Pcb化学镀镍/金工艺介绍化学工艺

Pcb化学镀镍/金工艺介绍化学工艺

一、Pcb化学镀镍/金工艺简介 (一)Pcb化学镀镍/金工艺简介 (1)印刷电路板化学镀镍/金工艺是在电路板表面进行可焊性镀层的一种。 该工艺是在电路板阻焊工艺后的裸铜表面化学镀镍，然后化学镀金。 该工艺不仅可以满足日益复杂的电路板组装和焊接的要求，而且成本比镍/金电镀工艺更低，并且更容易实现全自动化连续生产。 同时更有利于有效保护导体的侧边。 1、化学镀镍 化学镀镍溶液的工艺配方有多种。 使用次磷酸二氢钠作为还原剂的镀液是比较常见的。 事实上，采用化学镀镍方法，不能得到纯镍镀层，而是二元或更高镍基合金。 应用最广泛的是以镍为基础并含有一定量的磷、硼或氮的二元合金。电路板更适合使用以次磷酸二氢钠为还原剂的酸性电镀溶液（以获得镀层的磷含量） ）。

2.剪裁3-14%）。 酸性化学镀镍的pH值一般在4-6范围内。 与碱性电镀液相比，它具有更高的稳定性、更容易维护、更高的沉积速率。 但其工作温度较高。 典型工艺流程如下：硫酸镍()-21 g/L次磷酸钠()-18-26 g/L丙酸-2 mL/L乳酸-30 mL/L稳定剂-0-1 mL/L PH -4 -6 温度 -80-90 摄氏度1。 镀液中各成分的作用及操作条件的影响： 11、镍盐——硫酸镍，其作用是提供还原成金属镍所需的Ni2+离子。 但镍盐浓度不能太高。 实际结果表明，当镍盐浓度增加到一定值时，沉积速率趋于稳定。 此时，当pH过高、络合剂含量不足时，也会生成氢氧化镍或亚磷酸。 镍沉淀，影响镀液的稳定性。 12、还原剂——次磷酸钠

3. 它是一种还原剂，提供将NI2+离子还原成金属镍所需的电子。 随着浓度的增加，沉积速度加快，但比例浓度过高则稳定性降低。 次磷酸钠在镀液中的主要作用是将Ni2+离子还原为金属镍，但也有部分H2PO2离子被还原为磷。 通过控制不同的镀液成分和操作条件，可以获得不同磷含量（0-14%）的化学镍。 当比例浓度大于20g/L时，沉积速率不再增加，过量添加得到的镀层会粗糙、无光泽，甚至可能生成镍粉，导致镀液分解失效。 13、络合剂——其作用是使Ni2+离子形成稳定的络合物，防止形成氢氧化镍或亚磷酸镍沉淀。 同时可以使晶体变得细腻、明亮。 14、缓冲剂——因为沉积速率、镀层质量、稳定性与PH值有很大关系。因此，需要添加适量的缓冲剂，使镀液的pH值稳定在工艺要求的水平。

4、在要求的范围内。 15、稳定剂——化学镀过程中，由于各种原因，镀液中常常会产生一些细小的金属镍颗粒。 这些金属镍颗粒的表面作为众多的催化中心，会加速镀液的分解。 实践中发现，添加一些稳定剂可以吸附在NI颗粒的表面，防止镀液的自分解。 添加量非常小。 如果添加过多，沉积速度会大大降低。 1 6. 促进剂——为了提高沉积速度，添加一些促进剂。 这些促进剂可以降低络合剂和稳定剂的作用并提高沉积速度。 如今，通常使用专有的商业添加剂。 1 7. PH值——提高PH值可以加快沉积速度并抑制析氢副反应。 但过高且大于6时，镀液自分解严重，过低则反应无法进行（一般以4.3-5.0为宜）。 18. 温度——随着温度升高，沉积速率加快。

5. 增加 10 摄氏度，使沉积速度加倍。 实践证明，酸性次磷酸镍钠化学镀液在60℃以下时，沉积速度很慢，甚至根本不反应。 但如果超过太多，一方面能耗过大，另一方面镀液容易分解。 2. 稳定性与维护 21. 当镀液出现下列现象时，将无法再进行生产。 211. 气体不仅从镀件表面逸出，而且从整个电镀液中逸出，有时甚至剧烈。 212.电镀液中出现黑色沉淀。 213、容器壁及镀件表面形成黑色镀层。 214、镀液颜色逐渐变浅。 22、影响稳定性的因素： 221、镀液前处理不当——镀件脱脂或蚀刻后清洗不彻底，脱脂或蚀刻液带入镀液中，引起PH值变化。 该值过高或过低，镀液都会产生沉淀。镀镍前的非金属钯盐活化液如果清洗不彻底，钯会析出。

6、当镀液中带入盐时，pb2+离子和Ni2+离子被还原成金属Ni颗粒而存在于镀液中，这也会加速镀液的分解。 222、镀液配比或镀液配制方法不当——次磷酸钠浓度过高，会加速镀液内部的还原反应，使亚磷酸盐浓度过高，易产生亚磷酸镍沉淀； 如果镍盐浓度过高，络合剂浓度过高或络合剂浓度过低，都会因氢氧化镍沉淀而诱发镀液自分解。 另外，配制镀液时，还原剂、主盐或碱加入过快，造成局部浓度过高，也会产生亚磷酸镍或氢氧化镍沉淀。 有时，在制备镀液时，组分添加顺序不当或搅拌不充分可能会导致沉积物或金属镍颗粒的产生，加速镀液的自分解。 223、操作方法不当——如果直接用电炉或蒸汽加热镀液，镀液局部温度过高，或镀液pH值过高，镀液会很快沉淀并析出。造成损坏。

7、加速镀液的分解。 如果沉积速率太高，镀液会比较疏松，一些金属颗粒会进入镀液并形成催化中心，这也会促进镀液的自分解。 三、镀液的维护和管理： 3、1、严格按照一定的配比和配制方法配制镀液。 3.2 镀前处理中加强清洗工艺，不要将酸、碱或活化液带入镀液中。 3.3严格控制操作条件，如镀液必须受热均匀、镀液不能空、装料量要适当、PH值必须按工艺要求控制等。 3. 4 采用连续过滤，及时除去镀液中的沉淀物，保持容器内壁清洁。 3.5建立可靠的方法对镀液成分进行分析，定期分析主盐、还原剂、亚磷酸盐的含量，以便随时调整镀液。 3. 6 添加适量的稳定剂可延长镀液的使用寿命，但不要添加过多，以免降低沉积速率。 3.7 镀液稳定性及使用方法

8、镀槽的材质也有很大关系。 常用的有玻璃、搪瓷等，对于大型罐体，可采用经过硝酸钝化处理的不锈铜罐体。 不要使用聚乙烯槽，因为它们会污染电镀液。 3. 8、定期清除镀槽内的镀液，清洗镀槽，清除沉积物，防止镍磷合金镀层粘附在镀槽上。 3. 9、严禁直接向镀液中添加固体试剂。 添加化学品时，将其配成稀溶液，缓慢添加，同时不断搅拌。 添加时镀液温度应在60度以下。 3.10 当镀液被金属杂质污染时，可采用低电流密度通电处理去除杂质。 3.11 从化学镀镍的反应式可以看出，化学镀镍时会产生大量的氢气，氢气是造成电阻的原因。 在焊料层/铜界面处，随着反应速度加快，酸的浓度增加。 在高温条件下，会加速阻焊层的损坏，严重时会导致阻焊层起泡。 因此，化学镀镍需要选择合适的稳定剂，使其在较低的温度或较慢的速度下进行，以减少H的形成。 3. 12 由于化学镀镍层位于元件之间引脚和铜焊盘之间，化学镀镍层的性能对连接点的强度起着非常重要的作用。 由于元器件（如陶瓷BGA）与FR-4电路板的热膨胀系数不同，这就要求化学镀镍层具有较高的延伸率，以保证焊点的连接可靠性。 通过选择合适的化学镀镍配方、稳定剂、负载量和工艺控制，可以提高化学镀镍层的延伸率。 3.13化学镀镍层厚度一般控制在4-5m。 至少2.5微米厚的镍镀层可以充当有效的阻挡层并防止铜迁移。