化学镀镍金及其温度的影响.docx

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1、化学镀镍金及其温度的影响 核心提示：  近年来，随着电子技术飞速发展，电子设备的线路设计越来越复杂，对印刷电路板设计提出了新的挑战。复杂印制板要求其最后的表面处理工艺具有更多功能，平整性要求也越来越高。早先的表面处理方法通过图形电镀法产生锡铅抗蚀镀层，后来出现SMOBC掩蔽技术和热风整平工艺。随着更加精细的SMT、BGA等表面贴装技术的发展和PCB制作无铅化的要求，产生了化学镀镍金、电镀镍金、有机可焊性保护膜(OSP)、电镀铅锡、化学镀银、化学镀锡等表面处理方法[1]。化学镀镍金(ENIG)作为线路板最终表面处理，在过去几年里，以其在多次回流焊、波峰焊中表现出的优良

2、平整度和可焊性，已广泛用于移动电话、医疗器械、计算机、汽车电子设备等诸多电子行业。化学镀镍金分散性好，无论孔内、孔外还是通孔、盲孔，都可以获得较均匀的镀层[2]，且镀层有优良的抗变色性、耐磨性、钎焊性和键合功能，可满足多种组装的要求。虽然化学镀镍金工艺技术经过多年的发展，目前已相当成熟，但从国内外相关报道来看，仍然存在温度、添加剂加入量等控制较困难的问题。本文主要深入探讨化学镀镍金工艺中温度对整个工艺过程及镀金品质的影响，以期找到合适的解决方案。2化学镀镍金工艺流程及控制2．1工艺流程   化学镀镍金的工艺流程如图l所示l3-51：图1工艺流程图FigurelPro

3、cessflowdiagram2．2工艺控制2．2．1 前处理      前处理工艺是用以除去铜面氧化物、油脂等污染物，粗化铜表面，并在铜面沉钯，形成镍还原的活化中心。前处理对得到均匀的镀层，甚至整个化学镀镍金工艺至关重要‘61。某个工序处理不当，会影响随后的镀镍和镀金。生产过程中，各前处理槽的槽液须定期分析和补充，控制在工艺要求范围内。槽液要注意保持清洁，除油缸、微蚀缸、后浸缸应每周换缸，各水洗缸也应每周清洗。前处理工序及操作参数[1，4]如下：(1)除油工艺   GF酸除油剂55～65mL／L浓硫酸90～110mL／Lθ45～55℃t3～4min(pCu>100

4、0mg／L时更换溶液)   (2)微蚀工序GF微腐蚀剂80～120g／L浓H2S0420～30mL／Lθ25～35℃f2～4min微蚀速率0．64～1．02μm(3)预浸工序浓H2S0440～60mL／Lθ20～30℃tl～2min(4)活化工序浓H2S0440～60mL／LPdS0415mg／Lθ28～32℃tl～2min(pCu>800mg／L时开新缸)   (5)后浸工序HCl(SGl．16)50～100mL／Lθ室温t0．4～0．6minPd>20mg／L时更换溶液)   2．2．2 化学镀镍   化学镀镍由还原剂提供电子进行还原反应[7]，镍首先围绕Pd的

5、活性中心沉积出来，先沉积出来的镍具有自催化作用，随时间延长，镍厚度不断增加。镍槽中的溶液是多组分的。通常使用酸性镀液体系，其中包括镍盐(硫酸盐、氯化物)，还原剂(次磷酸钠或硼氢化物)[8]，配位剂(柠檬酸、乙酸、琥珀酸、丙酸或乙醇酸)，稳定剂(重金属盐、硫脲、氟化物)[9]。化学镀镍对药水成分范围要求严格，生产过程中必须每班分析化验两次，并需不断补加还原剂。镀镍槽液pH、温度对镍层厚度影响较大，温度越高，镀速越快。镀厚层时，使用低温以获得致密的镀层。化学镍镀液对很多化学成分都敏感，工艺中要防止杂质进入镀液，基板进入化学镀槽前也应仔细水洗。   化学镀镍工序及操作参数

6、如下[3，10]：Ni4．8—6．39／LNaH2P0228．5—31．5mL／LEN-M配槽液140～160mL／LEN—A配槽液55～65mL／L装载量0．5～1．6dm2／Lθ85～90℃f10～20minpH4．4～5．0v(沉积)20～25μm／h搅拌方式空气搅拌，循环过滤正磷酸钠质量浓度大于l00g／L或补加镀液超过60L时更换溶液。2.2.3化学镀金   化学镀金分置换型和还原型两类。置换金也叫浸金，是利用金和镍的电位差(金标准电位为1168V，镍标准电位为20．25V[7])，使镍将金从镀液中置换到镍层表面的过程，厚度0．1μm左右；还原型化学镀金，

7、又称白催化镀，含有还原剂，可以沉积出较厚(1μm左右)的镀金层。化学镀金液组成一般包括：金盐、配位剂、还原剂、稳定剂，此外还有一些镀层表面改善剂、表面活性剂等。为保证可焊性及延展性，镀金后应充分水洗，并完全干燥，特别是孔内须完全干燥。此外，化学镀镍与浸金之间的转移时间要尽量短，否则会使镍层钝化，导致浸金不均匀及结合力差。   化学镀金工序及操作参数如下[l,11]：Aul．5—3．5g／L以K[Au(CN)2]形式加入300mL/L装载量0．5～1．0dm2／(L．min)θ85～90℃t10～15minpH4．4～4．8搅拌方式空气搅拌，连续循环过滤每5min