培训教材(镀金工艺)
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《电镀培训教材》PPT课件
第二章 塑胶电镀
一.塑胶电镀对塑胶件的技术要求： 1.要求光度高的部位，制件必须表面平滑。 2.零件表面设计符合电镀要求，即较大平面中间应呈突 起状，一般突起在0.10-0.15mm；菱角部位到圆，v型 槽的宽度应是深度3倍，盲孔深度为直径的1/2-1/3。 3.零件应有足够的强度，壁厚一般在3mm左右，最薄不 应低于1.9mm,最厚不应大于3.8mm. 4.有镶嵌件的塑胶制品，应为铝制件。 5.应留有电镀装挂位置。装挂位置应设计在不影响外观 部位。
b.溶剂浸渍法 将零件完全浸入（20-22）℃1：1的甲乙酮和 丙酮的混合溶液液中15秒，取出后立即甩干，检验裂纹状态。
解决办法：在60-75℃的温度下加热2-4h，或在25%（体积） 的丙酮中浸泡30分。
常用塑胶热处理温度：ABS塑胶65-75 ℃，聚丙烯80-100 ℃， 氯化聚醚80-120 ℃，聚碳酸酯110-130 ℃，改性聚苯烯50-60 ℃，聚苯醚100-120 ℃；聚酰胺在沸水中处理。
3.阴极电流效率 改善阴极电流效率，提高电解液的分散能力和覆 能盖能力。
4.机体的表面状况 提高机体表面光洁度，采用短时间冲击电波， 提高氢在机体上的过电位等，可以消除机体对分散能力和覆盖 能力的不良影响。
5.几何因素的影响 在实际生产中采用辅助阴极和象形 阳极，合理调节阴阳极之间的距离等方法尽可能消除 对几何因素对电解液分散能力的影响。镀铬电解液是 一个特殊，它是一种强氧化性的酸性电解液，在所应 用的电解液中分散能力最差的一种，在镀铬时为了提 高电解液的分散能力往往从电化学性能以外的角度出 发，采用防护阴极，是用辅助阳极和非金属屏蔽以及 合理调节电极之间的距离等方法，使其处于最佳的电 流分布状态。
250350
600
镀金培训教材(潘观平)-1阶段
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Kai Ping Elec & Eltek 36
2) NiCl2·6H2O NiCl2·6H2O是阳极活化剂，Cl-不仅能活化阳极，
还会增加镀液的导电性，使镀液分散能力提高，镀 层结晶细致。过高的Cl-易使阳极过腐蚀，产生大量 的阳极泥，并造成镀层毛刺，还会增大镀层的内应 力。 Cl-浓度对镀膜内应力影响如下图示:
作用： 防止镍层氧化，增加其导电性及耐磨性。
反应原理： 阳极：2H2O - 4e → O2 ↑+4H + 阴极：Au+ + e → Au
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Kai Ping Elec & Eltek 30
(2.)操作条件
Au： 3.0~6g/l
PH： 3.8~4.8
S.G： 1.06~1.12 Ni 2+： ≤500PPM
反应原理：
Cu+Na2S2O8→CuSO4+Na2SO4
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Kai Ping Elec & Eltek 20
2.操作条件：
Na2S2O8：
50~70g/l
H2SO4：
1~3%（V/V）
Cu2+ ：
5~25g/l
温度：
30 ±2℃
时间：垂直式1min槽质:PVC或PP加热器:石英或铁弗龙加热器
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Kai Ping Elec & Eltek
目
录
一、制程目的
二、概述
三、镀镍金工艺体系的介绍
四、工艺流程及工艺原理简介
五、溶液配方及工艺规范
六、制程控制
七、镀镍金设备简介
八、常见的缺陷问题及解决方案
九、总结
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镀金工艺
B。金缸
（1）PH值升高，可提高电流效率和有利于镀层合金成份的电 沉积。 PH值降低，镀层为应力降低，硬度降低。 （2）T T升高可提高电流效率和镀金层中合金铖份的含量。 T降低内应力降低，硬度降低，合金含量降低。 （3）电流浓度 电流浓度升高，电流效率升高，太高会烧焦。
C。药水开缸及控制范围
开缸加药量 条件 开缸 氨基磺酸镍（g/e） 400L 氯化镍（g/e） 1.70kg 硼酸（g/e） 17kg 阳极活化剂（ml/e） 17L ACR3010 Di水 50L MP7100 DI水 360L 金盐 45kg
机理： + H3BO3 H + H2BO3 2+ H2BO3 H + HBO2 + 23HBO3 H + BO3 除缓冲作用以外，还能提高阴极板化，改善 镀液性能，在高电流密度条件下，使镀层结 晶细致，不易烧焦。 （4）光剂 可使镀层晶粒减小，具有一定光泽，芳香 族 含苯环有机物。光剂过高会给镀层压应力。
。 （2）氯化镍 阳极活化剂，但其浓度不能超过30g/l，因氯 离子太高会增加镀层应力。 阳极钝化有以下表现： 1）电流升不上去，槽电压高，可达6V以上。 2）阳极上气泡较多，有时会有刺激气味， 甚至阳极表面褐色。 （3）硼酸 镀液PH值缓冲剂，缓冲范围PH值 4-5。有资 料建议40~45g/l。
药水的控制范围
缸名
镀镍缸
名称
Ni NICL3 H3 BO 3 ACR3010 PH Au S.G PH
WI范围
140~160g/e 5~15g/e 25~35g/e 20~30ml/e 3.8~4.4 2~5g/e 0.063~1.200 4.2~4.6
镀金缸
药水的控制范围
电镀知识简介培训教材-课件
Confidential QA
Cu Hg Ag Pt Au
LOTES
镀层的防腐
电镀简介
防止化学腐蚀：进行镀金或镀银处理
防止原电池腐蚀：
1.镀层本身的化学性质：采用电极电位较低的镀层保护底
材﹔
2.提高镀层的厚度﹔
3.减少镀层的孔隙﹔
4.改良环境。比如：要海运的连接器最好采用隔绝包装甚至
采用真空包装
Confidential QA
Pd/Ni plating contact area
后
处
Water cleaning
Hot air drying
Packaging
理
Confidential QA
电镀简介
Acid activation Overall Ni plating
LOTES
电镀安全知识
电镀简介
1.连接器电镀特殊药品
a.剧毒物品:
(2)装饰性电镀：装饰零件的外表,使其光亮美观：首饰，金佛
(3)功能性电镀：
提高零件表面硬度,耐磨性：轮胎钢圈镀铬;
增加金属表面的反光和防反光能力：灯饰
提高导电性能：塑料电镀，镀金、银;
提高导磁性能：磁盘镀镍;
提高光的反射性能：汽车灯反光底罩﹔
防止局部渗碳,渗氮：钢材镀镍铬前用镀铜打底;
修复尺寸:精密仪器﹔
接触部分的接触信赖性, 在其接触部位进行镀金处理,
电化学腐蚀：金属和电解质溶液接触时﹐由于电化学作用而引起的 腐蚀﹒
原因：形成了原电池﹐在此腐蚀电池中﹐负极发生氧化,
Confidential QA
LOTES
镀层的腐蚀
电镀简介
原电池形成：
二氧化硫,氧气,水,硫 化氢等腐蚀性气体
Cu Hg Ag Pt Au
LOTES
镀层的防腐
电镀简介
防止化学腐蚀：进行镀金或镀银处理
防止原电池腐蚀：
1.镀层本身的化学性质：采用电极电位较低的镀层保护底
材﹔
2.提高镀层的厚度﹔
3.减少镀层的孔隙﹔
4.改良环境。比如：要海运的连接器最好采用隔绝包装甚至
采用真空包装
Confidential QA
Pd/Ni plating contact area
后
处
Water cleaning
Hot air drying
Packaging
理
Confidential QA
电镀简介
Acid activation Overall Ni plating
LOTES
电镀安全知识
电镀简介
1.连接器电镀特殊药品
a.剧毒物品:
(2)装饰性电镀：装饰零件的外表,使其光亮美观：首饰，金佛
(3)功能性电镀：
提高零件表面硬度,耐磨性：轮胎钢圈镀铬;
增加金属表面的反光和防反光能力：灯饰
提高导电性能：塑料电镀，镀金、银;
提高导磁性能：磁盘镀镍;
提高光的反射性能：汽车灯反光底罩﹔
防止局部渗碳,渗氮：钢材镀镍铬前用镀铜打底;
修复尺寸:精密仪器﹔
接触部分的接触信赖性, 在其接触部位进行镀金处理,
电化学腐蚀：金属和电解质溶液接触时﹐由于电化学作用而引起的 腐蚀﹒
原因：形成了原电池﹐在此腐蚀电池中﹐负极发生氧化,
Confidential QA
LOTES
镀层的腐蚀
电镀简介
原电池形成：
二氧化硫,氧气,水,硫 化氢等腐蚀性气体
镀金培训教材
1.添加适量Ｗ剂 2.调整适当电流
、
Ｅ．针孔
1.Ｗ剂太少 2.电流太大
F．金面粗糙：
分析原因： 1.微蚀过度 2.药水污染 3.镀铜粗糙 解决方法： 1.控制时间及微蚀速率 2.定期保养药水 3.磨刷并控制镀铜品质
G．金面发红：
1.金槽铜离子超标 1.加强金槽药液管理 2.金面氧化导致发红 2.加强清洗及烘干管理 3.金槽铁离子污染 3.加强金槽药液管理
２．微蚀槽： 主要作用：粗化铜面，增加附着力； 操作条件：ＳＰＳ：80-120g/L H2SO4：1-3％ Ｃu2+:7g/L＜Ｃu2＋＜25g/L 温度：28±2℃ 微蚀深度：20-40u” 空气搅拌 配槽量＝槽体积＊各药品含量
３．酸浸槽： 主要作用：去氧化，使铜面处于活化状态 操作条件：H2SO4：2-4％ 温度：常温 空气搅拌 配槽量＝槽体积＊预浸剂含量
５．镀金： 主要作用：在镍层表面镀上所需的金层， 得到可靠的焊接面及耐磨擦表面． 操作条件：金含量：0.3-0.8g/L P H：4.0-5.0 比 重：10-16Beo 金开缸剂及钴光泽剂以供应商所提供药水为准； PH值以酸调整盐及碱调整盐调低或调高，比重 以导电盐进行调整；槽体需配备过滤机，建议无 需空气搅拌； 配槽量＝槽体积＊预浸剂含量
时以上的电解处理及８小时碳芯过滤处理； 镍槽药水建议每半年进行碳粉处理，以延长 药液寿命； 各过滤机内的棉芯每周必须清洗更换； 金槽阳极每三个月须以氢氧化钾浸泡清洗； 金槽药液每三月倒槽清洁槽体．并以棉芯过 滤药液，不可以碳芯过滤；
六．镀镍金异常分析：
Ａ．镀镍金区域烧焦：
分析原因： 1.电流密度太大 2.PH值偏高 3.氯化镍偏高 4.温度太低或太高 5.镍金属含量偏高 解决方法： 1.降低电流密度 2.调整PH值 3.调整氯化镍含量 4.调整温度在正常范围 5.调整至正常范围
、
Ｅ．针孔
1.Ｗ剂太少 2.电流太大
F．金面粗糙：
分析原因： 1.微蚀过度 2.药水污染 3.镀铜粗糙 解决方法： 1.控制时间及微蚀速率 2.定期保养药水 3.磨刷并控制镀铜品质
G．金面发红：
1.金槽铜离子超标 1.加强金槽药液管理 2.金面氧化导致发红 2.加强清洗及烘干管理 3.金槽铁离子污染 3.加强金槽药液管理
２．微蚀槽： 主要作用：粗化铜面，增加附着力； 操作条件：ＳＰＳ：80-120g/L H2SO4：1-3％ Ｃu2+:7g/L＜Ｃu2＋＜25g/L 温度：28±2℃ 微蚀深度：20-40u” 空气搅拌 配槽量＝槽体积＊各药品含量
３．酸浸槽： 主要作用：去氧化，使铜面处于活化状态 操作条件：H2SO4：2-4％ 温度：常温 空气搅拌 配槽量＝槽体积＊预浸剂含量
５．镀金： 主要作用：在镍层表面镀上所需的金层， 得到可靠的焊接面及耐磨擦表面． 操作条件：金含量：0.3-0.8g/L P H：4.0-5.0 比 重：10-16Beo 金开缸剂及钴光泽剂以供应商所提供药水为准； PH值以酸调整盐及碱调整盐调低或调高，比重 以导电盐进行调整；槽体需配备过滤机，建议无 需空气搅拌； 配槽量＝槽体积＊预浸剂含量
时以上的电解处理及８小时碳芯过滤处理； 镍槽药水建议每半年进行碳粉处理，以延长 药液寿命； 各过滤机内的棉芯每周必须清洗更换； 金槽阳极每三个月须以氢氧化钾浸泡清洗； 金槽药液每三月倒槽清洁槽体．并以棉芯过 滤药液，不可以碳芯过滤；
六．镀镍金异常分析：
Ａ．镀镍金区域烧焦：
分析原因： 1.电流密度太大 2.PH值偏高 3.氯化镍偏高 4.温度太低或太高 5.镍金属含量偏高 解决方法： 1.降低电流密度 2.调整PH值 3.调整氯化镍含量 4.调整温度在正常范围 5.调整至正常范围
电镀员工培训教材
一、作业流程：高锰酸钾刷磨插板上架膨胀双水洗回收热水洗双水洗预中和双水洗中和双水洗整孔热水洗双水洗微蚀双水洗预活化活化双水洗还原I还原II双水洗化学铜双水洗二、常用化学原料：膨胀剂、液碱(35%)、中和剂、硫酸(98%)、整孔剂、过硫酸钠、预浸剂、活化剂-2N、双氧水、还原剂硼酸、化学铜185B、化学铜185C、化学铜添加剂。
三、主要流程的作用：四、常见不良问题、原因、纠正方法五、作业注意事项1、待刷磨之PCB需保持板面清洁，若有残胶或表面有油污，需处理干净后方可刷磨。
2、刷磨前须测刷痕，板材厚度不同之PCB不得同时刷磨，需重新量测刷磨。
3、严禁用洒精及其它溶剂清洗刷磨轮和滚轮。
4、停水时不得刷板。
5、PTH后水槽放置之板严禁露液面。
6、药水添加时严禁不同药水相混。
7、PTH作业时不能裸露手接触板面。
8、添加固体药水时须槽外溶解。
9、添加药水时时务必配戴防护工具。
10、药水分析添加单务必按规定30min内添加完毕，如有异常须重新取样确认。
11、PTH背光≥8级，低与≥8级时须做重工。
酸性镀铜酸性镀铜分为一次铜（全板镀铜）和二次铜（图形电镀）其工艺流程如下：一、一次铜作业流程:上挂架酸浸镀铜双水洗下料一次铜后刷磨验孔转下制程二、常用化学原料硫酸(98%)、硝酸（68%）、五水流酸铜、盐酸、酸铜添加剂、磷铜三、二次铜作业流程上挂架脱脂双水洗微蚀双水洗酸浸镀铜水洗高位水洗预浸镀锡双水洗下料四、常用化学原料硫酸（98%）、硝酸（68%）、五水硫酸铜、硫酸亚锡、盐酸、酸性清洁剂、过硫酸钠、酸铜添加剂、磷铜、锡球、锻面锡添加剂。
五、一次铜主要流程的作用六二次铜主要流程的作用七、镀铜基本原理酸性铜液，在直电压下，主要发生如下电极反应阴极Cu2++2 Cu 阳极Cu-2e Ce2+八、镀锡基本原理阴极Sn2++2e Sn 阳极Sn-2e Sn+九、铜槽镀液中各成份变化镀层影响1、硫酸铜：硫酸浓度太低，高电流区易烧焦，浓度太高，镀层分散能力降低2、硫酸：硫酸浓度太低，溶液导电差，镀液分散能力差，浓度太高，会降低Cu2+的迁移率，效率反而会降低，而且对铜层的延伸率不利3、氯离子：阳极活化剂，又是镀层的应力消除剂，氯离子可以帮助阳极正常溶解，并且和添加剂协同作用使镀层光亮，整平，还可以降低镀层的张应力氯离子浓度太低，镀层出现台阶状的粗糙镀层，易出现针点和烧焦、氯离子浓度过高，导致阳极钝化，镀层失去光泽。
培训教材(镀金工艺)
： 7.9g/cm2
： 8-10% （重量比） ： 48 Rockwell（500VHN）（于沉积后） ： 75micro ohm-cm
： 13.8微米/米/℃
： Mil-C-26074B （军用规范：化学镀镍层技术要求） AMS 2404A （航空材料规范、化学镀镍） ISO 4527 （国际标准：自催化镍磷镀层-规范和 试验方法）
10
药液混浊及分解
100
粗糙表面
2
析出速度减慢，露铜。
50
析出速度减慢，露铜。
10
析出速度减慢
27
浸金槽金属污染极限及影响
金属杂质 Cu Ni
污染极限 （ppm） 影响
10
焊锡性不良，甩金
900
焊锡性不良
28
流程控制要点
1. 退Sn/Pb（或纯Sn） - 线路及孔壁上的Sn/Pb（或纯Sn）须完全退除，特别要注意SnCu金属化物要退干净。
NaH2PO2 温度 PH 值
溶液过滤 负载
搅拌
控制范围
80-120ppm 150-200ml/l
20-35℃ 3-5min 缓慢机械搅拌
80-120ml/l 4.8-6.3g/l 22-32g/l 82-86℃
4.6-5.2 5-10Cycle/hr 0.25-2.5dm2/l 机械搅拌，加热管 下微弱打气。
度
焊性不良。
渗镀
PH
同上
同上
温度
同上
同上
22
改变工艺参数对化学镍金效果的影响
浸镀金
参数 比重
温度
低于标准下限
高出标准上限
不足以与金属污染物络合， 金变色。
增加溶液带出成本
镀金培训教材(潘观平)-1阶段
1.药液组成: 氨基磺酸镍Ni(SO3NH2)2 氯化镍NiCl2·6H2O 硼酸H3BO3 光泽剂ACR3010 Brighter
作用：作为金层与铜层之间的屏障，防止铜Migration， 作为镀金的基底层，大幅度提高金的耐磨性， 且对铜基体提供电化起保护作用。
反应原理： 阳极反应：Ni-2e → Ni2+ 阴极反应： Ni2+ +2e → Ni 2H+ +2e → H2↑
目录
一、制程目的 二、概述 三、镀镍金工艺体系的介绍 四、工艺流程及工艺原理简介 五、溶液配方及工艺规范 六、制程控制 七、镀镍金设备简介 八、常见的缺陷问题及解决方案
金因具有优越的导电性及抗氧化性.。因此PCB制作中需要镀金制 程，但因为金的成本较高，所以只用于金手指，局部镀或化学金。如 bonding pad等。金手指(Gold Finger，或称Edge Connector)设计的目 的，在于藉由connector连接器的插接作为板对外联络的出口。整板镀 金在考虑其成本及可焊性要求下，逐渐被化学金所取代。
在水溶液中， H3BO3产生如下平衡：
H3BO3
H++ H3BO3-
当溶液PH↑时， H3BO3离解出H+，以稳定PH值。
4) PH控制 溶液的PH值对镍的电沉积过程及所得镀层性质有很大影响，PH一
般在3.8~4.4之间，PH值偏高，镀液分散能力较好，较高的阴极电流 效率和沉积速率。但PH过高，有出现碱试镍盐的倾向，并有利于H2 气泡的滞留。导致镀层结晶粗糙，且PH控制对镀层应力，延伸率都 有很大的影响，
镀镍
镍的电镀层可以从低氯化物硫酸盐、氨基磺酸盐、氟硼酸盐等电 镀溶液体系获得。印制板镀层必须具备内应力小，外观细致光滑，与 铜基体有良好的结合力等特点。能同时满足上述要求的镀液一般是低 氯化物的硫酸盐和氨基磺酸盐体系。氨基磺酸盐特点是内应力低，沉 积速度快，但成本也较高。
作用：作为金层与铜层之间的屏障，防止铜Migration， 作为镀金的基底层，大幅度提高金的耐磨性， 且对铜基体提供电化起保护作用。
反应原理： 阳极反应：Ni-2e → Ni2+ 阴极反应： Ni2+ +2e → Ni 2H+ +2e → H2↑
目录
一、制程目的 二、概述 三、镀镍金工艺体系的介绍 四、工艺流程及工艺原理简介 五、溶液配方及工艺规范 六、制程控制 七、镀镍金设备简介 八、常见的缺陷问题及解决方案
金因具有优越的导电性及抗氧化性.。因此PCB制作中需要镀金制 程，但因为金的成本较高，所以只用于金手指，局部镀或化学金。如 bonding pad等。金手指(Gold Finger，或称Edge Connector)设计的目 的，在于藉由connector连接器的插接作为板对外联络的出口。整板镀 金在考虑其成本及可焊性要求下，逐渐被化学金所取代。
在水溶液中， H3BO3产生如下平衡：
H3BO3
H++ H3BO3-
当溶液PH↑时， H3BO3离解出H+，以稳定PH值。
4) PH控制 溶液的PH值对镍的电沉积过程及所得镀层性质有很大影响，PH一
般在3.8~4.4之间，PH值偏高，镀液分散能力较好，较高的阴极电流 效率和沉积速率。但PH过高，有出现碱试镍盐的倾向，并有利于H2 气泡的滞留。导致镀层结晶粗糙，且PH控制对镀层应力，延伸率都 有很大的影响，
镀镍
镍的电镀层可以从低氯化物硫酸盐、氨基磺酸盐、氟硼酸盐等电 镀溶液体系获得。印制板镀层必须具备内应力小，外观细致光滑，与 铜基体有良好的结合力等特点。能同时满足上述要求的镀液一般是低 氯化物的硫酸盐和氨基磺酸盐体系。氨基磺酸盐特点是内应力低，沉 积速度快，但成本也较高。
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NaH2PO2 温度 PH 值
溶液过滤 负载
搅拌
控制范围
80-120ppm 150-200ml/l
20-35℃ 3-5min 缓慢机械搅拌
80-120ml/l 4.8-6.3g/l 22-32g/l 82-86℃
Ni2+ +2e Ni0 H2PO2- + H P + H2O +OH-
16
化学镍金各流程概述
பைடு நூலகம்
8. 浸镀金：
浸金层作用： 保护底层镍不被氧化及维持可焊性 （Solderability）和铝线Bondability。
原理：
在刚沉积上的镍层表面，以置换方式在镍面上沉积一层 很薄而均匀之金层。当镍表面上完全地覆盖了一层金沉 积层后，金之沉积反应便停止，故金属的厚度有极限。
H2SO4/SPS
Acid-Dip H2SO4
Acid-Dip
Rinse
Activator
HCL
Rinse
E’less Nickel
Ronamax SMT
Catalyst SMT
Rinse
Recycle&Rinse
Au
Aurolectroless SMT
Pre-Dip HCL Dry
3
化学镍金板的主要应用
作用：
去除微蚀后的铜面氧化物，使铜面在新鲜状态（无氧
化物）下进入催化槽。
-
维持催化槽中的酸度
延长催化槽的寿命
主要成份： 盐酸
反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
12
化学镍金各流程概述
5. 催 化：
作用： 供
通过置换反应在铜面产生一层钯，为化学镍沉积提 一个自催化表面。
主要成份：
盐酸钯 盐酸
1. 移动电话机 2. 传呼机 3. 计算器 4. 电子词典 5. 电子记事本 6. 记忆卡 7. 笔记型电脑 8. 掌上型电脑 9. 掌上型游戏机 10. IC卡 11. 汽车用板 12. 其它在苛刻环境下使用之线路板
4
化学镍-磷镀层物理特性
密度 磷含量 硬度 导电性
热膨胀系数 镀层完全符合 下列规范之要求
Clean-PC Cu2+ 温度
控制范围
200-300ml/l 1g/L
40-50℃
时间
4-6min
NPS
60-80g/l
2
微蚀
H2SO4（SG 1.84） 2-4% (V/V)
温度
28-32℃
微蚀厚度
40-60μin
3
酸洗 H2SO4（SG 1.84） 40-60ml/l
4
预浸
HCL
80-120ml/l
主要成份：
过硫酸钠 硫酸
反应式 ： Cu + S2O82- Cu2+ + 2SO42-
10
化学镍金各流程概述
3. 酸 洗：
作用： 去除微蚀后的铜面氧化物，使铜面呈新鲜状态。
清洗微蚀后的板面残留液
-
主要成份： 硫酸
反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
11
化学镍金各流程概述
4. 预 浸：
Rohm&Haas 化学镍金工艺
1
目录
化学镍金基本工艺流程 化学镍金板的主要应用 化学镍磷镀层物理特性 浸金层物理特性 化学镍金沉积机理 化学镍金各层功能 化学镍金各流程概述 化学镍金工艺控制参数及溶液更换基准
2
基本工艺流程
Acid Cleaner CLEAN-PC
Rinse
Rinse
Micro-Etch
反应式 ： Cu + Pd2+ Cu2+ + Pd
13
化学镍金各流程概述
6. 后 浸：
作用： 化
移去可能吸附于基材或阻焊膜上的离子钯，以免在 学镍中出现渗镀。
主要成份： 盐酸
14
化学镍金各流程概述
7. 化学镍：
化学镍层作用：
在铜和金之间提供一层金属扩散阻挡层。 提供一层抗蚀层 提供可焊性表面 为Wire bonding提供坚固的可粘结层
最佳值 250m/l
45℃ 5min 70g/l 3% (V/V) 30℃ 50μin 50m/l 100m/l
溶液更换基准
5m2/L
Cu 含量大于 20g/l 3m2/L 3m2/L
18
工艺控制参数及溶液更换基准
序号 工序名称
5 催化
6
后浸
7 化学镍
控制项目 Pd HCL 温度 时间 搅拌 HCL Ni
主要成份：
氰化金钾[KAu(CN)2] — 金属离子的来源 有机酸 — 防止镍表面产生钝态并与溶出的镍 离子结合成络离子。
EDTA — 螯合剂，抑制金属污染物
反应式： Ni + 2Au(CN)-2 Ni2+ + 2Au +4CN-
17
工艺控制参数及溶液更换基准
序号 工序名称 1 酸性除油
控制项目
浓度过量，从而稳定溶液阻止亚磷酸镍沉淀，还 起PH缓冲作用。 PH缓冲剂 — 长期控制PH
稳定剂 —通过遮蔽催化活性核心，防止溶液分解。 加速剂 — 活化次磷酸根离子，加速沉积反应，作
用方式和稳定剂，络合剂相反。
湿润剂 — 提高待镀表面的浸润性。 反应式： H2PO2- + OH- HPO3- +H2 + e
5
浸镀金层物理特性
金纯度 ： 99.99% 硬度 ： 低于80 Knoop 密度 ： 19.3g/cm2
6
化学镍金沉积机理
催化 化学镍
在铜和钯之间的浸镀反应 自催化反应，还原镍沉积。
浸金
在镍和金之间的浸镀反应
7
化学镍金各层功能
钯
高度活性引发镍沉积（单分子层）
镍
此层为含磷7-10%的镍-磷合金，可焊接，
原理：
铜面在钯金属之催化作用下通过还原剂和镍离子开始 化学镀镍反应，由于镍本身是进一步化学镀镍的催化 剂，即使原来的基底表面被镍完全覆盖之后，沉积过 程仍将继续下去，直至线路板从槽液中取出。
主要成份：
硫酸镍 — 金属离子的来源 次磷酸钠 — 还原剂
15
主要成份：
络合剂 — 形成镍的络合物，防止游离镍离子
： 7.9g/cm2
： 8-10% （重量比） ： 48 Rockwell（500VHN）（于沉积后） ： 75micro ohm-cm
： 13.8微米/米/℃
： Mil-C-26074B （军用规范：化学镀镍层技术要求） AMS 2404A （航空材料规范、化学镀镍） ISO 4527 （国际标准：自催化镍磷镀层-规范和 试验方法）
可Bonding。
金
镍层的保护层
8
化学镍金各流程概述
1. 除 油：
作用：
去除铜面轻微氧化物及污物。 降低液体表面张力，将吸附于铜面之空气排开，使药 液在其表面扩张，达到润湿效果。
主要成份：
酸 非离子型表面活性剂
反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
9
化学镍金各流程概述
2. 微 蚀： 作用： 去除铜面氧化物 铜面微粗化，使其与化学镍层有良好的结合。
溶液过滤 负载
搅拌
控制范围
80-120ppm 150-200ml/l
20-35℃ 3-5min 缓慢机械搅拌
80-120ml/l 4.8-6.3g/l 22-32g/l 82-86℃
Ni2+ +2e Ni0 H2PO2- + H P + H2O +OH-
16
化学镍金各流程概述
பைடு நூலகம்
8. 浸镀金：
浸金层作用： 保护底层镍不被氧化及维持可焊性 （Solderability）和铝线Bondability。
原理：
在刚沉积上的镍层表面，以置换方式在镍面上沉积一层 很薄而均匀之金层。当镍表面上完全地覆盖了一层金沉 积层后，金之沉积反应便停止，故金属的厚度有极限。
H2SO4/SPS
Acid-Dip H2SO4
Acid-Dip
Rinse
Activator
HCL
Rinse
E’less Nickel
Ronamax SMT
Catalyst SMT
Rinse
Recycle&Rinse
Au
Aurolectroless SMT
Pre-Dip HCL Dry
3
化学镍金板的主要应用
作用：
去除微蚀后的铜面氧化物，使铜面在新鲜状态（无氧
化物）下进入催化槽。
-
维持催化槽中的酸度
延长催化槽的寿命
主要成份： 盐酸
反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
12
化学镍金各流程概述
5. 催 化：
作用： 供
通过置换反应在铜面产生一层钯，为化学镍沉积提 一个自催化表面。
主要成份：
盐酸钯 盐酸
1. 移动电话机 2. 传呼机 3. 计算器 4. 电子词典 5. 电子记事本 6. 记忆卡 7. 笔记型电脑 8. 掌上型电脑 9. 掌上型游戏机 10. IC卡 11. 汽车用板 12. 其它在苛刻环境下使用之线路板
4
化学镍-磷镀层物理特性
密度 磷含量 硬度 导电性
热膨胀系数 镀层完全符合 下列规范之要求
Clean-PC Cu2+ 温度
控制范围
200-300ml/l 1g/L
40-50℃
时间
4-6min
NPS
60-80g/l
2
微蚀
H2SO4（SG 1.84） 2-4% (V/V)
温度
28-32℃
微蚀厚度
40-60μin
3
酸洗 H2SO4（SG 1.84） 40-60ml/l
4
预浸
HCL
80-120ml/l
主要成份：
过硫酸钠 硫酸
反应式 ： Cu + S2O82- Cu2+ + 2SO42-
10
化学镍金各流程概述
3. 酸 洗：
作用： 去除微蚀后的铜面氧化物，使铜面呈新鲜状态。
清洗微蚀后的板面残留液
-
主要成份： 硫酸
反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
11
化学镍金各流程概述
4. 预 浸：
Rohm&Haas 化学镍金工艺
1
目录
化学镍金基本工艺流程 化学镍金板的主要应用 化学镍磷镀层物理特性 浸金层物理特性 化学镍金沉积机理 化学镍金各层功能 化学镍金各流程概述 化学镍金工艺控制参数及溶液更换基准
2
基本工艺流程
Acid Cleaner CLEAN-PC
Rinse
Rinse
Micro-Etch
反应式 ： Cu + Pd2+ Cu2+ + Pd
13
化学镍金各流程概述
6. 后 浸：
作用： 化
移去可能吸附于基材或阻焊膜上的离子钯，以免在 学镍中出现渗镀。
主要成份： 盐酸
14
化学镍金各流程概述
7. 化学镍：
化学镍层作用：
在铜和金之间提供一层金属扩散阻挡层。 提供一层抗蚀层 提供可焊性表面 为Wire bonding提供坚固的可粘结层
最佳值 250m/l
45℃ 5min 70g/l 3% (V/V) 30℃ 50μin 50m/l 100m/l
溶液更换基准
5m2/L
Cu 含量大于 20g/l 3m2/L 3m2/L
18
工艺控制参数及溶液更换基准
序号 工序名称
5 催化
6
后浸
7 化学镍
控制项目 Pd HCL 温度 时间 搅拌 HCL Ni
主要成份：
氰化金钾[KAu(CN)2] — 金属离子的来源 有机酸 — 防止镍表面产生钝态并与溶出的镍 离子结合成络离子。
EDTA — 螯合剂，抑制金属污染物
反应式： Ni + 2Au(CN)-2 Ni2+ + 2Au +4CN-
17
工艺控制参数及溶液更换基准
序号 工序名称 1 酸性除油
控制项目
浓度过量，从而稳定溶液阻止亚磷酸镍沉淀，还 起PH缓冲作用。 PH缓冲剂 — 长期控制PH
稳定剂 —通过遮蔽催化活性核心，防止溶液分解。 加速剂 — 活化次磷酸根离子，加速沉积反应，作
用方式和稳定剂，络合剂相反。
湿润剂 — 提高待镀表面的浸润性。 反应式： H2PO2- + OH- HPO3- +H2 + e
5
浸镀金层物理特性
金纯度 ： 99.99% 硬度 ： 低于80 Knoop 密度 ： 19.3g/cm2
6
化学镍金沉积机理
催化 化学镍
在铜和钯之间的浸镀反应 自催化反应，还原镍沉积。
浸金
在镍和金之间的浸镀反应
7
化学镍金各层功能
钯
高度活性引发镍沉积（单分子层）
镍
此层为含磷7-10%的镍-磷合金，可焊接，
原理：
铜面在钯金属之催化作用下通过还原剂和镍离子开始 化学镀镍反应，由于镍本身是进一步化学镀镍的催化 剂，即使原来的基底表面被镍完全覆盖之后，沉积过 程仍将继续下去，直至线路板从槽液中取出。
主要成份：
硫酸镍 — 金属离子的来源 次磷酸钠 — 还原剂
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主要成份：
络合剂 — 形成镍的络合物，防止游离镍离子
： 7.9g/cm2
： 8-10% （重量比） ： 48 Rockwell（500VHN）（于沉积后） ： 75micro ohm-cm
： 13.8微米/米/℃
： Mil-C-26074B （军用规范：化学镀镍层技术要求） AMS 2404A （航空材料规范、化学镀镍） ISO 4527 （国际标准：自催化镍磷镀层-规范和 试验方法）
可Bonding。
金
镍层的保护层
8
化学镍金各流程概述
1. 除 油：
作用：
去除铜面轻微氧化物及污物。 降低液体表面张力，将吸附于铜面之空气排开，使药 液在其表面扩张，达到润湿效果。
主要成份：
酸 非离子型表面活性剂
反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
9
化学镍金各流程概述
2. 微 蚀： 作用： 去除铜面氧化物 铜面微粗化，使其与化学镍层有良好的结合。