pcb生产中化学镍金浅议

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1、PCB生产中化学镰金浅议本文针对目前市场PCB厂家化学银金应用广泛的最终表面处理。化学镰金工艺具有高度的平整性、均匀性、可焊性或耐腐蚀性等，正日益受到广大客户的青睐，本文就实际生产中遇到一些常见品质问题的原因及对策进行探讨。一、前言化学镰金（ENIG）也叫化学浸金、浸镰或无电镰金，线路板化学镰一般P含量控制在7〜9WT%（中磷），化学镰磷含量分为低磷（亚光型）、中磷（半光型）及高磷（光亮型），磷含量越高抗酸腐蚀性越强。化学鎳分为铜上化鎳、铜上化镰金、铜上高延展性化镰金或铜上化镰耙金工艺。化镰常见问题有“黑垫”（常称为黑盘，镰层被腐蚀呈灰色或黑色不利于可焊性）或者“泥裂”（破裂）。化学金

2、分为薄金（置换金，厚度1〜5u"）及厚金（还原性金，沉金厚度可以达25微英寸以上且金面不发红）。二、工艺流程前处理（水平微蚀、刷磨或喷砂）〜装蓝〜脱脂（酸性除油剂）一市水洗f微蚀（过硫酸钠/硫酸）一纯水洗一预浸（硫酸）一活化（Pd触媒）纯水洗一酸洗（硫酸）一纯水洗-化学镰(Ni/P)-纯水洗-浸镀金-回收水洗-纯水洗〜过纯热水洗烘干机。三、工艺控制1.除油缸PCB化牒金通常采用的是酸性除油剂作前处理，其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增加润湿效果的目的，不伤油墨低泡有机酸型易清洗板面。2.微蚀缸(SPS+H2S04)微蚀的目的在于去除铜面氧化层及前工序遗留残渣，保持铜

3、面新鲜及增加化学镰层的密着性，常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液(Na2S208：80〜120g/L；硫酸：20〜30ml/L)o由于铜离子对微蚀速率影响较大(铜离子越高会加速铜面氧化，如水洗不充足易污染下一道药水槽，铜离子的浓度控制是根据所生产品质要求而定，以保证微蚀深度在0.5〜l.Oum,换缸时往往保留1/5缸母液(旧液)，以保持一定的铜离子浓度。3.预浸缸预浸缸只是维持活化缸的酸度以及使铜面在新鲜状态(无氧化物)下进入活化缸，硫酸耙预浸缸采用硫酸(H2S04)作预浸剂，其浓度与活化缸一致。4.活化缸活化的作用是在铜面析出一层锂(bd),作为化学鎳起始反应之催化晶核。其形成过程则为Pd

4、与Cu的化学置换反应，在铜面置换上一层锂。实际生产中不可能也不必要将铜面彻底活化（将铜面完全覆盖）。从成本上讲这会使Pd的消耗增大且容易造成渗镀、甩鎳等严重品质问题。附：当槽壁及槽底出现灰黑色的沉积物，则需硝槽处理,其过程为：加入1❷1硝酸，启动循环泵2小时以上或直到槽壁灰黑色沉积物完全除去为止。1.沉鎳缸（沉镰还原反应）化学沉鎳是通过Pd的催化作用，NaH2P02水解生成原子态H,同时H原子在Pd催化条件下，将镰离子还原为单质镰而沉积在裸铜面上（一般镰厚在100〜250u〃，速率控制在10〜15um/h））o附：化学鎳槽硝槽程序：将化学镰药水抽到副槽或备用槽，市售浓硝酸浓度是65%,

5、硝槽浓度10〜30%（V/V）的硝酸，开启过滤循环或微打气至少1小时后，再静止数小时后须检查槽底或槽壁是否硝干净？如不干净需适量补充硝酸直至槽硝干净为止，硝干净后需将硝酸废液抽出并加水冲洗，再把槽注满水开启循环10分钟左右（至少选择两次），排掉后加纯水并开启循环过滤10分钟，并检查槽里的水与纯水PH值（试纸或PH仪检测）数据（一般纯水洗的PH值在5-7之间即可）比较接近才确认合格。2.沉金缸（沉薄金置换反应）置换反应沉金，通常浸薄金30分钟可达到极限厚度（一般金厚在0.025-0.1um）,速率控制在0.35-0.45uni/h）。由于沉金液Au的含量很低（一般为0.5〜2・0g/L）

6、,对PCB沉金溶液的扩散速度、内层分布相互影响到大面积焊盘（Pad）位与小面积Pad位沉积厚度的差异。一般来说，独立位小Pad位要比大面积Pad位的金厚度高100%也属正常现象。沉金的厚度要求可通过调节温度、时间或提髙金浓度来控制金厚。金缸容积越大越好，不但其Au浓度变化小有利于金厚控制且可以延长换缸周期。附：①为了节省成本，金缸之后需加装回收水洗，同时也可减轻对环境的污染。回收缸之后一般都是逆流纯水洗；②当Cu2+25PPM,Ni2+2500PPM或Fe2+210ppm时需更换。四、集华电镀原料有限公司化鎳金线药液的控制和分析频率（见表1）五、镰层“渗镀”（“搭桥、长胖、鎳脚”）问题

7、产生的原因及对策问题产生原因分析:1.葆缸活性太强；2.前处理活化耙浓度高或被污染（金属铁、铜离子污染或局部温度高会加速药水老化）、浸泡板时间长、CL-污染、温度过高或在活化缸后（即沉镰前）水洗不足；3.前工序磨板太深甚至伤基材易吸附耙、磨板前未彻底清洁设备上之規辘且水压不足难冲洗干净线路边缘上残留之铜粉（没有完全被微蚀掉）、蚀刻后残铜、沉镰时易产生渗镀；4.化铜PTH前处理胶体活化紀浓度高。相应的改善对策：1.严格控制鎳缸负载在0.3〜1.0