表面處理之化學鍍鎳規范及制程講解

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1、表面處理之化學鍍鎳規范及制程講解FITI-SJ-STD报告人:储彬PrintDate:8/15/20211FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.1.化學鍍鎳之基礎知識和應用簡介2.化學鍍鎳原理介紹3.化學鍍鎳各規范介紹4.各規范不同處介紹5.表處化學鎳制程介紹6.化學鍍鎳常見問題及預防措施SummaryPrintDate:8/15/20212FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.ENP基礎知識介紹化学镀镍的特点与发展简史化学镀镍的历史与电镀相比，比较短暂，在国外其真正应用到工业仅仅是70年代末80年代初的事。1844年，A.W

2、urtz发现金属镍可以从金属镍盐的水溶液中被次磷酸盐还原而沉积出来。化学镀镍技术的真正发现并使它应用至今是在1944年，美国国家标准局的A.Brenner和G.Riddell的发现，弄清楚了形成涂层的催化特性，发现了沉积非粉末状镍的方法，使化学镀镍技术工业应用有了可能性。但那时的化学镀镍溶液极不稳定，因此严格意义上讲没有实际价值。化学镀镍工艺的应用比实验室研究成果晚了近十年。第二次世界大战以后，美国通用运输公司对这种工艺发生了兴趣，他们想在运输烧碱筒的内表面镀镍，而普通的电镀方法无法实现，五年后他们研究了发展了化学镀镍磷合金的技术、公布了许多专利。1955年造成了他们的第一条试验生产线

3、，并制成了商业性有用的化学镀镍溶液，这种化学镀镍溶液的商业名称为“Kanigen”。PrintDate:8/15/20213FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.ENP處理簡介ENP（無電化鎳）化学镀镍的工业应用由于化学镀镍层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨和耐蚀性等综合物理化学性能，该项技术已经得到广泛应用，目前几乎难以找到一个工业不采用化学镀镍技术。据报道，化学镀镍在各个工业中应用的比例大致如下：航空航天工业：9%，汽车工业：5%，电子计算机工业：15%，食品工业：5%，机械工业：15%，核工业：2%，石油工业：10%，塑料工业：5%，电力输送工业：3%，

4、印刷工业：3%，泵制造业：5%，阀门制造业：17%，其他：6%。世界工业化国家的化学镀镍的应用经历了80年代空前的发展，平均年净增速率高达10%～15%；预计化学镀镍的应用将会持续发展，平均年净值速率将降低至6%左右，而进入发展成熟期。在经济蓬勃发展的东亚和东南地区，包括中国在内，化学镀应用正在上升阶段，预期仍将保持空前的高速发展。PrintDate:8/15/20214FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.化學鎳配方及反應方程式主成份:(1)硫酸鎳(2)次磷酸二氫鈉(3)絡合劑(4)pH調整劑（氨水、氫氧化鈉）5)添加劑作用:(1)提拱鎳離子(2)使鎳離

5、子還原為金屬鎳(3)形成鎳絡合離子，防止氫氧化鎳及亞磷鎳生成，增加槽液安定性，pH緩衝(4)維持適當pH(5)防止鎳在膠體粒子或其它微粒子還原(6)增加被鍍物表面的負電位，使啟鍍容易，改善還原效率。反應式:3NaH2PO4+3H2O+NiSO4→3NaH2PO4+H2SO4+2H2+Ni2H2PO2-+Ni+++2H2O→2H2PO3-+H2+2H++NiNi+++H2PO2-+H2O→Ni+H2PO3-+2H+H2PO2-+H2O→H++HPO3-+2HadsNi+++2Hads--→Ni+2H+2Hads--→H2H2PO-+Hads→H2O+OH-+P3H2PO2-ads+OH-

6、ads→H2PO3-ads+Hads+ePrintDate:8/15/20215FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.ENP膜形成機構下圖是ENP處理皮膜的掃描式電子顯微（SEM）照片，上面是NI層,下面是基材ENP處理表面與橫截面SEM照片PrintDate:8/15/20216FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.基材表面前處理流程油污可用脫脂劑去除------ISOPREP49L:Non-siliconnon-etch自然氧化物則用鹼咬去除------TL-252,但同產生新的氧化物,在ENP制程中,鹼咬加長時間有助於將

7、表面氧化層及材料雜質咬除及咬鬆新的氧化物則用酸咬去除------HF/HNO3,去除Si,在ENP制程中,此步驟可以加長時間,有助於將Si-Mg固熔體(雜質)徹底去除MgO,CuO,Feo新的氧化物則用酸洗去除------HNO3,得到近乎純Al表面PrintDate:8/15/20217FoxsemiconIntegratedTechnologyInc.兩次鋅置換示意圖前處理后,進行兩次鋅置換,這是ENP是的特點,鋅置換:要求越薄越好,越細越