极钝化后，在阳极上有较多气泡。
2H2O-4e O2 +4H
2CL-2e CL2
CL2是刺激性的气味，它能与铜反主尖生成绿色的氯化铜
CL2+Cu CuCL2
阳极钝化，浸在盐酸中刷洗，使之活化，然后重新挂入槽内，再适当增大阳极面积，必要时，可适当提高氯化物的含量。但是氯化物含量不宜过高，过高了会使镀层产生毛刺。由于阳极溶解较快，有一些镍金属以小颗料的形式脱离阳极进入溶液，与镍一起共沉积于层中而引起的。可以增加阳极袋的层数用二层或三层涤纶布包扎阳极，从而减缓或消除毛刺出现。
3.硼酸
硼酸是镀镍液中缓冲剂，含量过低电镀时阴极膜中的PH值容易升高，导致形成金属的氢氧化物或碱式盐夹附于镀层内，从而使镀层产生针孔、粗糙和发雾等故障，所以镀镍液中
硼酸的含量，一般不应低于30克/升。镀液温度大于50℃时，H
3BO
4
含一应为40g/1以上。
硼酸含量高对溶液的缓冲性能好，所以在连续生产时，硼酸含量适当高一些是要以的，但在间歇生产时，由于硼酸在室温下的溶解度较小，所以硼酸含量过高，由于停镀时镀液温度降低硼酸会结晶析出，会使镀层出现针孔。
二、常见故障的分析和纠正
1、针孔
针孔大多是气体（一般是氢气）在件上停留而造成的。针孔属于麻点，但针孔不同于麻点，它像流星一样，往往带有向上的“尾巴”，而麻点仅仅是镀层上微小的凹坑，一般是没有向上的“尾巴”。
哪些因素会促使镍层产生针孔呢？①镀前处理不良；镀液中有油或有机杂质过多；②镀液中有固体微粒；防针孔剂太少；③镀液中铁等异金属杂质过多；④镀液PH太高或操作电流密度过大；⑤镀液中硼酸含量太少和镀液温度太低等都会导致镍
由于没原因引起的针孔现象略有不同，所以在分析故障时，首先要观察例如镀前处理不良，它仅仅是镀层的局部表面上的油或锈末彻底除去，造成这些部位上气体容易停留而产生针孔，所以这种因素造成的针孔现象是局部密集的，而且是无规则的；镀液中有油或有机杂质过多经起的针孔较多地出现在零件的向下面和挂具上部的零件；镀液中固体微粒生产的针孔较多地出现在零件的向上面；防针孔剂太少造成的针孔在零件的各个部位都有；镀液中铁杂质过多，PH值过高和阴极含量太少产生的针孔较多地出现在零件的下部；镀液温度过低造成的针孔是稀少的，也是零件各个部位都有可以出现的。
通过观察现象，可以初步判断造成针孔的部分原因，然后再进一步试验，例如零件的局部表面上有密集的针孔，从现象来看，好像是前处理不良造成的，那么究竟是不是这个原因呢？可以取一批零件，进行良好的前处理后直接镀镍，假使经这样处理后所得的镀层上没有
针孔，那么原来的针孔是镀前处理不良造成的，否则就是其他方面的原因。镀液的温度、PH 值和阴极电流密度，比较容易检查，所以可首先检查和纠正。镀液中是否缺少湿润剂，若加入0.2-0.5ml/L，湿润剂没有民入善，可能是镀液中的杂质或硼酸太少引起的，这就可按前述的方法，用小试验分析故障原因，然后按试验所得的结果进行纠正。
2.镀层结合力不好
产生镀层结合力不好的原因有镀前处理不良，零件表面有油、氧化物等；清洗水中有油或有六价铬；酸少化液中铜、铅杂质；电镀过程中产生双性电极或断电时间过长；镀液中硼酸少、铁杂质多、PH高、有油、有机杂质或光亮剂过多等。
分析故障时，也是先观察现象，如镀前处理不良造成的结合力不好，常常时有时无，无规则地出现地零件的局部位置上；酸活化液中有铜、铅杂质时，在钢铁基体表面上，形成疏松的置抽换层，这样造成的结合力不好多数发生在整个零件的表面上；双性电极造成的结合力不好总是有规则地发生在确定的位置上，而且总是一个部位结合力不好，另一个部位结合力很好；电镀过程中断电时间过长引起的结合力不好，虽然也是出现在整个零件的表面上，但它发生在镍层与镍层之间；镀液中硼酸少、铁杂质多、有机杂质多、光亮剂多或P高造成的结合力不好较多地发生在零件的尖端和边缘；镀液中有油较多的
5.镀层阴暗
偶尔也有出现在中电流密度区或高电流密度区。低电流密度区镀层阴暗可能是镀液温度太高，电流密度太小，主盐浓度太低；主光亮剂过多或镀液中有铜、锌杂质引起的，电流密度区镀层阴暗可能是柔软剂太少，有机杂质过多或有一定量的铁杂质造成的；高电流密度区镀层可能是镀液PH太高，柔软剂太少或镀液中有少量的铬酸磷酸盐及铅杂质引起的。此外，镀前处理不良，镀件表面有碱膜或有机物吸附膜，或者底镀层不好也会导致镍层出现阴暗的现象。
分析这类故障，可以取镀镍液先做赫尔槽试验，假使多次试验，赫尔槽的阴极样板上镀层状况良好，没有出现阴暗的现象，那么电镀时出现的故障，可能是镀前处理不良可低镀层不好造成的，应该认真检查电镀前的情况。若赫尔槽试验所得的阴极样板上聘同低电流密度区镀层阴暗，则可能根据前面提到的可能原因进行分析。
6.镀层脆性
镀液中主光亮剂过多或柔软剂（走位剂）太少，铜、锌、铁中有机杂质过多；PH这高或温度过低等都会使镍层发脆。
检查镍层脆性可用不同的方法，一种是将镀好镍的小零件放在手中搓摩，或者将镀好镍的薄片型零件弯曲至180度，若有碎料镍层脱落下来，说明这类镍层有脆性；另一种是将镍层镀在不锈钢试片上，控制镀层厚度在10微米左右，然后把镍层剥离下来，弯曲180度，并用力挤压弯曲处，若不断裂，表示镍层不脆，假使弯曲即断，一般认为这种镍层是脆性的。
产生镍层脆性的原因，若镀液PH值和温度没有问题，那么可能是光亮剂比例失调或镀液中杂质的影响。由于光亮剂比例失调造成的脆性可以通过提高软剂（走位剂）含量来改善，
所以光亮剂比例是否失调，可以通过补充柔软剂，观察镀层脆性有否改善的小试验进行判断。镀液中几种杂质的影响可按前述的方法分别试验，进行检查和纠正。广东达志化工的Ni-82（主光剂）与Ni-81（走位剂），也就是柔软剂的消耗量都为100mlKAH，按此比便加入就可以平衡，不会因添加剂的加入而导致的脆性。
7.桔皮状镀层
在光照下，镀呈现隐隐的波纹状现象称之谓桔皮状镀层。镀前处理不良，镀液中有油可有胶类杂质，润湿剂过多、异金属杂质过多或镀液中有未过滤的活性炭粉末等会产生桔皮状镀层。
8.沉积速度慢，零件的深凹处镀不上镀层
这类故障除了偶尔真实电镀流密度太小而引起外，多数是镀液中有氧化剂存在，镀镍液这些氧化剂能在阴极上还原，降低镀镍过程的阴极电流效率，甚至能排斥镍的沉积，使零件的深凹处镀不上镀层，若不是真实电流密度太小，那就可以用赫尔槽试验进行检查，假使取故障液做赫尔槽试验所得的阴极样板的低电流密度区无镀区，高电流密度区出现黑色或灰色条纹，表明镀镍液中有硝酸根扰；假使低电流密度区无镀层而高电流密度区镀层脆裂，这可能是六价铬的影响，这时可以向试验液中加入0.2克保险粉，搅拌5分钟后再做赫尔试验，如用保险粉处理后，阴极样板明显好转，表明原镀液中有六价铬，应清除六价铬。有时光亮剂中缺乏走位剂会使低Dx区漏镀或很薄。
三、杂质的影响和去除
1.铜杂质的影响和去除
（1）影响少量铜杂质使低电流密度处镀层灰暗、粗糙；较多的铜杂质使低电流密度处镀层发黑，甚至出现海绵状的镀层。所以光亮镀镍液中，铜含量不允许超过0.01克/升；普通镀镍液由于PH值稍高，允许量可高一些，一般不超过0.3克/升。
（2）去除方法少量的铜杂质，可以用低电流密度电解去除，电解的条件是：PH=2左右，Dk=0.1-0.3安/分米2
较多的铜杂质可以用亚铁氰化钠进行处理：
2Cu2+Na4[Fe(CN)6]→Cu2[Fe(CN)6]↓+4Na
127 304
根据理论计算，2.4克Na4[Fe(CN)6]可以去除1克铜要质，实际处理时需要3克Na4[Fe(CN)6],由于过量的Na4[Fe(CN)6]能与Na2+反应生成沉淀，所以不会产生新的不良影响。
在向镀液中加入溶解好的亚铁氰化钠溶液时，需剧烈搅拌，时间约30分钟，然后过滤除去沉淀即可电镀。
2.锌杂质的影响和去除
（1）影响锌杂质在0.02-0.06克/升之间，镍层亮而发脆；大于0.06克/升时，低电流密度区镀层灰黑色，更高的含量镍层产生条纹和针孔。
（2）去除方法 由于锌的电位较负，用电解法处理效果不显著，只有当极少量的锌存在时，才采用电解处理，电解的条件是：PH=4以上，D K =0.2-0.4安/分米2。
少量的锌杂质可以用“BBI ”掩蔽剂进行掩蔽。如镀镍液中含锌12.5-50毫克/升时，可用0.82毫克/升的“BBI ”掩蔽剂进行掩蔽。
镀镍液中有较多的锌杂质存在时，一般用高的PH 值处理。处理时，可先用CaCO 3（或BaCO 3）提高镀液PH 至5.5左右，再用NaOH 或Ni(OH)2提高镀液PH 至65-70℃，搅拌30-60分钟，静置后过滤，若采用CaCO 3提高镀液的PH 值，由于反应后生成的CaSO 3在低温时溶解度大（0℃时为0.75；100℃时为0.15），所以应趁热过滤，如待镀液冷却后过滤，则沉淀的硫酸钙将重新溶解，这种溶解的硫酸钙，在加温电镀时将再结晶析出，使镍层产生似针状的粗糙。
3.铁杂质的影响和去除
（1）影响 因为铁在PH ＞4.7时就能形成氢氧化物沉淀，并夹附在镀层中镀层产生粗糙、针也和脆性，增大镀层的孔隙率，光亮度下降，所以在光亮镀镍液中，Fe 3+含量不允许大于0.08克/升。
（2）去除方法 去除铁杂质，一般用高PH 处理，为了提高处理效果，应先加入30%的双氧水1毫升/升，将一价铁氧化为二价铁，然后加热至65-70℃，加入CaCO 3（或CaSO 3）提高PH 至5.5左右，搅拌30-60分钟，趁热过滤除去沉淀，再调整镀液PH 值和成分后，即可电镀。
4.六价铬的影响和去除
（1）影响 六价铬会显著降低阴极电流效率，在六价铬含量达0.01克/升时，阴极电流效率约降低5-10%含量更高时，低电流密度区镀不上镀层，高电流密度处镀层脆裂，严重时整个阴极表面上得不到镍层。
（2）去除方法 去除六价铬可以用保险粉法、硫酸亚铁法或高锰酸钾法等进行处理。 ①保险粉法：用保险粉将六价铬还原成三价格，然后提高PH 值，使三价铬生成氢氧化铬沉淀而除去。
（iv ）加入适量的双氧水（一般为0.3-0.5毫升/升30%的双氧水）将过量的保险粉氧化成硫酸盐。
(v)调整镀液成份及PH 值后试镀。
②硫酸亚铁法：用硫酸亚铁将六价铬还原成三价铬，同时二价铁补氧化为三价铁，然后提高PH 值，使三价铬和三价铁教一成氢氧化物沉淀。
2H 2CrO 4+6FeS 2O 4+6H 2SO 4
=Cr 2(SO 4)3+3Fe 2(SO 4)3+8H 2O
Cr 2(SO 4)3+6NaOH
=2Cr(HO)3 ↓+3Na 2SO 4
Fe
2(SO
4
)
3
+6NaOH
=2Fe(OH)
3↓+3Ha
2
SO
4
具体处理步骤如下：
i）用H
2SO
4
调PH=3，并将镀液加热至60-70℃；
ii）加入1克/升（或更多）的Fe(SO
4
)搅拌30-60分钟；
iii)加入1毫升/升30%的双氧水，将过量的Fe2+氧化为Fe3+；
iv）加碱（CaCO
3
和NaOH）提高PH=6.2，搅拌60分钟，（必要时可加入2-3克/升活性炭）趁热过滤；
v)调整镀液成分及PH值后试镀。
③高锰酸钾法：用高锰酸钾将三价铬氧化为六价铬，然后加入可溶性的铅盐，使生成铬酸铅沉淀，过量的铅离子，用提高PH值的方法，使生成氢氧化铅沉淀而除去。
具体处理步骤如下：
i)用H
2SO
4
调PH=3，并将镀液加热至60-70℃；
ii）加入溶解好的高锰酸钾浓溶液至紫色不消失，搅拌30分钟（必要时可加入2-3克/升活性炭），趁热过滤；
v）调整镀液成分及PH值后试镀。
5.硝酸根的影响和去除
（1）影响硝酸根对镀镍过程影响较大，它能显著降低阴极电流效率，少量的硝酸根，能使低电流密度处镀不上镀层；稍多一些的硝酸根使镀层光泽差，高电流密度区出现黑色条纹；更多的硝酸根使整个阴极表面镀不上镀层。
镀镍溶液中的硝酸根可以有二笨胺硫酸溶液进行定性检验。
（2）去除方法去除硝酸根，可以采用电解法，电解进选择适当的条件极为重要，条件选择得当，去除硝酸根的速度较快，反之，去除速度较慢，电解时间较长。
电解去除硝酸根以低PH值和高温为好，低PH值有利于硝酸根在阴极上的还原；高温可以使硝酸根还原产生的气体在溶液中的溶解降低，防止它溶入后重新污镀液，所以一般电解去除硝酸根的条件为：PH=1-2；温度=60-70℃阴极电流密度先用1-2安/分米2，然后逐渐降低至0.2安/分米2，直至镀液正常为止。
6.有机杂质的影响和去除
（1）影响有机杂质的种类很多，影响也各不相同，有的使镍层发雾、发花、变暗，有的却使外长层亮而发脆，也有的使镍层产生针孔或产生桔皮状镀层。
（2）去除方法
①双氧水-活性炭处理具体处理步骤如下：
I）用H2SO4调PH=3.5；
ii）加入30%的双氧水1-3毫升/升，将镀液加热至65-70℃，搅拌30-60分钟；
iii）在除去过量的双氧水后，加入3-5克/升活性炭，搅拌30分钟左右；
iv）静置后过滤；
②高锰酸钾——活性炭处理具体处理步骤如下：
i)取出阳极，用H2SO4调PH=3；加热至60℃；
ii）在搅拌下加入溶解好的高锰酸钾溶液（用量最好用小试验确定），控制在5分钟内紫色不消失，搅拌30-60分钟；
iii）加入1-3克/升活性炭，搅拌30分钟左右；
iv）静置后过滤；
v）调整镀液成分及PH值后试镀。
7．胶类杂质的影响和去除
（1）影响有的胶类杂质使镍层发黄，容易出现针也，镀层结合力下降；有的使用权镀层产生条纹状的光亮，而且具有脆性。
②在搅拌下加入5%丹宁酸溶液1毫升/升，搅拌30分钟，静置过滤；
③加入1-3史/升活性炭（除去过量的丹宁酸及有机杂质），搅拌30分钟；
④静置后过滤；
⑤调整镀液成分后试镀。
8．油类杂质的影响和去除
（1）影响油为杂质会使镍层发花、发雾、产生针孔，严重时镀层结合力不好，
（2）去除方法
①将镀液加热至65℃左右；
②在搅拌下，加入0.8-1克/各十二烷基硫酸钠，搅拌60分钟（使十二烷基硫酸钠对油类
杂质起乳化作用）；
③加入3-5克/升活性炭，搅拌30分钟；
④静置后过滤；
⑤调整镀液成分后试镀。
9、磷酸盐的影响和去除
（1）影响一定量的磷酸盐会使零件的高电流密度区镀层阴暗、发黑、降低电流密度限。
（2）去除方法
①用硫酸调P=3.8-4.0；
②加热至60℃，在搅拌下加入过量的三价铁盐（硫酸铁或三氯化铁），搅拌60分钟，使
形成溶解度较小的磷酸铁沉淀；
③加碱提高PH=5.5（使过量的铁形成氢氧化铁沉淀）；
④过滤；
⑤调整镀液成分及PH值后试镀。
化学镀镍配方汇编
简述电镀槽液加料方法与溶液密度测定方法 1.电镀生产现场工艺管理的主要内容： 1)控制各槽液成分在工艺配方规范内。遵守规定的化学分析周期。 2)保持电镀生产的工艺条件。如温度、电流密度等。 3)保持阴极与阳极电接触良好。 4)严格的阴极与阳极悬挂位置。 5)保持镀液的清洁和控制镀液杂质。 6)保持电镀挂具的完好和挂钩、挂齿良好的电接触。 2.电镀槽液加料方法：加料要以“勤加”“少加”为原则。 2.1固体物料的补充，某些有机固体料先用有机溶剂溶解,再慢慢加入以提高增溶性。若直接加入往往会使镀液混浊。一般的固体物料,可用镀槽中的溶液来分批溶解。即取部分电镀液把要加的料在搅拌下慢慢加入,待静止澄清,把上层清液加入镀槽。未溶解的部分,再加入镀液,搅拌溶解。这样反复作业,直到全部加完。在不影响镀液总体积的情况下,也可以用去离子水或热的去离子水搅拌溶解后加入镀槽。有些固体料易形成团状,影响溶解过程。可以先用少量水调成稀浆糊状,逐步冲稀以避免团状物的形成。 2.2液体物料的补充，可以用去离子水适当稀释或用镀液稀释后在搅拌下慢慢加入。严禁将添加剂光亮剂的原液加入镀槽。 2.3补充料的时机，加料最好是在停镀时进行。加入后经过充分搅匀再投入生产。在生产中加料,要在工件刚出槽后的“暂休”时段加入。可在
循环泵的出液口一方加入,加入速度要慢,药料随着出液口的冲击力很快分散开来。 2.4加料方法不当可能造成的后果： 2.4 1)如果加入的是光亮剂,则易造成此槽工件色泽差异。 2.4.2)如果加入的是没有溶解的固体料,则易造成镀层毛刺或粗糙。 2.4.3)如果是加入酸调节pH,会造成槽液内部pH不均匀而局部造成针孔。 3.镀液及其它辅助溶液密度的测试方法： 3.1要经常测定溶液的密度，新配制的镀液或其它辅助液,都要测定它的密度并作为档案保存起来供以后对比。镀液的密度一般随着槽龄增加而增加。这是由于镀液中杂质离子、添加剂分解产物等积累的结果,因此可以把溶液密度与溶液成分化验数据一起综合进行分析,判断槽液故障原因以利排除。 3.2溶液密度测定方法，在电镀生产中,常用密度计或波美计测试溶液密度。密度与波美度可以通过下列公式转换。对重于水的液体密度 =145/(145-波美度),波美度=(145x145)/密度,在用波美计测试时,其量程要从小开始试测,若波美计量程选择不当,会损坏波美计。 测试密度不要在镀槽内进行,应取出部分镀液在槽外进行。在镀槽中测试,当比重计或波美计万一损坏,镀液会被铅粒污染。应将待测液取出1.5L左右(用2000mL烧杯),热的溶液可用水浴冷却。然后将样液转移至1000mL直形量筒中,装入量为距筒口约20mm处,就可用比重计测量。 脉冲电镀电源使用须知
酸性化学镀镍络合剂的研究
2008年8月襄樊学院学报 Aug.,2008第29卷第8期 Journal of Xiangfan University V ol.29No.8 酸性化学镀镍络合剂的研究 肖作安，占 丹 (襄樊学院化学与生物科学系，湖北襄樊441053) 摘要：通过考察乳酸，酒石酸，柠檬酸和有机酸Y 组成的复合络合剂对镀速的影响，确定了合适的复合络合剂，其中复合络合剂由柠檬酸与有机酸Y 组成,柠檬酸含量为10g/L ，有机酸Y 为20g/L.测定了该酸性化学镀镍的镀层的结合力以及孔隙率与耐蚀性，结果表明，该化学镀镍层光亮平整，结合力强，孔隙率分布较窄，耐硝酸点蚀120s ，具有优良的耐蚀性能. 关键词：化学镀镍；络合剂；耐蚀性 中图分类号：TQ153.1文献标志码：A 文章编号：1009-2854(2008)08-0031-04 随着科技的发展，人类对材料的性能要求越来越高，一些表面处理技术极大地拓宽了金属材料的应用范围，化学镀镍作为一项表面处理技术，以其工艺简便、镀层均匀及优异的耐蚀性、耐磨性等特殊性能而 日益受到人们的重视，得到迅速发展，广泛应用于航空、汽车、电子、计算机、石油、化工、机械等领域，有着非常广阔的发展前景[1-4]. 化学镀镍通常以次亚磷酸钠为还原剂，槽液分为酸性和碱性两种，应用较普遍的是酸性镀镍，其稳定性好，镀层光亮细致，本实验就选择在酸性体系进行化学镀镍.一般单一络合剂能得到光亮银白色、无针孔、表面光滑平整的镀层，但很难获得镀层美观、性能优良的整体效果.因此，本实验探索了一种新型的复合络合剂，能使镀液更稳定，使用寿命长，镀层美观，而且性能更优良. 1实验部分 1.1基体材料 基体材料为45#钢，其表面积均为4cm 2. 1.2工艺流程 化学除油-水清洗-除锈(盐酸洗液)–蒸馏水洗-施镀-水洗-干燥.1.3施镀工艺 其施镀工艺规范如下. 六水合氯化镍40g/L -100g/L ，次亚磷酸钠10g/L-30g/L ，乙酸钠10g/L-50g/L ，硼酸10g/L-50g/L ，稳定剂0.1m g/L ，pH 值3-6，温度75℃-95℃. 本实验主要研究常见的3种络合剂与合成的有机酸Y 形成的复合络合剂：乳酸+有机酸Y ；酒石酸+有机酸Y ；柠檬酸+有机酸Y .1.4镀层性能测试方法 1.4.1沉积速度 采用重量法，用电子天平准确称量试样在施镀前后的重量，按下述公式计算 4 0110)(t w w v ×Α××= ρ式中，V-沉积速率/(m/h)；W 0和W 1为基体材料施镀前、施镀后试样的重量(g)；ρ为镀层密度(g/cm 3)；A 为试样表面积(cm 2)；t 为施镀时间(h). 收稿日期：6作者简介：肖作安(),男,湖北应城人,襄樊学院化学与生物科学系讲师2008-0-12 1979-.
电镀镍故障的影响与原因分析1
电镀镍故障的影响与原因分析 2009-8-12 1．镀镍层表面针孔 镀镍层(包括电镀镍和化学镀镍)表面出现针孔是镀镍中最常见的故障之一，对于镀镍层来说，有针孔就不能有效的防护基体材料，环境中的水分子或其他腐蚀介质就会通过镀层针孔发生腐蚀(图4-1)。针孔大多是镀镍过程中气体(氢气)在镀件表面上停留造成的。针孔既属于麻点，但又不同于麻点，它像流星一样，往往带有向上的"尾巴"，而麻点仅仅是镀层上微小的凹坑，一般没有向上的"尾巴"，针孔有深有浅，有人把针孔分为三种类型：①基体缺陷型(非圆形凹孔)，与基体材料表面缺陷状态有关；②氢气析出型(蝌蚪式针孔)，是零件表面析氢痕迹造成的；③氢气停留型(针孔较大，像无柄的梨)，是阴极析出氢气停留造成的，一般是镀镍液中表面活性剂太少的原因。图4-1镀镍层表面出现的针孔 造成镀镍层表面针孔原因主要有：零件镀前处理不良，镀液中有油或有机杂质过多，镀液中含有固体微粒，镀液中没有加防针孔剂或防针孔剂太少，镀液中铁等杂质过多，镀液的pH 值太高或阴极电流密度过大，镀液中硼酸含量太少和镀液温度太低等。这些因素都有可能导致镀镍层表面产生针孔缺陷。 由于不同原因引起的针孔现象略有不同，所以在分析故障时，首先要观察故障现象。如镀前处理不良，它仅仅使镀件局部表面上的油或锈未彻底除去，造成这些部位上气体容易停留而产生针孔，所以这种因素造成的针孔现象是局部密集的，无规则的；镀液中有油或有机杂质过多引起的针孔往往出现在零件的向下面和挂具上部的零件上；镀液中固体微粒产生的镀镍层针孔较多出现在零件的向上面；镀液中防针孔剂太少造成的针孔在零件的各个部位都有；镀液中铁杂质过多、pH值过高和阴极电流密度较大引起的针孔较多地出现在零件的尖端和边缘(即高电流密度处)，硼酸含量太少产生的针孔较多地出现在零件的下部，镪液温度过低造成的针孔是稀少的，在零件的各个部位都有可能出现。硼酸作为镀镍液中的缓冲剂，含量过低时pH值容易升高，导致形成金属氢氧化物或碱式盐夹杂于镀镍层内，从而使镀层产生针孔、粗糙和发雾等故障，所以镀镍液中硼酸含量，一般不应低于309／L。
电镀镍故障处理
1,镀镍层发暗 镀镍层表面发暗也是常见的电镀故障之一，这种故障多数出现在低电流密度区电镀获 得的镀镍层，偶尔也出现在中电流密度区或高电流密度区，低电流密度区镀镍层发暗可能 是镀镍液的温度太高，阴极电流密度太小，硫酸镍浓度太低；I，4一丁炔二醇或其他次级 光亮剂过多或镀液中有铜、锌杂质污染引起；中电流密度区镀镍层发暗可能是由于镀液中次级光亮剂太少，有机杂质过多或有一定量的铁杂质污染造成的；高电流密度区镀层发暗可能是镀液pH值太高，初级光亮剂太少或镀液中有少量的铬酸盐、磷酸盐及铅杂质污染引起。此外，镀前处理不良，镀件表面有碱膜或有机物吸附膜，或底镀层（氰化镀铜等）不好也会导致光亮镍镀层出现发暗现象。 可以取镀镍液做霍耳槽试验来分析这类电镀故障，对于低电流密度区出现的发暗现象， 目前有的镀镍出现了比较好的走位剂，专门使得在低电流密度范围内获得光亮镀镍层。另 外还可以观察霍耳槽试片的外观进行逐步分析，如果镀液成分所做的霍耳槽样板上镀镍层状况良好，没有出现发暗的现象，那么电镀时出现的故障，就有可能是镀前处理不良或底镀层不好造成的，应该认真检查电镀镍前的情况。若霍耳槽试验所得的阴极样板上出现低电流密度区镀层发暗，则可以根据前面提到的可能原因进行试验确定，或者加入合适的走位剂成分最后排除这种电镀故障。 中、高电流密度区的镀镍层发暗，也可用类似的方法进行试验分析。 2，镀镍层脆性 镀层发脆，往往影响镀层的加工和质量，而且镀层的脆性与镀层应力有关。镀镍液中次级光亮剂过多或初级光亮剂太少，铜、锌、铁或有机杂质过多,pH值过高或温度过低等都会使镀镍层发脆。 检查镀镍层脆性的方法，一是将镀好镍的小零件放在手中搓摩，或将镀镍薄片零件弯曲至
化学镀镍溶液的组成及其作用
化学镀镍溶液的组成及其作用 主盐： 化学镀镍溶液中的主盐就是镍盐，一般采用氯化镍或硫酸镍，有时也采用氨基磺酸镍、醋酸镍等无机盐。早期酸性镀镍液中多采用氯化镍，但氯化镍会增加镀层的应力，现大多采用硫酸镍。目前已有专利介绍采用次亚磷酸镍作为镍和次亚磷酸根的来源，一个优点是避免了硫酸根离子的存在，同时在补加镍盐时，能使碱金属离子的累积量达到最小值。但存在的问题是次亚磷酸镍的溶解度有限，饱和时仅为35g/L。次亚磷酸镍的制备也是一个问题，价格较高。如果次亚磷酸镍的制备方法成熟以及溶解度问题能够解决的话，这种镍盐将会有很好的前景。 还原剂： 化学镀镍的反应过程是一个自催化的氧化还原过程，镀液中可应用的还原剂有次亚磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷及肼等。在这些还原剂中以次亚磷酸钠用的最多，这是因为其价格便宜，且镀液容易控制，镀层抗腐蚀性能好等优点。 络合剂： 化学镀镍溶液中的络合剂除了能控制可供反应的游离镍离子的浓度外，还能抑制亚磷酸镍的沉淀，提高镀液的稳定性，延长镀液的使用寿命。有的络合剂还能起到缓冲剂和促进剂的作用，提高镀液的沉积速度。化学镀镍的络合剂一般含有羟基、羧基、氨基等。 在镀液配方中，络合剂的量不仅取决于镍离子的浓度，而且也取决于自身的化学结构。在镀液中每一个镍离子可与6个水分子微弱结合，当它们被羟基，羟基，氨基取代时，则形成一个稳定的镍配位体。如果络合剂含有一个以上的官能团，则通过氧和氮配位键可以生成一个镍的闭环配合物。在含有的镍离子镀液中，为了络合所有的镍离子，则需要含量大约的双配位体的络合剂。当镀液中无络合剂
时，镀液使用几个周期后，由于亚磷酸根聚集，浓度增大，产生亚磷酸镍沉淀，镀液加热时呈现糊状，加络合剂后能够大幅度提高亚磷酸镍的沉淀点，即提高了镀液对亚磷酸镍的容忍量，延长了镀液的使用寿命。 不同络合剂对镀层沉积速率、表面形状、磷含量、耐腐蚀性等均有影响，因此选择络合剂不仅要使镀液沉积速率快，而且要使镀液稳定性好，使用寿命长，镀层质量好。 缓冲剂： 由于在化学镀镍反应过程中，副产物氢离子的产生，导致镀液pH值会下降。试验表明，每消耗1mol的Ni2+同时生成3mol的H+，即就是在1L镀液中，若消耗的硫酸镍就会生成的H+。所以为了稳定镀速和保证镀层质量，镀液必须具备缓冲能力。缓冲剂能有效的稳定镀液的pH值，使镀液的pH值维持在正常范围内。一般能够用作PH值缓冲剂的为强碱弱酸盐，如醋酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。 稳定剂：化学镀镍液是一个热力学不稳定体系，常常在镀件表面以外的地方发生还原反应，当镀液中产生一些有催化效应的活性微粒——催化核心时，镀液容易产生激烈的自催化反应，即自分解反应而产生大量镍-磷黑色粉末，导致镀液寿命终止，造成经济损失。在镀液中加入一定量的吸附性强的无机或有机化合物，它们能优先吸附在微粒表面抑制催化反应从而稳定镀液，使镍离子的还原只发生在被镀表面上。 但必须注意的是，稳定剂是一种化学镀镍毒化剂，即负催化剂，稳定剂不能使用过量，过量后轻则降低镀速，重则不再起镀，因此使用必须慎重。所有稳定剂都具有一定的催化毒性作用，并且会因过量使用而阻止沉积反应，同时也会影响镀层的韧性和颜色，导致镀层变脆而降低其防腐蚀性能。试验证明，稀土也可以作为稳定剂，而且复合稀土的稳定性比单一稀土要好。
碱性化学镀镍
碱性化学镀镍 碱性化学镀镍 减少污染后续酸性化学镀或其他电镀液1.工艺特点： NICHEM 2003碱性化学镀镍工艺特别适合于铝及铝合金预镀化学镍 减少污染后续酸性化学镀或其他电镀液 结合力优良 对复杂工件的处理更显其优越性 也可用于其他基体的电镀打底层 操作温度低 使用方法 本产品采用国际通用的A、B、C三种溶液，以A、B开缸，根据镍离子浓度进行分析补加工作液的消耗组分，以A、C 补加，极其方便： 2.镀液组成及操作条件：原料及操作 单位 范围
NICHEM 2003碱性化学镀镍A %（v/v） 70 NICHEM 2003碱性化学镀镍B %（v/v） 170 pH 9.0-9.5
温度 ℃ 室温-35℃ 装载量 dm2/L 0.32-0.96 时间 分钟 5-10分钟3．配制溶液：
开缸时，在槽中加入所配溶液1/2的水。 加入加入7%的A和17%的B，机械搅拌均匀，配备过滤机过滤。 加入纯水至所需近似体积。 用氨水调节pH值至9.2(大约用20毫升),补水至刻度线即可按工艺要求施镀。 4.设备需求 项目要求 槽体PP、PVC或高密度PE。 挂具PP、PVC或316型不锈钢。确保工件在槽液中垂直，相邻两块板间隔最小是10mm。 空气搅拌主副槽要有适度、均匀的打气搅拌。 循环每小时3-4个循环。 添加系统需要，加料泵材质为PVC、PP 或PE，可耐强碱。 过滤系统连续循环过滤，用10μm过滤棉芯或过滤袋。 抽风需要。
加热系统需要。 5.镀液的分析及补加 工作液的Ni2+标准浓度为6.0克/升，Ni2+浓度的分析方法：用移液管取5ml工作液置于250ml的锥形瓶中，加入50ml 去离子水，再加入10ml氨水（28%），摇匀，加入0.2克紫脲酸铵指示剂，摇匀，用0.05M的EDTA标准液进行滴定，终点为浅棕色变为浅紫色。以EDTA用量为准进行计算 计算方法为：补加A量=补加C量（ml）=（6-EDTA用量×0.59）×13×体积(L) 6.操作要点 确保镀槽在使用前用硝酸(1:1)浸泡,并用水冲洗干净 镀液温度保持在29-35度,温度太低则速度慢,温度太 高则镀液易分解 用氨水和硫酸(20%)调pH值，保持pH值在9.0-9.5间，以确保镀速，pH值太低则镀速慢，太高则镀液易分解，最好用pH计控制。 避免带入重金属杂质以及表面活性剂。
镀镍故障
镀镍故障
光亮镀镍的常见故障及其处理方法故障现象可能原因纠正方法 1.低电位漏镀或走位差a)光亮剂过多 b)柔软剂不足 a)将PH调低至3.0-3.5后电解消耗 b)添加适量柔软剂 2.低电位起雾整平度差a)光亮剂不足 b)有机分解物多 c)PH位太高或太低 a)适当补加光亮剂 b)双用氧水活性炭处理 c)调整至工艺范围 3.低电位发黑,发灰a)镀液中有铜,锌等杂质等 b)光亮剂过量 a)加入适量FJ-N2除杂剂或低电流电解 b)将PH值调至3.0-3.5后电解消耗 4.镀层有针孔a)缺少润湿剂 b)金属基体有缺陷或前处理不 良 c)硼酸含量及温度太低 d)有机杂质过多 a)补加R-2润湿剂 b)加强前处理 c)分析硼酸浓度,将镀液加温 d)用双氧水活性炭处理 5.镀层粗糙有毛刺a)镀液中有悬浮微粒 b)镀液受阳极泥渣污染 c)铁离子在高PH下形成氢氧化 物沉淀附在镀层中 a)连续过滤 b)检查阳极袋有否破损,将镀液彻底过滤 c)调整PH至5.5加入FJ-N1除铁剂;防止 铁工件掉入槽中. 6.镀层发花a)十二烷基硫酸钠不足或溶解 不当或本身质量有问题 b)硼酸不足,PH值太高, c)分解产物多 d)前处理不良 a)检查十二烷基硫酸钠质量,如质量没问题 应正确溶解并适当补充. b)补充硼酸调整PH值. c)用双氧水活性炭处理 d)加强前处理 7.镀铬后发花a)镀液中糖精量太多 b)镀镍后搁量时间太长,镍层钝 化 a)电解处理,停加糖精,补充次级光亮剂 b)缩短搁置时间或用10%的硫酸电解活化 处理
光亮镀镍故障处理 针孔 1.针孔、麻点呈癣状。大多在镀件下面 产生原因 镀液中铁杂质积累过多。 处理方法 去除铁杂质最有效的处理方法，是用质量分数 为30％的双氧水2～4 mL／L，将镀液中二价铁氧化 成三价铁；再用质量分数为5％的氢氧化钠或碳酸 镍溶液调高pH值至5．5～6．0，静置8 h以上，使 Fe¨成为Fe(on) 沉淀，过滤除去。如果不能停产， 可用电解法，增大阴极面积，用0．1 A／dm2阴极电流 密度电解处理一段时间，问题得到缓解。 2. 针孔、麻点在镀件棱边和面向阳极的一面 产生原因 (1)阴极电流密度过大； (2)金属杂质积累过多； (3)硼酸含量过低。 处理方法 (1)降低阴极电流密度。 (2)参照上述相关处理方法除去。 (3)根据化学分析结果添加硼酸。镀液中硼酸含量过低，必然使pH值升高，产生氢氧化物，与镍层一起沉积，使镀层出现针孔、麻点。光亮镀镍层产生针孔与麻点的基本原因，是镀镍时阴极有氢气析出，吸附在镀件表面上，阻碍镀层金属的沉积。如果氢气泡在镀件上停留的时间长，就形成针孔；停留的时间短，就形成麻点。因此，针孔、麻点往往混杂在一起。
化学镀镍
化学镀镍/浸金的状况 ENIG Introduction 作为PCB的表面镀层，镍层的厚度要求>5um，而浸金层厚度在0.05-0.15um 之间。化学镀镍/浸金镀层的焊接性是由Ni层来体现的，因此Au层的厚度不能太高，否则会产生脆性和焊点不牢的故障。Au只起保护Ni层的作用，防止Ni 的氧化和渗析，所以又不能太薄。 As one of the surface finishing for PCB, the thickness of nickel layer shall be more than 5um, while the thickness of immersion gold shall be between 0.05-0.15 um. As the solderability of ENIG is reflected from Ni layer, so the au layer shall not be too thick. Or else there will be frangibility and solder pot unstable issue. Au is to protect the Ni layer and prevent from Ni oxidation and dialysis. So it shall not be too thin. 现在的Ni/Au生产线都采用Atotech公司的Atotech化学Ni/Au工艺。 Nowadays most Ni/Au production lines are adopting atotech chemical Ni/Au technology developed by Atotech company. 沉镍Electroless Nickel 1 沉镍原理概述Electroless Nickel Principle introduction 沉镍金工艺的沉镍的原理，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（85-1000C左右）槽液中次磷酸钠（NaH2PO2）还原剂的作用，即可在已活化的铜表面反应析出镍镀层。而沉镍金工艺中金镀层的生成，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。 ·The Principle of Electroless Nickel can be more easily understood from the word of “Electroless Nicke Immersion Gold”. That means the nickel layer is generated from the Autocatalytic redox reaction. During the coating forming process, impressed current is not needed. Under NaH2PO2 reductant in bath with high temperature between 85-1000C, nickel layer can be formed via activated copper surface reaction. But the gold layer is generated via typical replacement reaction. When PCB enters the gold bath, as the nickel is more active than gold, there will be replacement reaction. So the nickel layer will be covered by gold.
镀镍
1、作用与特性 P C B（是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称）上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。 PCB低应力镍的淀积层，通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。 我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。 2、氨基磺酸镍（氨镍） 氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。所获得的淀积层的内应力低、硬度高，且具有极为优越的延展性。将一种去应力剂加入镀液中，所得到的镀层将稍有一点应力。有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液，典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。由于镀层的应力低，所以获得广泛的应用，但氨基磺酸镍稳定性差，其成本相对高。 3、改性的瓦特镍（硫镍） 改性瓦特镍配方，采用硫酸镍，连同加入溴化镍或氯化镍。由于内应力的原因，所以大都选用溴化镍。它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层；并且这种镀层为随后的电镀很容易活化，成本相对底。 4、镀液各组分的作用： 主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。 缓冲剂──硼酸用来作为缓冲剂，使镀镍液的PH值维持在一定的范围内。实践证明，当镀镍液的PH值过低，将使阴极电流效率下降；而PH值过高时，由于H2的不断析出，使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高，导致Ni(OH)2胶体的生成，而Ni(OH)2在镀层中的夹杂，使镀层脆性增加，同时Ni(OH)2胶体在电极表面的吸附，还会造成氢气泡在电极表面的滞留，使镀层孔隙率增加。硼酸不仅有PH缓冲作用，而且他可提高阴极极化，从而改善镀液性能，减少在高电流密度下的“烧焦“现象。硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能。 阳极活化剂──除硫酸盐型镀镍液使用不溶性阳极外，其它类型的镀镍工艺均采用可溶性阳极。而镍阳极在通电过程中极易钝化，为了保证阳极的正常溶解，在镀液中加入一定量的阳极活化剂。通过试验发现，CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。在含有氯化镍的镀镍液中，氯化镍除了作为主盐和导电盐外，还起到了阳极活化剂的作用。在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中，需根据实际性况添加一定量的氯化钠。溴化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来保持镀层的内
电镀镍故障处理
1，镀镍层发暗 镀镍层表面发暗也是常见的电镀故障之一，这种故障多数出现在低电流密度区电镀获得的镀镍层，偶尔也出现在中电流密度区或高电流密度区，低电流密度区镀镍层发暗可能是镀镍液的温度太高，阴极电流密度太小，硫酸镍浓度太低；l，4一丁炔二醇或其他次级光亮剂过多或镀液中有铜、锌杂质污染引起；中电 流密度区镀镍层发暗可能是由于镀液中次级光亮剂太少，有机杂质过多或有一定量的铁杂质污染造成的；高电流密度区镀层发暗可能是镀液pH值太高，初级光 亮剂太少或镀液中有少量的铬酸盐、磷酸盐及铅杂质污染引起。此外，镀前处理不良，镀件表面有碱膜或有机物吸附膜，或底镀层(氰化镀铜等)不好也会导致光亮镍镀层出现发暗现象。 可以取镀镍液做霍耳槽试验来分析这类电镀故障，对于低电流密度区出现的发暗现象，目前有的镀镍出现了比较好的走位剂，专门使得在低电流密度范围内获得光亮镀镍层。另外还可以观察霍耳槽试片的外观进行逐步分析，如果镀液成分所做的霍耳槽样板上镀镍层状况良好，没有出现发暗的现象，那么电镀时出现的故障，就有可能是镀前处理不良或底镀层不好造成的，应该认真检查电镀镍前的情况。若霍耳槽试验所得的阴极样板上出现低电流密度区镀层发暗，则可以根据前面提到的可能原因进行试验确定，或者加入合适的走位剂成分最后排除这种电镀故障。 中、高电流密度区的镀镍层发暗，也可用类似的方法进行试验分析。 2，镀镍层脆性 镀层发脆，往往影响镀层的加工和质量，而且镀层的脆性与镀层应力有关。镀镍液中次级光亮剂过多或初级光亮剂太少，铜、锌、铁或有机杂质过多，pH 值过高或温度过低等都会使镀镍层发脆。 检查镀镍层脆性的方法，一是将镀好镍的小零件放在手中搓摩，或将镀镍薄片零件弯曲至l8009若有碎镍层脱落，说明该镍层脆性大；另外就是将镍层镀在不锈钢试片上，控制镀层厚度在10μm左右，然后把镍层剥离下来，弯曲1800，用力挤压弯曲处，若不断裂，表示镀镍层不脆，弯曲折断，该镀镍层脆性就大。 产生镍层脆性的原因，若镀液pH值和温度没有问题，那么可能是镀液中光亮添加剂比例失调或镀液中杂质的造成的，由于光亮添加剂比例失调造成的镀镍脆性可以通过提高糖精添加剂(或其他应力消除成分)的含量来改善，通过补充糖槔等成分，观察镀镍层脆性是否改善来判断。如果是镀液中的杂质影响可按前述削小型试验方法进行检查和纠正。 糖精是光亮镀镍液中常用的初级光亮剂。它能降低次级光亮剂产生的璐应力，提高镀镍层的韧性。糖精含量过低，镀层的张应力增大，镀镍层容易发脆，而且零件的高电流密度区镀镍层发雾，光亮度变差，这种现象在霍耳槽罚验的阴极样板上，可以明显看出来，若在霍耳槽试验时发现这类现象，再补负糖精又使这类现象消失，那就证明是镀液中糖精太少了，应及时补充糖糖等成分。 糖精含量过高也不是太好，有时会使镀镍层出现云雾状白雾，在上套铭时，铬层容易发花。并使零件的深凹处不易镀上铬层，对于这种情况，应及日寸进行电解处理，使糖精含量降低。当镀镍液中糖精含量足够时，镍层的光亮度主要取决于1，4一丁炔二醇(或其他次级光亮剂)的含量。其含量低，镀层的光亮度差，不能获得镜面光亮镀层。可以通过霍耳槽试验分析排故，镀镍层光亮度差，可向镀液中加入适量的1，4一丁炔二醇(或其他次级光亮剂)，使阴极样板上镀层的
化学镀镍故障的排除方法
化学镀镍故障的排除方法 出现问题导致原因解决方法 镀液分解 1.镀液温度过高 2.PH值过高引起沉积 3.局部过热 4.槽壁或设备内壁被镀上化 学镍层 5.催化剂带入污染 6.一次性补充量太大 7.剥离的镀层碎片 8.镀浴中落入污染物，灰尘 9.稳定剂带出损失1.转槽过滤,降温至正常操作范围 2.转槽过滤,用稀H2SO4调整PH值至正常值 3.转槽过滤,使用慢速均匀加热防止过热 4.转槽过滤,用1:1硝酸清洗、钝化设备内壁 5.转槽过滤,加强镀前清洗 6.转槽过滤,在搅拌下少量多次补充添加 7.转槽过滤,清理挂具 8.转槽过滤,改善车间清洁度 9.转槽过滤,适当添加少量稳定剂 镀层结合强度差或起泡 1.表面处理不当 2.前处理清洗不够 3.铝件锌酸盐化不当 4.金属离子污染 5.有机物质污染 6.工件镀前生锈 7.热处理不当1.改进除油、酸洗工序 2.改进清洗工序 3.分析浸锌溶液,改进浸锌工艺 4.大面积假镀除去杂质或更换部分镀液 5.用活性炭处理镀浴 6.缩短工作转移时间 7.按规范进行热处理 PH值变化快 1.前处理溶液带入污染 2.槽负载过大 3.镀浴PH值越出缓冲范围1.改进镀前清洗工序 2.减少装载量至正常范围1-2dm2/L 3.检查、调整PH值至最佳操作范围之内 镀层粗糙 1.镀浴中悬浮不溶物 2.镀前清洗不够 3.PH值过高 4.镀槽或滤芯污染 5.络合剂浓度偏低1.转槽过滤,检查滤芯是否破损 2.改进清洗工艺 3.用10%H2SO4调整PH值至正常 4.转槽过滤,清洗镀槽或更换滤芯 5.减少带出损失检查补充调整量
6.工艺用水污染 7.工件残留磁性6.使用合格的去离子水 7.镀前应作消磁处理 镀层针孔 1.镀浴中悬浮不溶物 2.槽负载过大 3.有机物污染 4.金属离子污染 5.搅拌不充分1.转槽过滤,检查滤芯,找出污染源 2.减少装载量至正常范围1-2dm2/L 3.用活性炭处理镀浴 4.大面积假镀除去杂质或更换部分镀浴 5.改进搅拌方式,选用工作搅拌 漏镀 1.金属离子污染 2.基体金属影响(如铅合金) 3.镀浴过稳定(稳定剂过量)1.大面积假镀除去杂质或更换部分镀液 2.镀前预闪镀铜或闪镀镍 3.大面积假镀除去或者更换部分镀液 镀层花斑和气带 1.搅拌不充分 2.表面预处理不当 3.金属离子污染 4.工作表面残留物 5.“彗尾”,气带1.改进搅拌强度或方式 2.改进前处理工序,加强清洗 3.大面积假镀除去或者更换部分镀液 4.改进镀前清洗,使用不含硅酸盐的清洗剂 5.重新安排槽内工作吊挂位置,改进搅拌方式 镀层晦暗失光 1.镀后清洗水污染 2.表面前处理不当 3.镀液PH值,温度太低 4.还原剂浓度太低 5.镍离子浓度太低 6.有机物污染 7.金属离子污染 8.光亮剂带出损失1.改进镀后清洗水质，末道清洗用去离子水 2.改进除油酸洗工序,加强清洗工序 3.用稀NH4OH调整,升温至正常范围 4.分析镀浴,补充还原剂至正常浓度 5.分析镀浴,补充镍离子至正常浓度 6.用活性炭处理镀浴 7.大面积假镀除去杂质量或更换部分镀液 8.适量补充光亮剂
PCB镀镍工艺及故障排除
PCB镀镍工艺及故障排除深圳市格森科技技术部创 1、作用与特性 PCB（是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称）上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。 PCB低应力镍的淀积层，通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。 我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。 2、氨基磺酸镍（氨镍） 氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。所获得的淀积层的内应力低、硬度高，且具有极为优越的延展性。将一种去应力剂加入镀液中，所得到的镀层将稍有一点应力。有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液，典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。由于镀层的应力低，所以获得广泛的应用，但氨基磺酸镍稳定性差，其成本相对高。 3、改性的瓦特镍（硫镍） 改性瓦特镍配方，采用硫酸镍，连同加入溴化镍或氯化镍。由于内应力的原因，所以大都选用溴化镍。它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层；并且这种镀层为随后的电镀很容易活化，成本相对底。 4、镀液各组分的作用： 主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。 缓冲剂──硼酸用来作为缓冲剂，使镀镍液的PH值维持在一定的范围内。实践证明，当镀镍液的PH值过低，将使阴极电流效率下降；而PH值过高时，由于H2的不断析出，使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高，导致Ni(OH)2胶体的生成，而Ni(OH)2在镀层中的夹杂，使镀层脆性增加，同时Ni(OH)2胶体在电极表面的吸附，还会造成氢气泡在电极表
酸性化学镀镍层耐高温
酸性化学镀镍层耐高温 采用不锈钢或者其他合适的金属网进行过滤，用塑料网作为辅助，因为氟化物会浸湿普通的含硅性材料。加热槽液至规定温度，建议用蒸汽加热水夹套，使之加热均匀，即不能局部过热也不能长时间过热，否则引发槽液变质和在槽壁上非正常还原出游离镍。采用酸性化学镀镍层作为产品的最后膜层的时候，还要进行铬酸盐钝化处理，这样可以改善其耐蚀性，处理后的钝化表面还不容易润湿。如果不进行钝化还可以进行电镀。如果镀完镍后要粘接或者焊接，钝化这步就可以省掉。经过钝化的表面要进行粘接或者焊接，必须要先清除掉。 酸性化学镀镍层耐高温（如焊接），在175摄氏度加热两个小时可以使镁合金镀层界面间应力消除，镀层硬度达到300~400HV，热处理可以提高硬度。虽然酸性化学镀镍前通常采用浸锌和闪镀铜，但是对于碱性化学镀镍压铸镁合金表面获得的最好的镀层且镁作浸锌和闪镀铜处理。经过酸性活化后，镁及其合金上能直接化学镀镍，但是结合力差，亮度低。采用浸锌预处理，则结合力好。因此，若想获得满意的化学镀镍层，必须采用浸锌处理，而锌是两性金属，为了控制浸锌层的溶解速度，提高镀层结合强度，应该才赢接近中性的化学镀镍液。 镁及镁合金在含有酸和氯的溶液中，具有比较大的腐蚀速度，而在含氟的溶液中比较稳定，因此化学镀镍应不含有氯和酸，但可含有氟。这些观点对镁及其合金镀液的选择具有重要意义。为此溶液中镍
是以碱性碳酸镍或者氢氧化镍的形式加入，避免引进酸和氯。为了控制基体腐蚀，提高溶液的寿命并降低镀层的内应力，溶液中谈价氨基酸。控制溶液在比较高的PH值溶液下工作，并且有良好的缓冲性。而控制PH值接近中性，可以减缓镀锌层的溶解速度，从而控制镍镀初始沉积行为，提高镀层的均匀性和附着性。
化学镀镍
化学镀镍 張正東发表于: 2010-8-18 16:10 来源: 半导体技术天地 化学镀 化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生氧化还原作用，从而使金属离子还原沉积在自催化表面表面上的一种镀覆方法。化学镀与电镀的区别在于不需要外加直流电源，无外电流通过，故又称为无电解镀(Electroless Plating)或“自催化镀”(Autocatalytic Plating)。所以化学镀可以叙述为一种用以沉积金属的、可控制的、自催化的化学还原过程，其反应通式为： 上述简单反应式指出，还原剂Rn+经氧化反应失去电子，提供给金属离子还原所需的电子，还原作用仅发生在一个催化表面上。因为化学镀的阴极反应常包括脱氢步骤，所需反应活化能高，但在具有催化活性的表面上，脱氢步骤所需活化能显著降低。化学镀的溶液组成及其相应的工作条件也必须是使反应只限制在具有催化作用的零件表面上进行，而在溶液本体内，反应却不应自发地产生，以免溶液自然分解。对于某一特定的化学镀过程来说，例如化学镀铜和化学镀镍时，如果沉积金属(铜或镍)本身就是反应的催化剂，那么，这个化学镀的过程是自动催化的，基本上是与时间成线性关系，相当于在恒电流密度下电镀，可以获得很厚的沉积层。如果在催化表面上沉积的金属本身不能作为反应的催化剂，那么一旦催化表面被该金属完全覆盖后，沉积反应便终止了，因而只能取得有限的厚度。例如化学镀银时的情形，这样的过程是属于非自动催化的。 化学镀不能与电化学的置换沉积相混淆。后者伴随着基体金属的溶解；同时，也不能与均相的化学还原过程(如浸银)相混淆，此时沉积过程会毫无区别地发生在与溶液接触的所有物体上。随着工业的发展和科技进步，化学镀已成为一种具有很大发展前途的工艺技术，同其他镀覆方法比较，化学镀具有如下特点： (1)可以在由金属、半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属； (2)无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层，化学镀溶液的分散能力优异，不受零件外形复杂程度的限制，无明显的边缘效应，因此特别适合于复杂零件、管件内壁、盲孔件的镀覆； (3)对于自催化的化学镀来说，可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸； (4)工艺设备简单，无需电源、输电系统及辅助电极，操作简便； (5)镀层致密，孔隙少； (6)化学镀必须在自催化活性的表面施镀，其结合力优于电镀层； (7)镀层往往具有特殊的化学、力学或磁性能。 某些化学镀溶液的稳定性较差，溶液维护、调整和再生等比较严格。有实用价值的化学镀溶液的基本构成列于表7—0—1。 现在能用化学镀获得纯金属、合金及复合镀层，按其组成可分为以下各种： (1)纯金属镀层，有Cu、Sn、Ag、Au、Ru、Pd。 (2)二元合金化学镀层，主要集中于Ni和c0分别与P和B形成的二元合金，如Ni—P、Ni—B；C0—P、C0—B。 (3)三元及多元合金化学镀层，如三元合金有Ni—M—P(M=Cr、M0、W、Ru、Fe、C0、Nb、Cu、Sn、Zn、Re)，Ni—M—B(M=C0、M0、W、Sn)，C0—M—P(M=Ni、W、Mn)；四元合金有Ni—w—Sn—P、Ni—W—Sn—B、C0—Ni—Re—P、C0—M n—Re—P。 (4)化学复合镀层，是将金属、金属化合物或非金属化合物微粒加入到化学镀液中，使之均匀地沉积到化学镀层中去的一种技术。按加入的微粒性质可分为三大类：①金属化合物 如Al2O3、Ti02、Zr02、Cr203、Ce02、TiC、WC、Cr3C2、MoS2、WS2、CaF2、BaF2；②非金属化合物如sc、B4C、BC、BN、(CF)。、金刚石、石墨、聚四氟乙烯、碳纳米管；③金属微粒如Cr、Ni、Cu、Zr、Nb。将这种复合镀层进行热处理时，可形成新的介稳或非晶态合金相。 化学镀溶液的基本构成
挂镀镍工艺
挂镀镍工艺 一、特性： 1、镀层镜亮、填平性高、延展性好。 2、镀液稳定，易控制维护。 3、可用活性炭连续过滤，去除杂质。 4、易上铬，适用于挂镀和滚镀。 二、工艺配方及操作条件 硫酸镍 210～280g/L 氯化镍 40～60g/L 硼酸 35～50g/L NI-50# 光亮剂 0.3～0.6mI/L TA-5 柔软剂 8mI/L T-250 低泡湿润剂 0.8～1.5mI /L PH 4～4.8 温度 50～60℃ 电压 12～16ⅴ 搅拌机械搅拌或阴移动 过滤活性炭连续过滤 三、槽液配制 1、用总体积2/3的温水溶解计算量的硫酸镍及氯化镍； 2、用80℃以上热水或沸水溶解硼酸并加入上述溶液； 3、用碳酸镍或5%氢化钠调整PH值5.2左右,加入1～2ｍI/L双氧水搅拌1-2小时后,升温至70℃以上,再加入1-2g/的活性碳搅拌1小时,静置12小时以上后过滤。
4、用稀硫酸调整PH值至4.2左右,小电流电解数小时后加入配方量的光泽剂(添加剂)即可试镀。 四、光亮剂的作用 NI-50# 主要起增加镀层光泽及填平能力等作用，新配镀液时，需加入TA-5柔软剂，T-250湿润剂，以使镀液平衡，以后操作只需补充NI-50#光亮剂，便能发挥应有的效果。NI-50#消耗量为200～250ｍI/KAH。 TA-5 主要起减少镀层内应力，增加柔软性，使低电流密度区施镀良好。在活性碳连续过滤下只能除去微量TA-5。TA-5消耗量为50-100ｍI/KAH。 TA-1 主要起提高镀层光亮度及整平度，使高、低电流密度区亮度更均匀，同时可减少析氢而产生的针孔。TA-1消耗量为50-150ｍI/KAH。 T-250 适用于阴极移动或空气搅拌的低泡湿润剂，主要起防止镀层产生针孔，将镀液表面张力维持在40-50达因/厘米。T-250消耗量为20-40ｍI/KAH。 五、工艺流程 除油→水洗→除锈→水洗→活化→水洗→预镀铜→水洗→水洗→镀酸铜→水洗→水洗→镀镍→水洗→水洗→其它镀种 T-255 王牌走位水:当工件要求光亮度及深镀能力极佳时,可使用T-255王牌走位水1-3 mI /L便能达到绝好之深镀性. T-258 除杂水: 能有效络合镀液中重金属杂质,避免因杂质而产生的不良影响．用量: 0.3~2mI /L． T-256 除铁粉：每0.5g /L可络合100~200PPm铁, 用量0.2~2g/L
化学镀镍相关知识.doc
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；