酸性镀铜及表面镀（涂）覆工艺：镍镀层的应用与特点

酸性镀铜及表面镀（涂）覆工艺：镍镀层的应用与特点

酸性镀铜及表面镀（涂）工艺

韩淑梅

第五节 热风整平

第六节 锡铅合金镀层的热熔

第 7 节 镀镍

1 概述

镍，元素符号Ni，原子量58.7，密度8.88g/cm3，电化学当量Ni2+1.095g/AH。

用于印刷电路板的镀镍层分为半光亮镍（又称低应力镍或雾镍）和光亮镍。主要用作板面或插头镀金的底层，也可根据需要用作面层。镀层厚度按IPC-6012（1996）标准要求不小于2~2.5μm。镀镍层应具有均匀、孔隙率低、延展性好等特点，低应力镍应具有适合钎焊或压焊的功能。

2 低应力镍

2.1 镀镍机理

阴极：在阴极处，镀液中的镍离子获得电子，沉积出镍原子，同时释放出少量的氢气。

Ni2++2e+Ni 0Ni2+／Ni=-0．25V

2H++2e+H2 0Ni2+／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浓度、温度、pH值等操作条件的影响，阴极上析出的氢气极少，镀液的电流效率可达98%以上。只有当pH值很低时，才会有大量的氢气析出，阴极上才不会沉积镍。

阳极：普通镀镍采用可溶性镍阳极，阳极的主要反应是金属镍的电化学溶解：

Ni-2e→Ni2+

当阳极电流密度过大，而电镀液中缺少阳极活化剂时，会导致阳极钝化，并伴随有氧气的析出：

2H20-4e→02↑+4H+

当电镀液中存在氯离子时，也可能会发生析出氯气的反应：

2C1--2e→C12 ↑

金属镍在阳极上电化学溶解，使镍离子不断进入溶液中，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的活化剂不足时，就会使阳极钝化，析出氧气。生成的氧气会进一步氧化阳极表面，形成褐色的Ni203氧化膜。

2Ni+3[O]→Ni2O3

由于阳极钝化，电流密度下降，槽电压升高，能量损失增加。

采用高速镀镍工艺时，阳极采用不溶性材料，如铂、钛上镀铂网、钛上镀钌网等，也可采用含硫的活性镍阳极。

2.2镀液配方及操作条件

镀液配方及操作条件如表7-1所示。

2.3 镀液配制

1) 在备用罐中，将称量的硫酸镍、氯化镍和 1/2 称量的硼酸溶解在热的去离子水中。

2)加热至55-60℃，加入3g/L活性炭，搅拌2小时，静置2小时，过滤，将不含炭粒的溶液转移至洁净工作罐中。

3）搅拌下加入余量硼酸，调节pH为3.0，用波纹阴极在55-60℃下以0.3~0.5A/dm2进行电解，直至阴极板上镀层颜色均匀为止。一般所需电流为4Ah/L。

4）加入添加剂、润湿剂，搅拌，调整pH值及液位，分析镀液成分，进行试镀。

若所用的硫酸镍、氯化镍等材料纯度较低，则需先加入1~3ml/L的H2O2，再加入活性炭，搅拌半小时，升温至65℃，维持半小时，再加入活性炭，按步骤继续。

2.4 各组件功能

2.4.1 主盐

镀镍液的主要成分是硫酸镍或氨基磺酸镍，在普通镀镍中，Ni2+浓度控制在65～75g/L。表7-2列出了这两类镀液所镀层的主要性能比较。从表中可以看出，氨基磺酸盐型镀层的低应力镍镀层性能较好。但氨基磺酸镍稳定性较差，价格较贵。采用硫酸镍为主盐也能达到技术要求。

提高主盐浓度可以提高镀层沉积速度，扩大允许的电流密度范围，但主盐浓度过高会降低镀液的分散性，降低主盐浓度会使镀层沉积速度降低，严重时会造成大电流区镀层烧损。

2.2.4 阳极活化剂

为了保证阳极的正常溶解，防止阳极钝化，镀液中需加入阳极活化剂。镍卤化物如氯化镍、溴化镍可作为镍阳极活化剂。氯化镍浓度不能过高，否则会增加镀层的应力，一般氯化镍不宜大于30g/L。溴离子作为阳极活化剂，其浓度增加影响不大，但溴化物原料来源不如氯化镍方便。

阳极钝化有以下现象：

1）电芯电压升高，一般可达6V以上，但电流很小。

2）阳极表面出现很多气泡，有时有刺鼻气味，表面甚至变成褐色。

阳极钝化的原因主要有：

镀液中阳极活化剂浓度太低。

阳极面积太小。

此时，调整好溶液和阳极面积后，取出阳极，用稀硫酸处理，洗净后放回镀液中。

2.4.3 缓冲区

硼酸是镀镍溶液最好的缓冲剂，它能把镀液的酸度控制在一定范围内，为达到最好的缓冲效果，硼酸浓度不能低于30g/L，最好保持在40-50g/L。

H2BO3的缓冲作用是靠H2BO3的电离来维持的，H2BO3是一种弱酸，它在水溶液中的电离反应如下：

H2BO3 和 H++H2BO3-

H2BO3 和 H++HBO32-

HBO32 和 H++BO33-

当溶液的pH值升高时，电离平衡右移，维持溶液pH值的稳定；当溶液的pH值降低时，电离平衡左移，同样维持溶液pH值的稳定。

硼酸不仅具有pH缓冲能力，而且可以增大阴极极化，改善镀液性能，使得镀层在较大的电流密度下不易烧损，硼酸的存在还有利于提高镀层的力学性能。

2.4.4 添加剂

添加剂的加入，改善了镀液的阴极极化，使镀层均匀、细密，具有半光亮镍的光泽，同时也提高了镀液的分散能力。

添加剂的主要成分是应力消除剂，添加剂的加入使镀层内应力降低，随着添加剂浓度的变化，镀层内应力可由拉应力变为压应力，能起到这种作用的材料有萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。添加剂成分选择得当，可使镀层均匀、细腻、有光泽，焊接性好。

2.4.5润湿剂 润湿剂能使镀液的表面张力降低到35～37达因/厘米，有利于消除镀层中的针孔和麻点。印刷电路板用的镀镍液适宜使用二乙基己基硫酸钠、正辛基硫酸钠等低泡润湿剂。

2.5 操作条件

2.5.1 pH值

pH值控制在3.5～4为宜，在pH值一定时，随电流密度的增加，电流效率提高。pH值较高时，镍沉积速度快，但pH值过高时，在阴极附近会产生碱式镍盐析出，造成金属杂质的夹杂，使镀层粗糙、有毛刺、发脆。pH值较低时，镀层光泽好，但pH值过低时，阴极电流效率降低，沉积速度降低，严重时在阴极会析出大量氢气，使镀层沉积困难。

对于采用可溶性阳极的电镀液，随着电极过程的进行，电镀液的pH值会逐渐升高；对于采用不溶性阳极的电镀液，由于阳极处析氧，电镀液中的OH-浓度降低，导致pH值下降。

用10%（V/V）H2S04降低镀液pH值；用碳酸镍或碱式碳酸镍提高镀液pH值。不宜用​​N.OH提高镀液pH值，因为镀液中钠离子的积累会降低电流密度的上限，容易造成大电流区镀层烧损。碳酸镍的添加最好是装在聚丙烯滤袋中，挂在镀液中，使其慢慢溶解在镀液中，不能将固体物直接放入镀液中。待pH值达到要求时，取出滤袋，洗净，晾干备用。市售碳酸镍难以购买时，可自行配制：将3份重量的硫酸镍和1.3份重量的无水碳酸钠溶解在少量去离子水中，边搅拌边将碳酸钠溶液慢慢倒入硫酸镍溶液中。反应方程式如下：

NiSO4+Na2CO, → NiCO3 ↑ +

沉淀完成后，过滤，用去离子水洗涤沉淀数次，除去硫酸钠，沉淀即可使用。

2.5.2 温度

操作温度对涂层内应力影响很大，提高温度可降低涂层内应力，温度在10-35℃时，涂层内应力明显降低，在60℃以上时，涂层内应力趋于稳定，一般操作温度保持在55~60℃为宜。

镀液工作温度的提高，使镀液中离子的迁移速度加快，提高镀液的导电性，从而提高镀液的分散能力和深镀能力，使镀层分布均匀。同时，温度的提高还可以允许使用较高的电流密度，这对于高速电镀极为重要。

2.5.3 电流密度

在达到最高允许电流密度之前，阴极电流效率随电流密度的增加而增加。在正常操作条件下，当阴极电流密度为4A/dm2时，电流效率可达97％，镀层外观和延展性都很好。对于印刷电路板电镀，由于板面面积较大，中心区域与边缘处的电流密度可相差数倍，因此在实际操作中，取2A/dm2左右的操作电流密度较为合适。

镀层沉积速度与电流密度关系如表7-3所示。

2.5.4 搅拌

搅拌能有效消除浓差极化，保证电极过程连续有效地进行，也有利于阴极表面产生的少量氢气的快速逸出，减少可能产生的针孔和点蚀。搅拌方式可以是：镀液的连续过滤、阴极移动和空气搅拌，也可以是二者的结合。对于高速镀镍，电流密度高达20A/dm2以上。为了更好地消除浓差极化，应配备镀液喷射的专用设备。

镀液需要连续过滤，及时除去镀液中的机械杂质，保持镀液畅通。过滤能力应能满足每小时过滤镀液2～5次。滤芯应采用聚丙烯材料，精度为5μm。

若采用阴极运动，振幅宜为20～25mm，15～20次/分。

若采用空气搅拌，必须与连续过滤相配合，供给的压缩空气应为无油压缩空气，气流速度为中等，风量过大，溶液流动过快，降低镀液的分散能力。

2.5.5 镍阳极

常规镀镍采用可溶性镍阳极，可采用镍板或镍角装在钛篮中，用钩子将阳极悬挂在阳极棒上。

理想的阳极应能溶解均匀，无杂质进入镀液，不形成任何残留物，因此对阳极材料的成分和阳极的结构都有严格的要求。

目前，用装有镍球（角）的钛篮作阳极已相当普遍。用钛篮盛装阳极材料可以保持足够大的阳极面积而不更换，阳极维护也比较简单，只要定期往篮里添加阳极材料即可。钛篮底部应高出槽底50～70mm，以防止阴极边缘电线条过于集中而导致镍镀层烧损。使用钛篮还可以通过适当的屏蔽方式调整阳极有效面积，从而改善阴极镀层分布，如图7-1所示：图中左侧所示的镀层厚度，中间与边缘相差48～50%，而图中由于阳极上有屏蔽板，所以阴极镀层厚度比较均匀。

钛是良好的阳极篮结构材料，强度高、重量轻、耐腐蚀，表面有一层氧化膜，在正常电镀条件下，这层膜可以阻止电流通过钛篮，使电流直接流向钛篮内的镍。但当镍量不足时，钛就会被腐蚀，因此篮内应经常加镍，以防“过头”。钛篮常用网眼为10x3毫米，也有较宽的。钛篮应放在聚丙烯材料编织的阳极袋中。阳极袋必须适当收紧，长度合适，阳极袋口应高出液面30-40毫米，防止阳极泥沉淀。为防止阳极袋意外破损，造成阳极泥漏出，可采用双层袋，内袋应收紧，外袋应松一些。

优质的镍阳极对于保护镀层质量、延长镀液寿命非常重要。随着钛篮的出现，阳极镍的品种也在不断改进和提高。现在常用的有φ12mm镍块、φ96～φ12mm镍球、φ022～φ10mm钮扣状镍饼。装填密度一般为：镍球5.4～6kS/dm3，镍饼4.6kS/dm3。

另一类含硫镍阳极是活性镍阳极，其形状为圆饼状或球状。它的活性来自于精炼过程中加入的微量硫，可使阳极溶解均匀。即使在无氯化物的镀液中，阳极效率也能达到100%。阳极所含的硫不会进入镀液，而是以不溶性硫化镍渣的形式储存在阳极袋中。硫化镍渣还能吸附镀液中的铜离子，有助于净化镀液。这种活性镍阳极比较适合高速电镀阳极。自动线作业多采用球形或饼状阳极。

阳极材料的成分应符合国家标准GB 6516-86的规定。其他标准如、也制定了相应的材料标准。典型阳极板的化学成分如表7-4所示。

2.6 电镀液的维护

1）定期分析镀液中主要盐成分，及时补充，保持镀液成分稳定。选用优质硫酸镍、

氯化镍、硼酸或氨基磺酸镍必不可少，镀液中添加的主盐要提前溶解，用活性炭处理后再加入槽中，硼酸可直接加入槽中，最好的添加方式是放在阳极袋中，慢慢溶解在镀液中。

2）及时检查、调整镀液的pH值，一般至少每4小时一次。

3）应根据安培小时数及时补充添加剂，最好结合赫尔槽试验配合添加。

4)镀液中主要污染来自重金属离子及有机污染，必须及时除去。

镀镍液重金属污染主要为Cu2+、Fe2+、Zn2+。当Cu2+达0.01~0.05g/L时，镀层低电流区将发黑，严重时镀层不光亮，可焊性不良。Pe、Zn的污染主要来自主盐和阳极。当Fe2+为0.03~0.05g/L时，镀层发脆，产生针孔；当Zn2+为0.02g/L时，镀层低电流区将产生线状条纹。除去以上重金属杂质，可在操作温度下调节pH为3，用0.2~0.5A/dm2电流，用波纹阴极通电，直至高、低电流区镀层颜色一致为止。 弱电流处理也会消耗添加剂，所以弱电流处理完成后需要检查调节pH值，并加入适量的添加剂。这个除杂工作要经常进行。重金属杂质也可以用弱电流伴随的哑镍除杂水来处理。

有机污染来自干膜或丝网印刷油墨，特别是油墨干燥不彻底时。有机杂质使镀层雾化、脆化、有针孔，严重时影响可焊性。少量有机污染引起的针孔和点蚀，可通过添加润湿剂来克服。当此方法无效时，应使用碳处理溶液。通过过滤器进行碳处理是镀液日常维护的必要条件，也可与低电流处理同时进行，达到一举两得的效果。

5）镀液大处理：当镀液污染严重或使用时间较长（如半年至一年）时，需要进行大处理。大处理是利用化学、电化学和机械等方法，将溶液中的重金属及有机杂质较彻底地清洗掉，相当于镀液的再生。

处理方法是：将溶液放入备用槽中，加入需补充的主盐，加H2O2（30%）1~3ml/L，搅拌1~2小时，调节pH为5.5，加热至60-65℃，保温至少0.5小时，加3g/L优质活性炭粉，搅拌1-2小时，此时液温应在50℃以上，静置、过滤，将完全澄清的溶液转入工作槽，调节pH为3，用小电流通过波纹阴极进行处理，直至阴极上高、低电流区颜色一致为止。大处理后，调节pH，加入润湿剂及缸内1/3-1/2的添加剂，试镀即可。

2.7 不合格镀液的去除

对于铜基镀镍，可以用退镍液去除不合格的镀层，但要注意脱膜，否则会影响结合强度。

2.8 常见故障及解决方法

低应力镍的常见故障及处理方法如表7-5所示。

3 光亮镀镍

光亮镍镀层均匀、细密、光亮，但不具备可焊性，与普通金属件光亮镍镀层相比，印刷电路板光亮镍镀层要求具有更好的延展性。

光亮镍镀液应具有良好的分散性和镀深能力、对杂质的容忍度强、稳定。

固定式，容易維護。

3.1 镀液配方及操作条件

光亮镀镍工艺的通用配方及操作条件如表7-6所示。

3.2 镀液的制备

1) 在备用罐中，用60°C左右的热纯水溶解称量的硫酸镍、氯化镍和1/2称量的硼酸。

2）在60℃左右的溶液中加入3g/L活性炭粉末，搅拌1-2小时，静置、过滤，将不含炭颗粒的澄清溶液转入已清洗的工作槽中。

3）加纯水至镀液体积，调节pH为3（用10%H2SO4），调节溶液温度为50-60℃，用波纹阴极以阴极电流密度0.2~0.5A/dm2电解4-8小时，直至阴极镀层均匀。电解过程中逐渐加入另一半硼酸。电解用电量一般不低于4Ah/L。

4)按工艺要求加入添加剂、润湿剂，在搅拌下调节pH值和液位，分析镀液成分。

5）测试电镀。

3.3镀液中各组分的作用

3.3.1 硫酸镍（NiSO4·6H2O）

硫酸镍是镀液的主要成分，浓度以250-300g/L为宜，硫酸镍浓度越高，镀层沉积速度越快，电流密度范围越宽。但浓度过高会增加携带损失，不利于镀液的分散能力。硫酸镍浓度过低，镀层沉积速度慢，大电流区容易烧伤。为了保持稳定的沉积速度，最好将硫酸镍浓度控制在较小的范围内，如280g/L左右。

3.3.2 氯化镍（NiCl2·6H2O）

氯化镍是阳极活化剂，浓度较高有利于提高阳极电流的效率，维持阳极的正常溶解，但浓度过高会使镀层应力增大，浓度过低会导致阳极钝化，氯化镍适宜浓度为50-70g/L。

3.3.3 硼酸（H2BO3）

硼酸是镀液的缓冲剂，其浓度以40-50g/L为宜。硼酸浓度过低，会影响溶液的导电性，镀液的缓冲效果差；提高硼酸浓度，可提高溶液的导电性，改善镀层的均匀性。硼酸浓度过高对电镀过程无害。

3.3.4 添加剂

光亮镀镍添加剂分为主光亮剂和辅助光亮剂。主光亮剂就是人们通常所说的开缸剂、软化剂等，其作用是改善和细化镀层的结晶，使镀层分布均匀，配合辅助光亮剂降低镀层的内应力。辅助光亮剂就是人们通常所说的光亮剂、主光亮剂等，配合主光亮剂使镀层光亮、平整、均匀、细腻、延展性好。单独使用辅助光亮剂虽然也能得到光亮的镍镀层，但镀层光亮范围窄，应力大，脆性大。目前常用的主光亮剂有糖精、苯亚磺酸钠、对甲苯磺酰胺等。应用较广泛的辅助光亮剂有1.4-丁炔二醇及其衍生物、炔丙醇及其衍生物、吡啶类化合物等。这些成分如果搭配得当，可以成为理想的镀镍光亮剂。 为了方便使用和取得最佳效果，一般都配制成专利添加剂在市场上销售，用户可以根据需要选择性能优良、价格合理的添加剂进行生产。

3.3.5 润湿剂

润湿剂是表面活性剂，能降低溶液的表面容量，减少或克服镀层中的针孔、麻点等缺陷。对于印刷电路板镀镍，应使用低泡润湿剂，浓度为1-5ml/L。控制表面张力在35-40dyn/em。

润湿剂过少，会造成涂层产生针孔、麻点；润湿剂过多，会造成涂层起雾、起霜，甚至造成有机污染。

3.4 操作条件的影响

3.4.1 pH值

光亮镍镀层的pH值一般在4左右，pH过高，镀层脆性增大；pH过低，阴极电流效率低，严重时，在无镀层析出的情况下，阴极会析出大量氢气。

3.4.2 温度

温度控制在50-60~C。提高温度将加快镀层沉积，扩大允许的电流密度范围，降低镀层内应力，提高镀液的分散能力和深镀能力。为获得最佳镀层，镀液最好配有控温装置，保持液温稳定。

3.4.3 电流密度

亮镍电镀的电流密度可达1.5-8A/dm2，在电路板操作中一般采用2-4A/dm2，这是因为大板中心与边缘的电流分布差别很大，为防止边缘烧焦，应针对不同的板面选择最佳的电流密度。

3.4.4 搅拌过滤

光亮镀镍允许的电流密度较高，为保证镀层均匀细密，镀液需要流动和净化，需要采用空气搅拌和阴极移动并连续过滤镀液的方法。视具体情况可采用空气搅拌并连续过滤、阴极移动并连续过滤或三者相结合的方法。

3.4.5 阳极

光亮镀镍采用可溶性镍阳极，镍角可用纯镍或含硫活性镍，镍角置于钛篮内，用聚丙烯布制成的阳极袋包好。

3.5 光亮镀镍液的维护

1）定期对硫酸镍、氯化镍、硼酸进行分析，及时作出调整。在加入硫酸镍、氯化镍时，应预先溶解，并用活性炭处理后再加入镀槽。硼酸的加入：将要加入的硼酸装入聚丙烯袋中，挂在溶液中慢慢溶解。

2）及时检查并调整溶液pH值。用10%（V/V）H2SO4降低pH值，用NiCO3或NiCO3·Ni(OH)2升高pH值。在日常运行过程中，pH值会升高，应至少每4小时调整一次。

3）按照赫尔槽试验或参考说明书给出的添加剂消耗数据，及时补充添加剂。

4）及时处理镀液中的污染。处理铜、铁、锌等重金属离子的污染，通常在pH5.5、操作温度下，用0.1-0.5A/dm2电流通过波纹阴极，直至波纹阴极上镀层颜色均匀为止。必要时可用除杂水，但除杂水量不宜过多，过多会引起镀层变脆。也可加除杂水后用小电流处理。

用活性炭处理有机污染。

若镀液长期使用，需进行重大处理时，参考2.6节。

3.6 常见故障及排除方法如表7-7所示。

第8节镀金

1 概述

黄金，元素符号AU，原子量197，密度19.32 g/cm3，电化学等效的+ 0.1226 g/a·m。

印刷电路板的生产中使用的黄金分为两类；

1）板上的金色镀金：板上的金色镀金层具有柱状结构，其电导率且焊接厚度为0.01〜0.05μm。

板上的镀金层是基于低压力的镍或明亮的镍。

板上的金镀层层不仅是用于碱性蚀刻的保护层，而且是IC铝线粘结和键型印刷电路板的最终表面电镀。

2) Plug gold : Plug gold is also hard gold , known as "gold ". It is an alloy alloy such as Co, Ni, Fe, Sb, etc. Its and wear are than pure gold . Hard gold has a . The gold layer of the plug used for is 0.5~1.5μm or . The alloy is ≤0.2%.

插头的金色用于高度稳定和可靠的电触点连接；

硬镀金层使用低压力的镍作为屏障层，以防止金和铜之间的相互扩散，以提高硬金镀金层的粘结强度并降低孔隙率，并保护镀金溶液并降低污染溶液，并在0.02〜0.05p中，m纯金层在镍层和硬金层之间铺平。

我的行业标准SJ-2431和美国标准的IPC-6012（1996年）对插头的镍和金色镀金层的厚度，请参阅表8-2和表8-3。

最佳的镀金板是一个微弱的柠檬酸系列，因为它们的污染能力很少当前生产中的大多数是AU-CO镀层。

黄金镀金液体的要求应同时稳定和易于维护。

2个镀金的基础

金镀金通常使用不溶性阳极。

2H2O-4E→O2↑T+4H+

在微苯基镀层溶液中，在电场的作用下以Au（CN）2的形式存在Au。

Au(CN)2-+e→Au+2CN-↑ q0Au／Au(CN)2=-0.60V

在阴极，氢进化反应同时发生：

2H ++ 2E→H2

如果镀金溶液中有足够的金氰化物复合物离子，则将在阴极上连续形成金涂层。

3.电镀解决方案公式和操作条件

生产中使用的板黄金（纯金）和硬黄金（耐磨损金，厚金）镀金解决方案主要以商品形式提供。

表8-4显示了典型的金镀层溶液公式和工作条件。

4.准备镀层溶液

1）混合前准备

金镀金溶液所需的化学晶体应是分析纯的试剂，并且水应为水。

镀金罐是由聚丙烯（PP）材料制成的，需要将其清洁与滤清器设备一起清洁。与滤清器清洁的同时出门。

2）将1/3量的去离子水加入镀金罐中，添加商业罐或其他化学物质，均匀搅拌，添加去离子水以接近工作量，将温度调节到工作温度，将碳芯放入过滤器中，然后过滤2小时。

3）加入在热去离子水中预溶的金盐，然后搅拌均匀。

4）测量pH，调整液位和测试板。

5.组件在电镀解决方案和操作条件下的影响

5.1金黄金氯钾（CN）2：

氰化钾是金镀层溶液的主要盐，如果金盐浓度太低，涂层的含量为68.3％，涂层的沉积速度会很慢，并且颜色会增加镀金溶液中的金色浓度。

5.2电镀溶液的比重

金镀金溶液需要大量的导电盐，以支持低盐浓度的电极过程。

在商业公式中，板表面的黄金板的比重为°10-15，而硬镀金解决方案的比重为°15-20。添加导电盐。

5.3 ph

增加pH值有益于增加涂层中的金含量，减少涂层的内部应力，并允许以相对较高的电流密度运行。

5.4温度

对于不同的镀金溶液，应保持稳定的温度，增加温度可以提高当前的效率并降低合金涂层中的黄金含量；

5.5电流密度

弱酸性金镀层溶液的阴极效率通常为30-40％，并且在阴极上不可避免地会沉淀出氢的密度。

5.6阳极

薄的镀金溶液（例如板块镀金）可以使用不锈钢阳极，以延长镀层溶液的寿命，因此应选择高质量的不锈钢，例如进口的316型不锈钢，这与家用的钢材相当于家用不属于家用的钢的组成。

厚厚的镀金溶液应使用不溶性的活性阳极，例如钛（Ti）上的铂（H）和钛（Ti）上的氟芬芳（（RU）），近年来，由于其低价和长时间的使用寿命，人们对钛阳极的阳极受到了青睐。

5.7过滤和搅拌

金板溶液应使用1μmPP滤波器连续过滤。

在酸性镀金溶液中，溶液pH，工作温度和电流密度对涂料性能的影响如图8-1所示。

6.电镀解决方案维护

1）镀金储罐应配备一个连续的滤清器，并根据镀金液的数据添加金盐，并考虑到镀金溶液的损失。

2）金盐的质量至关重要。

3）定期检查并调整电镀溶液的pH和比重。

4）在进入水箱之前，应彻底清洁工件，以避免将镍镀液液降低到金色的镀金罐中。

5）应尽可能避免有机污染，而用于绝缘的墨水必须完全治愈，将导致粘结不良和易于变形。

7.去除不合格的涂层

无限制的镀金可以使用含有50-60 g/l的碱性剥离溶液，该金剥离溶液具有快速的剥离液，不会损害镍底物，而溶解的能力可以达到25 g/l。

8金镀金层和校正方法的常见断层（表8-6）

9.镍/金电镀过程

9.1板上的黄金镀金：

图像转移后打印的板→酸脱脂→微蚀刻→激活→铜板→激活→压力镍镀金→板表面金板

一些PCB板上用明亮的镍镀板，然后在微蚀刻和激活后将金镀金。

9.2镀金插头

在热空气调平或热熔化后，必须在插头镀金之前隔热印刷电路板的非镀金部分，然后进行以下过程：

酸脱脂→微蚀刻→激活→低应力镍镀层→预镀板→硬金镀金（耐磨金或厚金）。

第9节有机防护膜

1 概述

随着表面安装技术（SMT）的广泛应用，印刷电路板的平坦度和板表面的扭曲变得越来越严格，并且具有细线的印刷电路板和良好的间距也提出了更高的生产技术。

1）垫子不是平坦的，这使得在SMT放置期间很容易偏离，导致未对准或短路；

2）由于在热空气调平操作过程中高温热冲击，印刷电路板表面易于翘曲；

3）由于在热空气调平操作过程中进行热冲击，细线很容易断裂和短路，而且细齿线易于桥接，甚至是短路；

4）晶体间化合物在焊料和铜之间很容易形成，使其变脆；

5）操作过程中的高温和噪声不利于环境保护，也存在着隐藏的火灾；

6）高生产成本。

1990年代出现的铜面有机焊接技术是将裸铜打印的电路板沉浸在水溶液中，并形成疏水的有机保护膜，厚度为0.2〜0.5μm，在铜面上可以通过氧化型造成的氧化物来保护铜表面。越来越广泛地使用了这一过程的热空气水平过程的替代方法。

1）表面均匀且平坦，薄膜厚度为0.2〜0.5μm，适用于SMT组件，并制造精细线和精细式印刷电路板；

2）在水溶液中操作，工作温度低于80〜C，不会导致底物翘曲；

3）这部胶片并不脆，易于焊接，与任何焊料兼容，并且可以承受三个以上的热冲击；

4）避免生产过程中的高温，噪音和火灾危害；

5）运营成本比热空气级别的过程低25-50％。

6）保质期可以达到一年，并且很容易修复。

铜表面上的有机通量保护膜分为两种类型：基于溶剂和水基。

1）基于溶剂的：这是一种基于松蛋白的预涂层膜，在单面生产中添加了诸如咪唑之类的化合物，并将其应用于基于松香的预涂层磁通量，并将其在裸铜板的表面上形成，以形成反氧化剂层的抗氧化剂层，并不容易渗透到概率上。焊料粘贴印刷。由于胶片层包含溶剂和松香，因此很容易粘稠，好像不是完全干燥，并且不容易清洁。

2）水剂量类型：根据膜层，热撞击的数量可以不同，并且水剂量形成过程分为两种类型：它可以承受热冲击和三个热撞击。

水溶液和铜表面含有酚类三唑唑（称为BTA），咪唑（），烷基二莫唑（Alky-），苯酚（）和其他化合物。

近年来，吸引广泛关注的有机焊接膜是一种保护性膜，可以承受三个以上的热冲击。

在-1990年代中期，著名的106是有机焊接的保护膜技术，由于近年来员工的努力，不仅是大型外国公司，而且还可以提供相应的产品。

2有机焊接保护膜的技术条件

OSP的技术条件如表9-1所示。

3有机焊接保护膜形成原理和过程

在水生溶液中的有机焊接保护膜的主要成分是烷基吡喃唑，有机酸抗氧化剂和PB2+，Cu2+等离子体的添加了酚类脂膜膜，具有一定的厚度，并包含一个co虫均具有良好的疗效。

2.1每个组件在溶液中的作用

2.1.1烷基苯酚

烷基吡喃唑是主要膜，随着其浓度的增加，膜速度会加速。

在配方中，R'，R'IS烷基和RL中的C链应大于3。最好是C5-C6，以确保生成的膜层足够强。

2.1.2有机酸

由于难以溶于水中的烷基吡喃唑，因此添加有机酸可以增加其在水溶液中的溶解度。

2.1.3 PB2+

由于抗氧化处理，必须侵蚀并激活印刷板，因此很难避免使用人类溶液的少量S042-S042。

合适的PB化合物包括：PB（NO3）2和PB（）2等。它们很容易溶于酸性水溶液。

2.1.4 Cu2+和Zn2+的化合物

如果将Cu2+和Zn2+添加到含有烷基苯酚的治疗溶液中，则Cu2+或Zn2+将填充在复杂的烷基二醇的保护膜中，并且膜形成的热兼容性和保护性膜的热兼容性为：Cu（Cu（）2，Cucl2，cucl2，Zn（）2，等等。

3操作条件的影响

3.1 ph

溶液的pH值是pH值的重要条件，当pH值太低时，膜的pH值也不长。

3.2温度

工作温度会影响膜速度，并且温度会增加膜速度，但会影响膜层的密度。

3.3时间

在操作的早期阶段，操作结束时膜的厚度在40至90秒内随着操作时间的增加，膜的形成速度降低，并且在90秒内没有显着变化。

3.4干燥，风和干燥系统

横向机器操作，干燥，风和干燥系统，对膜形成的均匀性有很大的影响：

前部干燥的干燥非常重要。

浸入水 - 溶剂抗氧化物剂后，干燥和干燥的截面可以吹出多余的残留液体并暂停其反应，随后的纯净水将消除板表面上的多余残留液体，并且这里的涂层将很薄，以使膜不均匀。

4解决方案维护（以商业方程式3*为例）

1）先前的治疗方法应确保清洁板的表面，没有油污染，也没有有机污染。

2）工作温度保持在过程过程中，并且保持恒定膜形成的质量至关重要。

3）pH维持3.0〜3.2。

4）溶液浓度从95〜105％维持。

5质量测试

1）观察检测有机焊接保护膜的外观应均匀且平坦。

2）光学测试仪可以检测到膜的厚度。

3）可在260°C的焊接中浸泡10秒钟，而无需涂层焊接涂料。

6涂层有机焊接保护膜的过程

焊接后，裸铜打印板，角色和铣削（或预磨）可以通过以下过程获得，以获得有机焊接保护膜。

去除酸油（42〜49°C）→洗涤（30s）→过滤（〜140 g / l，％（v / v），21〜35〜℃）→洗涤→稀有的硫酸（％（V / V）→水→洗涤水→浪费 - 浪费 - 浪费 - 浪费刀→反X型nife→抗氧气→25 〜33 33 〜33〜3 33〜 CTION→风刀→纯水洗涤→滚筒干燥→干燥（60〜80°C）

使用水平设备或垂直手动操作，每个过程之间的操作时间不同。

7失败和治疗

有关操作过程中常见的断层和治疗方法，请参见表9-3。

8个设备要求

有机焊接保护膜的涂料过程主要是水平自动线路设备（图9-1），并且该设备的基本要求也可以与垂直手动操作一起使用：

1）过滤，应毫不动摇地喷涂油片段，没有阻塞过滤器，液体储罐的工作通常不少于145升，并且可以通过200 L选择工作液体。

2）可以选择涂料工作解决方案的总量370L。

3）工作水平应配备多风。

4）设备稳定且可靠，每个零件中的变速箱都没有污渍或粘附。

第10节化学镍板，化学吉拉

1 概述

化学镍镀和化学金镀金工艺是在板的印刷板涂层（绿油）之后进行的。

化学镍涂层可与PCB板焊接，进行焊接，并散发出无电的化学涂层，涂料的厚度在板的任何部分都一致，并且设备和操作近年来并不复杂。

化学镍黄金层的最基本要求是焊接性和焊接接头的可靠性，尤其是对于需要焊接两到三倍的电镀。

就涂层的物质而言，化学镍是主体。

2化学镍镀，金工艺和预盘处理的过程

2.1过程过程

典型的化学镍镀金工艺如下：裸铜板带有焊接膜→酸油清除→热水洗涤→微渗透→微渗透→浇水→激活→化学镍镀金→化学镍洗涤→化学薄金→化学薄金→化学薄金→化学洗涤→化学洗涤→化学洗涤→干燥的水→干燥的干水→干燥的干水→干燥干水→干燥的水→干燥的水→干燥水→干燥的水→干燥的水→干燥的水→干燥的水→干燥的水→干燥的水。

对于不需要厚金的PCB板，可以将其洗净水洗涤，热水洗水和干燥过程中。

2.2酸去除

清除酸性的要求是强大的油去除能力和易于洗涤。

处理温度为20〜35°C或40〜60°C（根据供应商提供的条件确定）。

2.3微侵蚀：

硫酸钠（SPS）是一种复杂的铜表面微蚀刻剂，速度稳定。

工作温度为20-30°C，时间为1〜2分钟，铜的量为0.5〜1μm。

2.4激活

振兴由两个过程组成：离子离子激活。

预先放入的是％（v / v），室温，0.5分钟。

激活溶液是离子野鸡的激活溶液。

有条件的操作条件：25-30°C，1〜5分钟，带有焊接膜的板的操作时间和非限制性焊接膜不同。

3化学镍镀

化学镀镍过程被广泛用于金属和非金属表面处理行业，根据不同的底物，可以在酸性，中性和碱性溶液中进行化学镍板。

化学镍板中使用的还原剂是磷酸钠，氨基硼和肼等。例如，根据不同的原因，化学镍镀层层的组成是不同的。

3.1化学镍电镀机制

在用磷酸钠作为还原剂的化学镍镀溶液中，二级磷酸离子H2PO2-当存在催化剂（例如PD和FE）时，它将释放具有强活性的原子氢。

催化

H2PO2-+H2O→H2PO3-2H ++ 2E

Ni2 ++ 2e→Ni

H2PO2-+2H ++ E→2H2O+P

2H ++ 2E→H2↑

Ni和P：

3NI+P→Ni3p

在化学镍板的过程中，大量H+从机制中减少了溶液的pH值，并且在严重的情况下也会产生氢。

由于化学镍镀层层是组件脚和铜垫之间的，因此其可焊性对于连接点的强度至关重要；

3.2化学镍镀层层的磷含量

P量的化学镍板量对于涂层的焊接和耐腐蚀性至关重要。

P的数量太低，Ni层的耐药性不佳，并且性别易于钝化。

3.3化学镍板配方和操作条件