电镀镍金、化学金、闪金
PCB化学镀镍金工艺介绍(一)
PCB化学镀镍/金工艺介绍（一）印制电路板化学镍/金工艺是电路板表面涂覆可焊性涂层的一种。
其工艺是在电路板阻焊膜工艺后在裸露铜的表面上化学镀镍，然后化学镀金。
该工艺既能满足日益复杂的电路板装配焊接的要求，又比电镀镍/金工艺的成本低，更易于实现全自动化连续生产。
同时更利于有效的保护导线的侧边缘。
一、化学镀镍化学镀镍溶液的工艺配方很多，采用次磷酸二氢钠为还原剂的镀液比较普遍。
其实采用化学镀镍的方法，得不到纯镍镀层，而是二元以上的镍基合金。
应用最多的是以镍为基，含有一定量的磷、硼、或氮的二元合金。
电路板较适合于采用以次磷酸二氢钠为还原剂的酸性镀液（得到镀层含磷量体裁衣3-14%）。
酸性化学镀镍的PH值一般在内4-6，与碱性镀液比其稳定性高，易于维护，沉积速率高。
但其操作温度高。
典型工艺如下：硫酸镍（NiSO4.7HO2）-----------------21克/升次磷酸钠（NaH2PO2.H2O）--------------18-26克/升丙酸---------------------------------2毫升/升乳酸---------------------------------30毫升/升稳定剂------------------------------0-1毫升/升PH-----------------------------------4-6温度---------------------------------80-90度C1、镀液中各成份的作用及操作条件影响：1．1、镍盐---硫酸镍，他的作用是提供还原为金属镍所需的Ni2+离子。
但是镍盐浓度不能过高，实践结果表明，当镍盐浓度增加到一定数值时，沉积速度趋于稳定，这时PH 过高和络合剂含量不足时，还会生成氢氧化镍或亚磷酸镍沉淀，影响镀液的稳定性。
1．2、还原剂---次磷酸钠为还原剂，提供NI2+离子还原为金属镍所需的电子。
浓度提高，沉积速度加快，但比例浓度过高稳定性下降。
不同表面处理类型(镀镍金、化镍金、镍钯金-OSP)项目对比表
电镀镍金
不同镀层种类项目对比
化学镀镍金
化学镀镍钯金
华 远 电 OSP
定义
在金属铜上通过电流的作用电镀上镍、 金镀层
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
化学镍钯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，然后在镍层上通过氧化还 原生成一层钯层，再通过置换反应在钯 （透过钯层的微小缝隙与镍层发生置换 反应）的表面镀上一层金
1、制程简单，药水易于管理；
3、可以设计更小的焊盘，在原有的面 积上增加更多的布线区域；
2、生产效率高；
4、钯层既保护了镍层，也为金线互熔 3、焊盘平整度好；
提供了基础，在较薄的金镀层也可以获
4、和焊盘之间无IMC层，锡层直接和 铜进行焊接，具有很高的可靠性，结合
得很好的绑线效果； 5、保存有效期较长；
③化金原理： 亚金离子与镍层发现置换反应： Ni+2Au+=Ni2++2Au
这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐 湿性，用以保护铜表面于常态环境中不 再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后 续的焊接高温中，此种保护膜又必须很 容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使 露出的干净铜表面得以在极短的时间内 与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
①化镍原理： 步骤1：H2P02- + H2O = H2PO3+2H++2e-，脱氢析出电子 步骤2：H2PO2-+mNi2++（2m+1）e=NimP+2OH-
②镀金原理：
阴极：Au+ + e- →Au，Au+来源于添加 ②化金原理：
化学镍金
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。
电镀镍金
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。
支持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。
化学镍与电镀镍知识分享
耐蝕性
較差，需要與其他金屬 優良，大部分場合下可代替不銹鋼 鍍層組成多層體系來保 證其耐蝕性
硬度
鍍態下HV350~650， 鍍層較軟易拋光
鍍態下HV500-550（HRC49-55）， 400℃熱處理1H後為HV900-1000 （HRC69-72），鍍層硬度隨含磷量增 加而提升
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化學鍍鎳與電鍍鎳
續上頁…
耐磨性及結 耐磨性較低，單層鍍鎳
合力
與基體結合力差
ห้องสมุดไป่ตู้
鍍層具有自潤滑性能，耐磨性良好，與 基體結合力良好，如軟鋼上為210～ 420MPa、不銹鋼上為160-200MPa、Al 上為100-250MPa
鍍層厚度
一般鋼件上鍍覆不超過 鍍層的厚度可控，一般為10-15μm/h,鍍 20μm，且鍍層厚度不易 層最高可達400μm 控制
當鎳層沉積到活化的零件表面後由於鎳具有 自催化能力，所以該過程將自動進行下去。
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化學鍍鎳與電鍍鎳
化學鍍鎳鍍層分類
◎ 以次磷酸鈉為還原劑時，化學鍍鎳所鍍出的鍍層為鎳磷（ Ni-P）合金，按其 磷含量的不同可分為低磷(磷含量低於3% )、中磷(磷含量在3-10% )、高磷 (磷含量高於10% )三大類；
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化學鍍鎳與電鍍鎳
電鍍鎳之適用范圍
◎ 可用作表面鍍層，但主要用於鍍鉻打底，防止腐蝕，增加耐磨性、光澤 和美觀，為裝飾性防護鍍層
◎ 廣泛用於汽車、自行車、鐘錶、醫療器械、儀器儀錶和日用五金等方面
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化學鍍鎳與電鍍鎳
三、化學鍍鎳與電鍍鎳區分
類別 項目
電鍍鎳
化學鍍鎳
鍍層結構
純鎳，鍍層結晶細緻、 鎳磷合金，鍍層系非晶態，孔隙小， 平滑光亮、內應力較小、表面光潔緻密無孔 孔隙率高
化学沉金和化学镍金-概述说明以及解释
化学沉金和化学镍金-概述说明以及解释1.引言1.1 概述化学沉金和化学镍金是一种常用的金属表面处理方法，通过在金属表面沉积金或镍的薄层，来改善金属的耐腐蚀性、硬度和美观度。
这两种方法在工业领域得到了广泛的应用。
化学沉金是将金属表面的金属离子还原为金属，并在表面形成一层金属颗粒的过程。
通常使用的还原剂是含有金属离子的化学溶液，如氰化物和氢氧化物。
通过调节溶液的pH值和温度等条件，可以控制沉金层的厚度和均匀性。
化学沉金具有反应速度快、操作简便、成本较低的优点。
它广泛应用于电子行业，用于制造电子元器件和电路板。
化学镍金是将镍和金同时沉积在金属表面，形成一层金属合金。
化学镍金的原理类似于化学沉金，但添加了镍离子的沉积溶液。
相比于纯金属，金属合金具有更高的硬度和耐腐蚀性。
同时，镍和金的共同作用也使得金属表面更加美观。
化学镍金广泛应用于汽车制造、航空航天、机械制造等行业，用于改善金属零件的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
本文旨在探讨化学沉金和化学镍金的原理、应用领域和实验条件，并对这两种方法的优点和差异进行对比分析。
最后，还将展望未来在金属表面处理领域的研究方向。
通过深入了解和研究化学沉金和化学镍金的内在机理和应用价值，我们可以更好地应用和推广这两种方法，提升金属制品的质量和性能，满足人们对高品质金属产品的需求。
文章结构部分的内容写作如下：1.2 文章结构本文主要讨论化学沉金和化学镍金这两种方法在金属加工和电镀领域的应用。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将概述化学沉金和化学镍金的背景和概念，并介绍它们在金属材料表面处理和电镀过程中的重要性。
同时，引言部分还指出本文的目的，即对比两种方法的优缺点，并展望未来的研究方向。
正文部分主要分为化学沉金和化学镍金两个小节。
在化学沉金小节中，将详细介绍化学沉金的原理、应用领域和实验条件。
对于原理部分，将说明化学沉金是利用特定的化学物质和反应条件将金属离子还原成金属沉积在基材表面的过程。
化学镍金基础知识
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。
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电镀镍金、化学金、闪金
電鍍鎳金
其實電鍍金本身就可以分為硬金及軟金。
因為電鍍硬金實際上就是合金，所以硬度會比較硬，適合用在需要受力摩擦的地方，在電子業，一般用來作為店路板的板邊接觸點（俗稱「金手指」）；而軟金一般則用於COB(Chip On Board)上面打鋁線，或是手機按鍵的接觸面，近來則被大量運用在BGA載板的正反兩面。
想瞭解硬金及軟金的由來，最好先稍微瞭解一下電鍍的流程。
姑且不談前面的酸洗過程，電鍍的目的，基本上就是要將「金」電鍍於電路板的銅皮上，可是「金」無法直接與銅皮起反應，所以必須先電鍍一層「鎳」，然後再把金電鍍到鎳的上面，所以我們一般所謂的電鍍金，其實際名稱應該叫做「電鍍鎳金」。
而硬金及軟金的區別，則是最後鍍上去的這層金的成份，鍍金的時候可以選擇電鍍純金或是合金，因為純金的硬度較軟，所以也就稱之為「軟金」，因為金和鋁可以形成良好的合金，所以COB在打鋁線的時候就會特別要求這層金的厚度。
另外，如果選擇電鍍金鎳合金或是金鈷合金，因為合金比純金來得硬，所以也就稱之為「硬金」。
軟金：酸洗→ 電鍍鎳→ 電鍍純金
硬金：酸洗→ 電鍍鎳→ 預鍍金→ 電鍍金鎳或金鈷合金
化金
現在的化金，大多是用來稱呼這種 ENIG（Electroless Nickle Immersion Gold，化鎳浸金）的表面處理方法。
其優點是不需要使用電鍍的製程就可以把鎳及金附著於銅皮之上，而且其表面也比電鍍金來得平整，這對日趨縮小的電子零件與要求平整度的元件尤其重要。
由於ENIG使用化學置換的方法製作出表面金層的效果，所以其金層的最大厚度無法達到如電鍍金一樣的厚度，而且越往底層含金量會越少。
因為ENIG的鍍金層屬於純金，所以它也經常被歸類為「軟金」，也且也有人拿它來作為COB打鋁線的表面處理，但必須嚴格要求其金層厚度至少要高於 3～5 microinches (μ")，一般超過 5μ" 的金層就很難達到了，太薄的金層將會影響到鋁線的附著力；而一般的電鍍金則可以輕鬆的達到15 microinches (μ")以上。
但是價錢也隨著金層的厚度而增加。
閃金(Flash Gold)
「閃金」一詞源自於Flash，意思就是快速鍍金，其實它就是電鍍硬金的「預鍍金」程序，參考電鍍鎳金的製程說明，它使用較大的電流與含金較濃的液槽，先在鎳層的表現形成一層密度較細緻，但較薄的鍍金層，以利後續電鍍金鎳或金鈷合金可以方便進行。
因為少了後面的電鍍金程序，所以其成本較真正的電鍍金來得便宜許多。
但也因為其金層非常的薄，所以無法有效地覆蓋住底下的鎳層，也就較容易導致存放的時候氧化，影響可焊性的。
以目前眾多電路板表面處理的方法來看，電鍍鎳金的費用相較於其他的表面處理方法（如ENIG、OSP）相對來得高，所以現在較少被採用，除非特殊用途，比如說連接器的接觸面處理，以及有滑動式接觸元件的需求（如金手指…）等，就目前的電路板表面處理技術而言，電鍍鎳金的鍍層具有良好的抗摩擦能力以及優異的抗氧化能力還是無人能比。