酸性镀铜及表面镀(涂)覆工艺

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1、中电网SMT电子装配页码，1/22酸性镀铜及表面镀（涂）覆工艺深圳市圣维健化工有限公司韩书梅第五节热风整平第六节锡铅合金镀层的热熔第七节电镀镍1概述镍，元素符号Ni，原子量58．7，密度8．88g/cm3，Ni2+的电化当量1．095g／AH。用于印制板的镍镀层分为半光亮镍(又称低应力镍或哑镍)和光亮镍两种。主要作为板面镀金或插头镀金的底层，根据需要也可作为面层，镀层厚度按照IPC-6012(1996)标准规不低于2~2．5μm。镍镀层应具有均匀细致，孔隙率低，延展性好等特点，而且低应力镍应具有宜于钎焊或压焊的功能。2低应力镍2．1镀镍机理阴极：

2、在阴极上，镀液中的镍离子获得电子沉积出镍原子，同时伴有少量氢气析出。Ni2++2e+Ni0Ni2+／Ni=-0．25V2H++2e+H20Ni2+／N2=-0.0V虽然Ni的标准电极电位很负，但由于氢的过电位以及镀液中镍离子的浓度、温度、pH等操作条件的影响，阴极上析出氢极少，这时镀液的电流效率可达98％以上。只有当pH很低时，才会有大量氢气析出，此时阴极上无镍沉积。阳极：普通镀镍使用可溶性镍阳极。阳极的主反应为金属镍的电化学溶解：Ni-2e→Ni2+当阳极电流密度过高，电镀液中又缺乏阳极活化剂时，阳极将发生钝化并伴有氧气析出：2H20-4e→0

3、2↑+4H+当镀液中有氯离子存在时，也可能发生析出氯气得反应：2C1--2e→C12↑阳极上金属镍电化学溶解使镍离子不断进入溶液，从而提供了阴极电沉积所需的镍离子。但当阴极面积不够大或镀液中活化剂不够时，将导致阳极钝化而析出氧，生成的氧进步氧化阳极表面，生成棕色的Ni203氧化膜。2Ni+3[O]→Ni2O3由于阳极钝化，使电流密度降低，槽电压升高，电能损失增加。当使用高速镀镍工艺时，阳极采用非溶性材料如：铂、钛上镀铂网或钛上镀钌网，也可以采用含硫的活性镍阳极。2．2镀液配方及操作条件镀液配方及操作条件见表7-1。http://www.china

4、ecnet.com/smt/smt03178.asp2006-5-25中电网SMT电子装配页码，2/222．3镀液配制1)在备用槽中，用热去离子水溶解计量的硫酸镍、氯化镍和计量1/2的硼酸。2)加热至55~60℃，加活性炭3g/L，搅拌2h，静置2h，过滤，将无炭粒的溶液转人已清洗干净的工作槽中。3)搅拌下，加入其余量硼酸，调pH到3．0，在55-60℃下，用瓦楞形阴极，在0．3~0．5A／dm2下电解，直至阴极板上镀层颜色均匀一致为止。一般通电量需达4Ah/L。4)加入添加剂和润湿剂，搅拌，调pH及液位，分析镀液成分。试镀。如果所用硫酸镍、氯化

5、镍等材料纯度低，则需在加活性炭之前，先加H2O21~3ml／L，搅拌半小时，加热至65℃，保持半小时，再加活性炭并继续按步骤进行。2．4各成分作用2．4．1主盐硫酸镍或氨基磺酸镍是镀镍溶液的主要成分，在普通镀镍中，控制Ni2+浓度65-75g／L。表7-2中列出了这两种类型镀液所镀出镀层的主要性能比较。从表中看出，以氨基磺酸盐型的低应力镍镀层的性能更佳。但氨基磺酸镍稳定性较差，价格较贵。而用硫酸镍为主盐也能达到技术要求。提高主盐浓度，可以提高镀层的沉积速度，并能使允许电流密度范围扩大，但主盐浓度太高会导致镀液分散能力降低。主盐浓度降低导致镀层沉积

6、速度降低，严重时会导致高电流区镀层烧焦。2．2．4阳极活化剂为了保证阳极正常溶解，防止阳极钝化，镀液中需要阳极活化剂。镍的卤族化合物如：氯化镍、溴化镍等可以作为镍阳极活化剂。氯化镍浓度不能太高，否则会使镀层应力增加，一般以氯化镍不大于30g／L为宜；以溴离子作阳极活化剂，它的浓度升高影响不大，但溴化物原料来源不如氯化镍方便。阳极钝化有以下现象：1)槽电压升高，一般可达6V以上，但电流却很小。2)阳极表面气泡较多，有时会有刺激性气味，甚至表面呈褐色。造成阳极钝化的主要原因：镀液中阳极活化剂浓度太低。阳极面积太小。http://www.chinaec

7、net.com/smt/smt03178.asp2006-5-25中电网SMT电子装配页码，3/22此时，将溶液和阳极面积调整后，将阳极取出，经稀硫酸处理后，洗净重新放人镀液。2．4．3缓冲剂硼酸是镀镍溶液最好的缓冲剂。它可以将镀液的酸度控制在一定范围之内，为了达到最佳缓冲效果，硼酸浓度不能低于30g／L，最好保持在40-50g／L。H2BO3的缓冲作用是通过H2BO3的电离来维持的，H2BO3是一种弱酸，它在水溶液中电离反应如下:H2BO3与H++H2BO3-H2BO3与H++HBO32-HBO32与H++BO33-当溶液pH上升时，电离平衡向

8、右进行，维持了溶液pH值的稳定；当溶液pH下降时，使电离平衡向左进行，同样维持了溶液pH的稳定。硼酸不仅具有pH缓冲能力，而且它能提高阴