无电镍的基本步骤与配方详解

无电镍的基本步骤与配方详解

1.1.基本步骤除油-水洗-中和-水洗-微蚀-水洗-预浸-夹持活化-气吹搅拌水洗-化学镀楔-热水洗化学镀金-恢复水洗后处理水洗烘干2.化学镀镍a.一般化学镀镍分为“置换型”与“自催化型”，配方较多，但无论哪一种，高温镀层质量还是较好的b.常用的镍盐为氯化镍（ ）c.常用的还原剂为次磷酸盐（ ）/甲醛（ ）/肼（ ）/硼氩化合物（ ）/硼氢化物（胺）d.最常用的螯合剂为柠檬酸盐（ ）。e.镀液的pH值需要调节和控制，传统上多采用氨水（ ）

2.也有配方采用三乙醇胺(胺)，它不但能调节酸碱度，在高温下比氨更稳定，还具有与柠檬酸钠结合形成镍金属螯合剂的能力，使镍能顺利有效地沉积在镀件上。f.磷化二氢钠的使用除了能减少污染问题外，由于其中含有磷，也会大大影响镀层的质量。g.这是化学镍槽液的配方之一。配方特点分析：a.pH值的影响：pH值小于8时会产生浑浊，pH值高于10时会发生分解。对磷含量、沉积速度、磷含量无明显影响。b.温度的影响：温度对沉淀速度影响很大，在70℃以下反应较慢，在95℃以上速度很快且不可控，90℃为最佳。c. 组合物浓度中柠檬酸钠含量越高，螯合剂浓度越高，沉积

3、随螯合剂浓度的增加，镀层磷含量相应降低，而磷含量则增加，三乙醇胺体系磷含量甚至可高达15.5%。d、随着还原剂次磷酸二氢钠浓度的增加，镀层沉积速度相应增加，但超过0.37m后槽液就会分解，因此其浓度不宜过高，浓度过高是有害的。磷含量与还原剂之间并无明确的关系，因此一般控制浓度在0.1m左右较为适宜。三乙醇胺的浓度会影响镀层的磷含量和镀层沉积速度，随着其浓度的增加，磷含量降低，镀层沉积速度变慢，因此浓度最好保持在0.15m左右。除调节pH值外，还可作为金属螯合剂使用。f、由讨论可知，柠檬酸钠浓度通过适当的调节，可有效改变镀层的磷含量。h、 一般还原剂分为两类：次磷酸二氢钠（，）

4.系列及硼氢化钠(NaBH4， )系列。硼氢化钠价格昂贵，所以市场上主要采用次磷酸二氢钠。一般公认的反应为： H2PO2--2H(CAT) (1) Ni22H(CAT)a Ni2H (2) H2PO2-H(CAT)a H2OOH-P (3) H2PO2--H2 (4)铜表面多属不活泼性，为使之带负电以达到“起镀”的目的，先以化学镀钯的方式在铜表面生长。反应中有磷共晶，所以磷含量常见为4-12%。所以镍含量高时镀层失去弹性及磁性，脆性增加，光泽增加，利于防锈，但不利于引线接合及焊接。 3.化学镀金 a.化学镀金又分为“置换镀金”与“无电解镀金”，前者即所谓的“浸镀金”。

5.镀金：镀层薄，底部全镀时停止，后者接受还原剂供给的电子，因此镀层可继续增厚。化学镀镍。b.还原反应式为：还原半反应：au e- au0氧化半反应：reda oxe-全反应：au red aau0 ox。c.化学镀金配方除提供金源配合物及还原剂外，还必须配合螯合剂、稳定剂、缓冲剂、膨胀剂等才能发挥功效。d.有研究报告显示，化学镀金效率及品质不断提升，还原剂的选择是关键。从早期的甲醛到近期的硼氢化物，以硼氢化钾最为常见，效果最好，若配合其他还原剂使用，效果更佳。代表性反应式如下：还原半反应：au(cn)-2 ea au0 2cn-

6.氧化半反应：BH4-H2O→BH3OH-→30H-→Bo2-→3/2H2→2H20→3E-全反应：BH3OH→3AU(CN)Z”→30H-，BoZ→/2HZ→2H，0→3AUO→6CN-E。镀层沉积速度随氢氧化钾及还原剂浓度及镀液温度的升高而增加，但随氰化钾浓度的升高而降低。f.商业化制程操作温度大都在90C左右，对材料的稳定性是个极大的考验。g.细线路基材若发生横向生长，可能有短路风险。h.薄金易产生孔隙、泡孔。k.薄金层孔隙问题可采用磷后处理钝化解决。 4. 工艺重点 A. 碱性除油：防止钯在沉积过程中横向生长

7、扩散。最初采用柠檬酸类清洗剂。后来因为绿漆具有疏水性，碱性清洗剂效果较佳，而为了避免酸性清洗剂造成铜面钝化，改用磷酸盐类直接精制非离子清洗剂，目的在于容易清洗。b、微蚀：其目的是去除氧化，得到新鲜的铜面，同时使铜面达到约0.5-1.0的绝对粗糙度，这样在镀镍金后，仍能得到相当的粗糙度。此结果有助于引线键合时的张力。在槽液中加入少量/l的盐酸，使氯离子水平保持在零左右，以提高蚀刻效率。c、铜面活化处理：在约40℃下施加约3ppm，持续一分钟。由于氯化物比硫化物更能钝化铜面，因此采用硫化钯更为合适，可获得更好的镍键合。 由于钯的作用，会同时生成少量的Cu，Cu可能被还原为Cu，也可能被氧化为

8、Cu若变成铜原子，则沉积会影响夹的还原。为使钯还原顺利进行，必须有空气吹扫及搅拌，空气量约在0以上，以促使亚铜离子氧化并释放电子还原钯，完成化学镀镍沉积动作。d、活化后水洗：为防止镍层扩散，清除电路间残留钯十分重要。除强水洗外，有人亦用稀盐酸浸泡，以转化硫化钯死角，防止镍扩散。为促进镍还原，热水预浸有助生长及均匀。其理念为增加活性，使大、小区差异及高、低压差异因活性增加而减少，以达致均匀。e. 化学镀镍：操作温度85±5，pH4.5～4.8，镍浓度约为4.9～5.1g/l，槽内镍浓度应保持在5.5以下，否则有氢氧化物析出的可能性，低于4.5g/l，镀速会变慢，应为正常析出。

9、以15(im/hr)的镀液速度，镀液应维持在0.51.5)dm2/l左右，镀液标准镍含量为5g/l。5次循环后必须更换镀液，否则析出的镍质量会变差。镍镀液可用316不锈钢制成。镀液体事先用50%硝酸钝化，在镀液壁上加装电解阳极，防止镍沉积。阴极可接在搅拌叶片上，通过0.20.4A/m2(0.0180.)的小电流。但必须注意不要在叶片区产生气泡，否则说明电流过强或镀镍层过厚，镀液必定会烧坏。镀液操作应维持在ph=54.7之间，可用naohe h2s04调节。 如果ph%低于4.8，就会出现浑浊现象，随着槽液的老化，ph操作范围会逐渐增大，才能维持正常的沉淀速度，因为槽底是死角，很容易滞留反应后留下的残渣。

10、碱，对绿漆有不良影响，需加强搅拌、震动，去除残碱、气泡。f、化学镍磷含量：一般化学镍采用“次磷酸二氢钠”作为还原剂，因此镀层会含有一定量的磷，约46%，部分为结晶态。磷含量68%，含量中等，多为非晶态，高至12%时，几乎全部为非晶态。对于打线，磷含量9%时，硬度最好，可焊性也最好，一般加四次后，析出的磷含量就达到10%，需要考虑换槽了。打线厚度应在130毫以上。g、化学金：以柠檬酸为络合剂的化学金槽，含金5g/l，槽体为PP材质。 在pH=5.15.3时能与铜发生反应，在pH=4.54.8时能与楔发生反应进行镀金。可用柠檬酸调节pH值，一般操作温度为85℃，厚度在2.5厘左右几乎会停止，达到此厚度大约需要五分钟，高温虽能加速生长，但因晶体粗大，耐蚀性较差。由于多采用置换反应，溶液中会有很多楔溶解，最好不要让楔浓度超过ij，金属外观及附着力会变差，溶液甚至会变绿、变黑，此时必须换槽，镀金槽对铜离子极为敏感，沉淀会变慢，应力会增加，镀完楔后不宜久置，以免因钝化而无法沉淀，所以洗镍后应尽快进入镀金槽。 有时针对特定情况，可在进入镀金槽前先用10%柠檬酸浸泡，以提高一些结合强度。镀金后，镀层表面难免会有一些疏孔，镀件洗净后仍应封孔。这样，底镍可用有机磷处理，增加其耐蚀性。