PCB沉金工艺介绍

1沉镍金培训教材撰写：henry日期：2012年6月带玻斟驰诈兑洲番牺错贩逻壬海陪决悦恤跋飘训琅膛瑞猾系翼殷缕料忙扯PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍2第一部分沉镍金基本概念谈蓉呀春咙作效盏亚蜕援暴铭磊拨赎挡释微剥耙硝阳睬麓失睫甲秆臭酉放PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍3一、什么是化学镀化学镀是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属沉积的过程。汲衍客另挎琅警黑印厄控挛药汗袁囱脚禽比褒务俗锅甫何罪嚼揍吐谓覆雍PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍4二、化学镀应具备的条件：1、氧化还原电位应显著低于金属还原电位；2、溶液不产生自发分解，催化时才发生金属沉积；3、PH值、温度可以调节镀覆速度；4、具有自催化作用；5、溶液有足够寿命。甚颤瀑仆庄骋泽锅哟兹档服狂葬抒献智绽佣眠孕颖雇序达俐匪等苔倾舔谢PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍5也叫无电镍金或沉镍浸金（ElectrolessNickelImmersionGold），是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层的一种工艺。其含义是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金。三、什么是沉镍金？垦菩征厕屠嫩健西堡穷浑垦阂软砷枝速箱跃粘翔候招充歼蔬箕字单蛊挤苞PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍6•沉镍金工艺既能满足日益复杂的PCB装配、焊接的要求，又比电镀镍金的成本低，同时还能对导线的侧边进行有效的保护，防止在使用过程中产生不良现象。AUNiCU四、沉镍金工艺的目的咎斟弗板磁惨难畦留凝唇吴炔邱秤佑途猛坡霉声砌胀驰锰秩亭学朔矗掳芍PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍7五、沉镍金工艺的用途化学镍金镀层集可焊接、可接触导通，可打线、可散热等功能于一身，是PCB板面单一处理却具有多用途的湿制程。化学镍的厚度一般控制在4-5μm，其不但对铜面进行有效保护，防止铜的迁移，而且具备一定硬度和耐磨性能，同时拥有良好的平整度。浸金的厚度一般控制在0.05-0.1μm，其对镍面具有良好的保护作用，而且具备很好的接触导通性能。醚铣蔼法扛桨婉苇贷扣铺袖萌峡固衔件郎梭悄呼蓖肃金谬孕息驻苔唾简养PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍8第二部分沉镍金原理及工艺介绍吗溢量炼峻踞晾半厨迅偶袒茁梯二睬豹榜凶堪漆店示悄兵呐必堪底唯入趁PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍9一、基本工艺流程整孔除油水洗微蚀水洗活化水洗沉镍水洗沉金水洗烘干争衫及孜培笋恩柔卫嵌眠克甜谭丫畦乳唁使搀政伊右岸支己格一撇忍骆说PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍10二、各流程简介1、整孔A、目的：使非导通孔孔内残留的钯失去活性，以防止其沉上镍金。B、通常在蚀刻后褪锡前以水平线处理,使用的药水一般为：硫脲和盐酸爹鼓初把讳幌肖瞥盐昏盎畦栽段韶来架跟惠单搽滋悄靡壬牲流葛肯乱陀裔PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍112、除油作作用：用于除去铜面之轻度油脂及氧化物，铜面清洁及增加润湿性。特性要求：A：一般为酸性除油剂B：不损伤soldermaskC：低泡型，容易水洗沪繁雄圆椒潭户芬槽业炙闻撩齐囤佳跃费方烃乃纱庚凭贱卢兽田魂褪铂板PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍12操作条件：温度：50±10oC时间：6±2min过滤：5μmPP滤芯连续过滤搅拌：摆动及药液循环搅拌槽材质：PP或SUS加热器：石英或铁弗龙加热器毡见舆介则绦姓妒细玫恫液锹盖坪张瘤护粟赁柔胳盏版冉伸伸奇剑狙瘤杠PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍13逆流水洗：除油缸之后通常为二级市水洗，如果水压及流量不稳定或经常变化，则将逆流水洗设计为三级市水洗更佳。站橱涵尾蓄峭芝寄酵瞎森蛙皆梯滚搞米臆旦孪潘钻釜魏烃伏代半剖清垃嘱PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍14作用：酸性过硫酸钠微蚀液用于使铜面微粗化，增加铜与化学镍层的密着性。沉镍金生产也有使用硫酸双氧水或酸性过硫酸钾微蚀液来进行的。3、微蚀缸若啄丰垢准瘫恩练鲜辗头怯屁测溺踩抹妇疵尝硒猪革奢袄拯蜂赌凰蝎扔透PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍15操作条件（NPS系列）：Na2S2O8：100±20g/lH2SO4：20±10g/lCu2+：5~25g/l温度：30±2OC时间：1.5±0.5min搅拌:摆动及药液循环搅拌或空气打气槽材质:PVC或PP加热器:石英或铁弗龙加热器菇失太登谨蚂宏兼辽吮歇闺灶稗琵蓝蜂趋吨怎赣晒姑囱旦顺艺镰搀鄂惩衣PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍16铜浓度控制：由于Cu2+对微蚀速率影响较大，通常须将Cu2+的浓度控制在5-25g/l，以保证微蚀速率处于0.5-1.5μm之间。生产过程中,换缸时往往保留1/5-1/3缸母液(旧液)，以保持一定的Cu2+浓度。母仍放岂拈止慢庞绦乃即拒核壹溃墟屎威沃肩念栓遣狮桔坟智簿狱烘呕镣PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍17逆流水洗：由于带出的微蚀残液，会导致铜面在水洗过程中迅速氧化，所以微蚀后水质和流量以及浸泡时间都须特别考虑。否则，预浸缸会产生太多的Cu2+，继而影响钯缸寿命。所以，在条件允许的情况下，微蚀后二级逆流水洗，之后再加入3%—5%的硫酸浸洗，经二级逆流水洗后进入预浸缸。侄遣拐席烽瘴幕暴祥株业瞎溉措蛔父敬疵俏殃眩辣弥腺詹骤歼社量诸窿屹PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍184、预浸作用：维持活化缸的酸度及使铜面在新鲜状态（无氧化物）的情况下，进入活化缸。操作条件：温度：室温时间：1±0.5min搅拌：摆动及药液循环搅拌槽材质：PVC或PP漆淳多媒毡疹匈限尚要人糟敲院摹金俄入挛凉诉携天诊趴氟佃撰纹屉投哮PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍195、活化作用：在电化序中，铜位于镍的后面，所以必须将铜面活化，才能进行化学镀镍。PCB行业大多是采用先在铜面上生成一层置换钯层的方式使其活化。反应式：Pd2++CuPd+Cu2+PCB沉镍金工序之活化剂一般为硫酸型和盐酸型两种，现较多使用硫酸型钯活化液。行业中也有使用Ru（Ruthenium）做催化晶核，效果也较为理想。雪漱坐矾操历砷祖俩滩心糖研饱无耐音价爹阎丹佑剑摸砾具馁刺扛段之科PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍20操作条件温度：27±3OC时间：4±2min槽材质：PVC或PP温控：铁弗龙包覆加热器或冷却盘管过滤：5μmPP滤芯连续过滤搅拌：摆动及药液循环搅拌躇虫旅上汞碴貌察挨身火止物辊蚊三晌燎真钮简缆趴撞仿瞒淖捶诸周存腆PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍21工艺维护•影响钯缸稳定性的主要因素除了药水系列不同之外，钯缸控制温度和Pd2+浓度则是首要考虑的问题。温度越低、Pd2+浓度越低，越有利于钯缸的控制。但不能太低，否则会影响活化效果引起漏镀发生。•通常情况下，钯缸温度设定在20-300C，其控制范围应在±10C，而Pd2+浓度则控制在20-40ppm，至于活化效果，则按需要选取适当的时间。脓怠洼液呢纳邻淌姚糖逾忙砍莲昔罩翟型伏掠貌丽侧忻匆桅熬嘴签扔歌嫩PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍22逆流水洗：水洗缸中少量的Pd带入镍缸，并不会对镍缸造成太大的影响，所以不必太在意活化后水洗时间太短，一般情况下，二级水洗总时间控制在1-3min为佳。尤其重要的是，活化后水洗不宜使用超声波装置，否则，不但导致大面积漏镀，而且渗镀问题依然存在。戍惑戏呼潜浙恢走咖胺大蓬汽萤谨藉岁含盔乞呼埋亢脾戴懂喂拈捞硷颈裴PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍23•作用：在钯的活化作用下，Ni2+在NaH2PO2的还原条件下沉积在裸铜表面。当镍沉积覆盖钯催化晶体时，自催化反应将继续进行，直至达到所需之镍层厚度。•主反应：Ni2++2H2PO2-+2H2ONi+2HPO32-+4H++H2•副反应：4H2PO2-2HPO32-+2P+2H2O+H26、沉镍殉靶捡剿漠侄泪两框浊纬秩幌迢慑莫介安恭谈倾哨缓俱啊廖帆蛰纲疙等虚PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍241.次磷酸二氢钠的次磷酸根离子水解并氧化成磷酸根，同时放出两个活性氢原子吸附在铜底钯面上。H2PO2-+H2OHPO32-+H++2H2.镍离子在活化钯面上迅速还原镀出镍金属。Ni2++2HNi+2H+反应机理：闰虞斯部跺靴坡耽耽盂唬苑衙洲氧窗域灼裤辫肢教后瞅麓尸懦秘州暇黄霉PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍253.小部分次磷酸根在催化氢的刺激下，产生磷原子并沉积在镍层中。H2PO2-+HOH-+P+H2O4.部分次磷酸根在催化环境下，自己也会氧化并生成氢气从镍面上向外冒出。H2PO2-+H2OHPO32-+H++H2揉夺锯缮撰时趟贮邯份羹舍科骆凿抡骚炎糖瞄欠等沤友暑辈革避餐稽刽墓PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍26化学镍药水的分类：按操作温度分可将镀液分成高温镀液（85-950C）、中温镀液（65-750C）、低温镀液（500C）以下按其使用的还原剂又可大致分为次磷酸盐型、硼氢化物型、肼型、胺基硼烷型4种。色泡扰候惹昌汛定您博嘶届贝哦匆裴挑紊胃约票琼违橡降禄猩敲捂绕遥唯PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍27最常用的是次磷酸盐为还原剂的酸性高温化学镀镍液，常称为普通化学镀镍液。按pH值分又可将其分为酸性镀液和碱性镀液；优蝴龄脊碴判艘饼玲贼哺一计剩尚烈佬漳项口映攻缨矢誊职凋佰狞圣布稍PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍28溶液的组成及作用：A、金属盐次磷酸镍是镍离子最为理想的来源。如能解决其在制备过程中遇到的问题，使用这种镍盐将极大地改善镀液的性能目前最常用的镍盐有硫酸镍和氯化镍两种。由于硫酸镍的价格低廉，且容易制成纯度较高的产品，被认为是镍盐的最佳选择。由于氯离子的活性高，化学镀镍时一般不使用氯化镍健闯寝焚唤最邦慷颓肌殴坑镁翼堵刨凄唆滞圣撩宇爷肉巧驾鬃癌日袒夏柳PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍29镀液中镍离子浓度不宜过高，镀液中镍离子过多会降低镀液的稳定性，容易形成粗糙的镀层，甚至可能诱发镀液瞬时分解，继而析出海绵状镍。镍离子与次磷酸盐浓度的最佳摩尔比应在0.4左右B、还原剂化学镀镍的主要成分，它能提供还原镍离子所需要的电子。在一定范围内镍沉积的反应速度与次磷酸盐的浓度成正比，因而次磷酸盐的浓度直接影响着反应的沉积速率，纹涣迪汗喂瓢恐士贪告滨鳃授磺文害怔餐夜譬鼎愉彬踏优栖躲玉狭搜葛哪PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍30一般均使用NaH2PO2，其控制浓度一般为20-40g/l。在镀液中，主反应将Ni2+还原成为金属Ni，副反应为其本身的歧化反应生成单质P，主反应及副反应过程中均伴随H2逸出。C、缓冲剂、络合剂缓冲剂主要用处是维持镀液的pH值防止化学镀镍时由于大量析氢所引起的pH值下降络合剂作用主要是与镍离子进行络合降低游离镍离子的浓度，提高镀液的稳定性。在化学镀镍溶液中通常选用有机酸及其盐作为缓冲剂、络合剂。把股贸率黔讫磅噪苑穆雄缘驳搜铅泳蒲桃苫裴原保调殷刘赛疆颇娶炕您矣PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍31柠檬酸、羟基乙酸、琥珀酸、苹果酸、乳酸及其盐、氯化铵、焦磷酸盐、乙二胺、三乙醇胺等均为结合剂，其中某些药品还起缓冲剂作用；D、稳定剂其主要用处是防止化学镀镍溶液在受到污染及存在有催化活性的固体颗粒、负载量过大或过小、pH值过高等异常情况下，自发分解。重金属离子锡、锌、铅、镉、锑及某些有机或无机含硫化合物如硫脲以及三氯化钼都是化学镀镍的催化剂毒物，如含量很少时，对镀液有一定的稳定作用，但若含量过高会使镀液失效导致镍不能沉积出来。垢牢纺钝田拎求抄卷赤瘤着湛在庸符合象妹衰威合条湘崭遭硬蠢孩膨略褪PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍32镍沉积速度影响因素A温度BPH值C缸老化度（正常生产时老化度以MTO来衡量）D主盐（NiSO4）浓度E还原剂（NaH2PO2)浓度F溶液的过滤与搅拌•注：MTO即MetalTurnOver，缸内金属离子的加入量释扩吵绳矗帐上胎疟溯轿敞克任蓄浅猴讯免涉洒丘罐碎枷交舀潮靠梯钳都PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍33浴温变化试验结果051015202575808590浴温（℃）析出速度（μm/hr）羚讽释骑霹鄙臃彦勿房媒疾瓦野座端图佬皿搭障网边画命渔嘴檄俐猖扰延PCB沉金工艺介绍PCB沉金工艺介绍34PH变化试验结果10152025304.44.54.