PCB板化镍金工艺控制

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化学镍金

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。

印制电路板(PCB)表面镀镍工艺(全面)

印制电路板(PCB)表面镀镍工艺(全面)

1概述镍,元素符号Ni,原子量58.7,密度8.88g/cm3,Ni2+的电化当量1.095g /AH。

用于印制板的镍镀层分为半光亮镍(又称低应力镍或哑镍)和光亮镍两种。

主要作为板面镀金或插头镀金的底层,根据需要也可作为面层,镀层厚度按照IPC-6012(1996)标准规不低于2~2.5μm。

镍镀层应具有均匀细致,孔隙率低,延展性好等特点,而且低应力镍应具有宜于钎焊或压焊的功能。

2低应力镍2.1镀镍机理阴极:在阴极上,镀液中的镍离子获得电子沉积出镍原子,同时伴有少量氢气析出。

Ni2++2e+Ni0Ni2+/Ni=-0.25V2H++2e+H20202+/N2=-0.0V虽然Ni的标准电极电位很负,但由于氢的过电位以及镀液中镍离子的浓度、温度、pH等操作条件的影响,阴极上析出氢极少,这时镀液的电流效率可达98%以上。

只有当pH很低时,才会有大量氢气析出,此时阴极上无镍沉积。

阳极:普通镀镍使用可溶性镍阳极。

阳极的主反应为金属镍的电化学溶解:Ni-2e→Ni2+当阳极电流密度过高,电镀液中又缺乏阳极活化剂时,阳极将发生钝化并伴有氧气析出:2H2020e→02↑+4H+当镀液中有氯离子存在时,也可能发生析出氯气得反应:2C1--2e→C12↑阳极上金属镍电化学溶解使镍离子不断进入溶液,从而提供了阴极电沉积所需的镍离子。

但当阴极面积不够大或镀液中活化剂不够时,将导致阳极钝化而析出氧,生成的氧进步氧化阳极表面,生成棕色的Ni2020化膜。

2Ni+3[O]→Ni2O3由于阳极钝化,使电流密度降低,槽电压升高,电能损失增加。

当使用高速镀镍工艺时,阳极采用非溶性材料如:铂、钛上镀铂网或钛上镀钌网,也可以采用含硫的活性镍阳极。

2.2镀液配方及操作条件2.3镀液配制1)在备用槽中,用热去离子水溶解计量的硫酸镍、氯化镍和计量1/2的硼酸。

2)加热至55~60℃,加活性炭3g/L,搅拌2h,静置2h,过滤,将无炭粒的溶液转人已清洗干净的工作槽中。

印制电路板化学镀镍金工艺知识

印制电路板化学镀镍金工艺知识

印制电路板化学镀镍金工艺知识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。

PCB的设计与生工艺PCB电镀金、铜、镍药水控制工艺电子电镀废水

PCB的设计与生工艺PCB电镀金、铜、镍药水控制工艺电子电镀废水

PCB 的设计与生产工艺——合格PCB 工程师必须注意的10 个细节一个优秀的PCB 设计工程师,必须综合生产工艺和测试工艺进行考虑,才能顺利地设计出好产品。

这也涉及PCB 设计中的可制造性和可测试性。

在实际设计中,这两点往往容易被忽略。

笔者曾经在做Bonding、SMT、THT 工艺焊接的OEM 时,经常遇到由于设计者不了解生产、测试工艺,导致设计的PCB 产品无法顺利加工,而遭到各OEM 厂商的拒绝,最后要么造成批量报废,要么以极高的加工费向OEM 厂商求饶,甚至需要请客送礼;这也是部分客户为降低损失、达成合同交货期而不得不实施的行为。

记得在99 年时,曾接到中山客户的一个做手持对讲机项目,是10000 多片对讲机板的SMT 加工,此板安装密集且为双面表贴,板上应用了大量的片状电感、小容量电容和片状可调电容。

在加工打样后,发现以下问题:1、PCB 为不规则图形,四周器件均靠近PCB 外沿且无副边(工艺边),无法在贴片机上传输;2、PCB 上没有设置Fiducial Mark(机器视觉识别标志),只好利用PCB 上的器件焊盘做为Mark 点,但由于焊盘离阻焊层太近,阻焊层的反光使得机器识别率低,机器经常停机报警;3、个别过孔(Via)离焊盘太近,回流时造成焊锡流失,焊盘上锡少;4、可调电容的焊盘设置的太宽,由于可调电容面积大、重量轻,当锡熔融时的浮力和表面的张力使得所有可调电容均出现漂移。

由于PCB 存在以上问题,我们向客户表明无法承接此订单,但客户百般恳求,因为他们所接为国外订单,签有严格的合同及违约责任,且之前已经找过两个加工单位均被拒绝,生产时间非常紧迫。

最后,我做了一个PCB 的托模(将PCB嵌入式固定),才艰难的将此订单做完,为此客户也付出了近十倍的加工费。

以下所写文字,多来自于笔者多年的经验与工作中的案例,也是在产品设计中的一点思考,希望能对PCB 设计工程师有所帮助。

1.0 了解焊接工艺和设备很多的设计工程师并不了解组装工艺和设备,即认为产品的生产与自己无关;这样设计出的产品在组装时往往容易出现这样那样的问题,甚至直接影响到生产效率和成品率。

pcb镀金常用工艺

pcb镀金常用工艺

pcb镀金常用工艺PCB镀金是一种常用的工艺,用于提高电路板的导电性和耐腐蚀性。

本文将介绍PCB镀金的常用工艺以及其优点和应用。

一、PCB镀金的常用工艺PCB镀金工艺主要包括电镀前处理、电镀层选择、电镀工艺参数的确定和电镀后处理等环节。

1. 电镀前处理电镀前处理是保证电镀层质量的关键步骤。

首先要进行表面清洁,去除油污、灰尘和氧化物等杂质。

常用的清洗方法有机械清洗、超声波清洗和化学清洗等。

其次是进行表面粗糙度处理,常用的方法有化学抛光、机械抛光和电化学抛光等。

最后是进行活化处理,常用的活化方法有酸性活化和碱性活化等。

2. 电镀层选择PCB镀金常用的电镀层有硬金、软金和镍金等。

硬金镀层主要由金和镍组成,具有良好的导电性和耐腐蚀性,适用于高频和高温环境。

软金镀层主要由金和镍的合金组成,具有良好的可焊性和可用性,适用于普通环境。

镍金镀层主要由镍和金组成,具有良好的耐腐蚀性和可焊性,适用于多种环境。

3. 电镀工艺参数的确定电镀工艺参数的确定是保证电镀层质量的关键因素。

主要包括电镀液的成分和浓度、电流密度、电镀时间和温度等。

电镀液的成分和浓度应根据不同的电镀层选择确定。

电流密度和电镀时间应根据电镀层的厚度和均匀性要求确定。

温度的控制对电镀层的质量也有重要影响,通常要求在一定的范围内保持恒定。

4. 电镀后处理电镀后处理是保证电镀层质量的重要环节。

主要包括清洗、干燥和包装等。

清洗的目的是去除电镀液残留物和杂质,常用的方法有水洗、酸洗和碱洗等。

干燥的目的是除去水分,常用的方法有自然干燥、热风干燥和吸湿剂干燥等。

包装的目的是保护电镀层,常用的方法有真空包装、泡沫包装和气密包装等。

二、PCB镀金的优点PCB镀金具有以下优点:1. 提高导电性:金属电镀层能够提高电路板的导电性,降低导电阻抗,提高信号传输效率。

2. 增强耐腐蚀性:金属电镀层能够有效防止电路板受到氧化、腐蚀和污染等环境因素的侵蚀,延长电路板的使用寿命。

3. 增加可焊性:金属电镀层能够提高电路板与焊接材料之间的附着力,增加焊接的牢固度和可靠性。

pcb镀金工艺流程

pcb镀金工艺流程

pcb镀金工艺流程PCB镀金工艺流程PCB(Printed Circuit Board)是电子产品中不可或缺的一部分,而PCB镀金工艺则是为了提高PCB的导电性和耐腐蚀性,同时也起到美观的作用。

下面将介绍PCB镀金的整个工艺流程。

1. PCB表面处理PCB在进行镀金之前,需要进行表面处理,以保证金属层与基板之间的黏附性。

常用的表面处理方法包括化学镀铜、化学镀镍、电镀铜等。

这些处理方法能够清除表面的氧化物、污染物和其他不良物质,提高金属层的附着力。

2. 清洗清洗是PCB镀金过程中非常重要的一步,其目的是去除表面的污染物和残留物,保证金属层的质量。

常见的清洗方法有化学清洗、超声波清洗等。

清洗剂的选择应根据具体的PCB材料和表面处理方法进行,以避免对基板造成损害。

3. 化学镀镍化学镀镍是PCB镀金工艺中的一种重要步骤,其主要作用是在PCB 表面形成一层镍层,以提高PCB的耐腐蚀性和导电性。

化学镀镍的工艺流程包括预处理、酸洗、活化、镀镍等步骤。

在镀镍过程中,需要控制好镀液的温度、PH值和镀液中镍盐的浓度,以保证镀层的质量和均匀度。

4. 化学镀金在完成化学镀镍后,需要进行化学镀金,以在镀镍层上形成一层金属层,提高PCB的导电性和美观性。

化学镀金的工艺流程包括预处理、酸洗、活化、镀金等步骤。

在镀金过程中,需要控制好镀液的温度、PH值和镀液中金盐的浓度,以保证镀层的质量和均匀度。

5. 电镀保护层为了保护镀金层,防止氧化和腐蚀,需要在镀金层上进行电镀保护层的处理。

常见的保护层材料有有机保护漆和无机保护层。

有机保护漆是一种涂覆在镀金层表面的保护层,能够有效防止氧化和腐蚀。

无机保护层则是通过热处理在镀金层表面形成一层氧化层,起到保护作用。

6. 检测和质量控制在完成PCB镀金工艺后,需要进行质量检测,以确保镀金层的质量和均匀度。

常见的检测方法包括显微镜检测、X射线检测和化学分析等。

同时,还需要进行质量控制,对每一批次的PCB进行严格的检查和测试,以确保其符合相关标准和要求。

化学镀镍

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 Nickel1 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。

化学镍金之镍腐蚀标准及改善

化学镍金之镍腐蚀标准及改善

化学镍金之镍腐蚀标准及改善在化学沉镍金表面处理工艺中,镍层作为金层和铜层之间的过渡层,起到阻挡铜和金相互扩散的作用,同时还起到焊接基底层的作用。

而镍腐蚀是化学沉镍金工艺一直以来面临的一个品质问题,镍腐蚀的存在会导致PCB的可焊性下降,造成焊点强度变差,甚至掉元器件等情况,降低了PCBA 产品的可靠性。

对于化学镍金工艺来说,其本质是一个置换反应,由于置换反应获得的金层为疏松多孔结构,且金原子体积大,在浸金反应后期,虽然金层厚度不再增加,但金原子间隙下的镍层仍然可以继续被置换。

镍过度置换产生的镍离子往往积累在金层下面,被氧化后就生成黑色氧化物,这也就是所谓的黑盘(镍腐蚀)。

镍氧化物浸润能力很差,因而黑盘对镍金层的可焊性会产生致命影响。

1.可焊性不良及元器件掉落现象沉金镍腐蚀的存在会导致PCB焊盘缩锡、PTH孔孔环发黑等现象,如下图1所示。

2.镍腐蚀现象观察及评判标准(1)焊盘表面观察通过扫描电镜观察缩锡焊盘及发黑焊环表面的微观形貌,可观察到晶格处在大量黑色纹路,即存在镍腐蚀现象。

(2)剥金后镍层水平观察采用无氰剥金药水将焊盘表面的金层剥离掉,观察剥金后的镍层表面形貌,可以观察到镍层表面存在大量黑点和裂纹,即为镍腐蚀。

(3)垂直切片镍层截面观察观察镍层截面处的形貌,可以观察到连续的镍腐蚀,进一步确认该可焊性不良板存在镍腐蚀现象。

镍腐蚀标准:(1)连续性的镍腐蚀不接受;(2)镍腐蚀深度≤1/3镍厚可接受;(3)局部单点接受判定:深度≤40%镍厚且10μm范围内点数≤2。

可知图4中的镍腐蚀不可接受。

(4)镍腐蚀对IMC的影响镍腐蚀处IMC生长不连续,导致可焊性不良,如图5所示。

3.可焊性验证为验证焊盘可焊性不良的根本原因,现对酸洗前后的PCB焊盘进行可焊性验证,结果如图6所示。

PCB裸板直接浸锡存在上锡不良的现象;经稀盐酸清洗后,上锡饱满。

稀盐酸清洗可以有效去除因镍腐蚀导致的镍面氧化层,改善了镍层的焊接性能,因此,经稀盐酸清洗后,PCB可焊性良好。

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PCB板化镍金工艺控制2008-10-14 18:19PCB板化镍金工艺控制文章来源:PCB采购网一、除油槽一般情况,沉镍金采用酸性除油剂来处理制板,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的效果,它应当具备不伤材料,低泡型易水洗的特点,后以二级市水洗或三级水洗更佳。

二、微蚀槽目的在于清洁铜面氧化及前工序遗留残渣,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SPS溶液。

沉镍金生产也有使用双氧水或酸性过硫酸钾微蚀液。

由于铜离子对微蚀速率影响较大,通常须将铜离子的浓度控制在5-25G/L,以保证微蚀速率处于0。

5-1。

5UM,生产过程中,换槽时往往保留1/5-1/3槽旧液,以保持一事实上的铜离子浓度,也有使用少量氯离子加强微蚀效果。

另外,由于带出的微蚀残液,会导致铜面在水洗过程中迅速氧化,所以微蚀后水持和流量以及浸泡时间都须特别考虑,否则,预浸槽会产生太多的铜离子,继而影响钯槽寿命,在条件允许的情况下,微蚀水洗后,再加入5%左右的硫酸浸洗后进入预浸槽。

三、预浸槽预浸槽在制程中没有特别的作用,只是维持活化槽的酸度以及使铜面在新鲜状态(无氧化)下,进入活化槽。

理想的预浸槽除了钯之外,其它浓度与活化槽一致,实际上,一般硫酸钯活化系列采用硫酸作预浸剂,盐酸钯活化系列采用盐酸作预浸剂,也有使用氨盐作预浸剂(PH值另外调节),否则,活化制程失去保护会造成钯离子活化液局部水解沉淀。

四、活化槽活化的作用是在铜面析出一层钯,作为化学镍起始反应之催化晶核,其形成过程则为钯与铜的化学置换反应。

从置换的反应来看,钯与铜的反应速度会越来越慢,当钯将铜完全覆盖后(不考虑浸镀的疏孔性),置换反应会停止,但实际生产中,不可能也不必要将铜面彻底活化,(将铜面完全覆盖),从成本上讲,这会使钯的消耗大幅上升,更重要的是,这样容易造成渗镀等严重品质问题。

由于钯的本身特性,活化槽存在着不稳定这一因素,槽液中会产生细微的钯颗粒,这些颗粒不但会沉积在板的PAD 上,而且沉积在基材、板面及槽壁上,当其累计到一定程度,就可能造成板渗镀及槽壁发黑等现象。

影响钯槽稳定性的主要因素除了药水系列不同之外,钯槽控制温度和钯离子浓度则是首要考虑的问题。

温度越低,钯离子浓度越低,越有利于钯槽的控制,但不能太低,否则会影响活化效果,引起漏镀发生,温度在20-30度,钯离子在20-40PPM。

在正常情况下,活化常出的钯离子残液体,在二级水洗过程中可以被洗干净,吸附在基材上的微量元素,在镍槽中不足以导致渗镀的出现,另一方面,如果说不正常因素导致基材吸附大量活化残液,并不是硫酸或盐酸能将其洗去,只能从根本上去调整钯槽或镍槽,增加后浸及水洗,其作用是避免水中钯含量太多而影响镍槽。

需要留意的是,水洗槽中少量的钯带入镍槽,不会对镍槽造成太大的影响,所以不必太在意活化后水洗时间太短。

一般情况下,二级水洗的时间控制在1-3分钟为佳,最重要的是活化后水洗不可使用超声波装置,否则,不但导致大面积漏镀,而且渗镀问题依然存在。

五、沉镍槽化学沉镍是通过钯的催化作用下,NAH2PO2水解生成原子态H,同时H原子在钯催化条件下,将镍离子还原为单质镍而沉积在裸铜面上。

作为沉镍,其本身也具备催化能力,由于其催化能力劣于钯晶体,所以反应初期主要是钯的催化作用在进行,当镍的沉积将钯晶体完全覆盖时,如果镍槽活性不足,化学沉积就会停止,于是漏镀问题就产生了,这种漏镀与镍缸活性严重不足所产生的漏镀不同,前者因已沉积大约20微英寸的薄镍,因而漏镀位在沉金后呈现白色粗糙金面,而后者根本无化学镍的沉积,外观至发黑的铜色。

从化学镍沉积的反应看出,在金属沉积的同时,伴随着单质磷的析出,而且随着PH值的升高,镍的沉积速度加快的同时,磷的析出速度减慢,结果则是镍磷合金的P含量降低。

反之。

随着PH值的降低,镍磷合金的P含量升高。

沉镍中,磷的含量一般在7-11%之间变化,镍磷合金的抗蚀性能优于电镀镍,其硬度也比电镀镍高。

在化沉镍的酸性镀液中,当PH小于3时,化学镍沉积的反应就会停止,而当PH大于6时,镀液很容易产生NI(OH)2沉淀,所以,一般情况下,PH值控制在4.5-5.2之间,由于镍沉积过程产生氢离子(每个镍原子沉积的同时释放4个氢离子),所以生产过程中PH的变化是很快的,必须不断添加碱性药液来维持PH值的平衡。

通常情况下,氨水和氢氧化钠都可以用于生产维持PH值的控制,两者在自动补药方面差别不大,但在手动补药时就应特别注意,加入氨水时,可以观察到蓝色镍氨络离子出现,随即扩散时蓝色消失,说明氨水对化学镍是良好的PH调整剂,在加入NAOH时,槽液立即出现白色氢氧化镍沉淀粉未析出,随着药水扩散,白色粉未在槽液的酸性环境下缓慢溶解,所以,当使用氢氧化钠作为化学镍的PH调整剂时,其配制浓度不能太高,加药时应缓慢加入,否则会产生絮状粉未,当溶解过程未彻底完成前,絮状粉未就会出现镍的沉积,必须将槽液过滤干净后,才可重新生产。

在化学镍沉积的同时,会产生亚磷酸盐的副产物,随着生产的进行,亚磷酸盐浓度会越来越高,于是反应速度受生成物浓度的长高而抑制,所以镍槽寿命未期与初期的沉积速度相差1/3则为正常现象,但此先天不足采用调整反应物浓度方式予以弥补,开缸初期镍离子浓度控制在4.6g/l,随着MTO的增加镍离子浓度控制值随之提高,直至5.0G/L停止,以维持析出速度及磷含量的稳定,以确保镀层品质。

影响镍槽活性最重要的因素是稳定剂的含量,常用的稳定剂是PB(CH3COO)2或硫脲。

也有两种同时使用的,稳定剂的作用是控制化学沉镍的选择性,适量的稳定剂可以使活化后的铜面发生良好的镍沉积,而基材或绿油部分则不产生化学沉积,当稳定剂含量偏低时,化学沉镍的选择性变差,产品表面稍有活性的部分都发生镍沉积,于是渗漏问题就发生了,稳定剂含量偏高时,化学沉积的选择性太强,产品漏铜面只有活化效果很好的铜位才发生镍沉积,于是部分PAD位出现漏镀的现象。

镀覆产品的装载量(以裸铜面积计)应适中,以0.2-0.5平方厘米/L为宜,负载太大会导致镍槽活性慢慢升高,甚至导致反应失控,负载太低会导致镍槽活性慢慢降低,造成漏镀问题,在批量生产过程中,负载尽可能保持一致,避免空槽或负载波动太大的现象,否则,控制镍槽活性的各参数范围就会变得很窄,很容易发生品质问题。

镍层的厚度与镀镍时间呈线性关系,一般情况下,200微英寸镍层厚度需镀镍时间28分钟,150微英寸镍层厚度需镀镍时间21分钟左右,由于不同制板所须的活性不同,可考虑采用不同活化时间。

六、沉金槽置换反应形式的浸金薄层,通常30分钟可达到极限厚度,由于镀液金的含量很低,一般为0.8-2G/L,溶液的扩散速度影响到大面积PAD位与小面积PAD 沉积厚度的关异,一般来说,独立位小PAD位要比大面积PAD位金厚高100%也属于正常现象。

金槽容积越大越好,不但金浓度变化小而有利于金厚控制,而且可以延长换槽周期。

PCB用化学镀镍金工艺探讨2008-10-14 18:21PCB用化学镀镍金工艺探讨(一)文章来源:毛晓丽添加人:PCB采购网[摘要] 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理的基础上,对化学镍金之工艺流程、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。

[关键词] 印制电路板,化学镍金,工艺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。

但其所形成之锡表面的耐低温性(-55℃)尚待进一步证实。

随着SMT技术之迅速发展,对印制板表面平整度的要求会越来越高,化学镀镍/金、铜面有机防氧化膜处理技术、化学浸锡技术的采用,今后所占比例将逐年提高。

本文将着重介绍化学镀镍金技术。

2、化学镀镍金工艺原理化学镀镍金最早应用于五金电镀的表面处理,后来以次磷酸钠(NaH2PO2)为还原剂的酸性镀液,逐渐运用于印制板业界。

我国港台地区起步较早,而大陆则较晚,于1996年前后才开始化学镀镍金的批量生产。

2.1化学镀镍金之催化原理作为化学镍的沉积,必须在催化状态下,才能发生选择性沉积。

铜原子由于不具备化学镍沉积的催化晶种的特性,所以需通过置换反应,使铜面沉积所需要的催化晶种。

(1)钯活化剂:Pd2+ + Cu → Pd + Cu2+(2)钌活化剂:Ru2+ + Cu → Ru + Cu2+2.2 化学镀镍原理化学镀镍是借助次磷酸钠(NaH2PO2)在高温下(85~100℃),使Ni2+ 在催化表面还原为金属,这种新生的Ni 成了继续推动反应进行的催化剂,只要溶液中的各种因素得到控制和补充,便可得到任意厚度的镍镀层。

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