化學(xué)鍍鎳金及其溫度的影響.docx

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1、化學(xué)鍍鎳金及其溫度的影響?核心提示：??近年來，隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展，電子設(shè)備的線路設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，對(duì)印刷電路板設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。復(fù)雜印制板要求其最后的表面處理工藝具有更多功能，平整性要求也越來越高。早先的表面處理方法通過圖形電鍍法產(chǎn)生錫鉛抗蝕鍍層，后來出現(xiàn)SMOBC掩蔽技術(shù)和熱風(fēng)整平工藝。隨著更加精細(xì)的SMT、BGA等表面貼裝技術(shù)的發(fā)展和PCB制作無鉛化的要求，產(chǎn)生了化學(xué)鍍鎳金、電鍍鎳金、有機(jī)可焊性保護(hù)膜(OSP)、電鍍鉛錫、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍錫等表面處理方法[1]?；瘜W(xué)鍍鎳金(ENIG)作為線路板最終表面處理，在過去幾年里，以其在多次回流焊、波峰焊中表現(xiàn)出的優(yōu)良

2、平整度和可焊性，已廣泛用于移動(dòng)電話、醫(yī)療器械、計(jì)算機(jī)、汽車電子設(shè)備等諸多電子行業(yè)。化學(xué)鍍鎳金分散性好，無論孔內(nèi)、孔外還是通孔、盲孔，都可以獲得較均勻的鍍層[2]，且鍍層有優(yōu)良的抗變色性、耐磨性、釬焊性和鍵合功能，可滿足多種組裝的要求。雖然化學(xué)鍍鎳金工藝技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已相當(dāng)成熟，但從國(guó)內(nèi)外相關(guān)報(bào)道來看，仍然存在溫度、添加劑加入量等控制較困難的問題。本文主要深入探討化學(xué)鍍鎳金工藝中溫度對(duì)整個(gè)工藝過程及鍍金品質(zhì)的影響，以期找到合適的解決方案。2化學(xué)鍍鎳金工藝流程及控制2．1工藝流程???化學(xué)鍍鎳金的工藝流程如圖l所示l3-51：圖1工藝流程圖FigurelPro

3、cessflowdiagram2．2工藝控制2．2．1?前處理??????前處理工藝是用以除去銅面氧化物、油脂等污染物，粗化銅表面，并在銅面沉鈀，形成鎳還原的活化中心。前處理對(duì)得到均勻的鍍層，甚至整個(gè)化學(xué)鍍鎳金工藝至關(guān)重要‘61。某個(gè)工序處理不當(dāng)，會(huì)影響隨后的鍍鎳和鍍金。生產(chǎn)過程中，各前處理槽的槽液須定期分析和補(bǔ)充，控制在工藝要求范圍內(nèi)。槽液要注意保持清潔，除油缸、微蝕缸、后浸缸應(yīng)每周換缸，各水洗缸也應(yīng)每周清洗。前處理工序及操作參數(shù)[1，4]如下：(1)除油工藝???GF酸除油劑55～65mL／L濃硫酸90～110mL／Lθ45～55℃t3～4min(pCu>100

4、0mg／L時(shí)更換溶液)???(2)微蝕工序GF微腐蝕劑80～120g／L濃H2S0420～30mL／Lθ25～35℃f2～4min微蝕速率0．64～1．02μm(3)預(yù)浸工序濃H2S0440～60mL／Lθ20～30℃tl～2min(4)活化工序濃H2S0440～60mL／LPdS0415mg／Lθ28～32℃tl～2min(pCu>800mg／L時(shí)開新缸)???(5)后浸工序HCl(SGl．16)50～100mL／Lθ室溫t0．4～0．6minPd>20mg／L時(shí)更換溶液)???2．2．2?化學(xué)鍍鎳???化學(xué)鍍鎳由還原劑提供電子進(jìn)行還原反應(yīng)[7]，鎳首先圍繞Pd的

5、活性中心沉積出來，先沉積出來的鎳具有自催化作用，隨時(shí)間延長(zhǎng)，鎳厚度不斷增加。鎳槽中的溶液是多組分的。通常使用酸性鍍液體系，其中包括鎳鹽(硫酸鹽、氯化物)，還原劑(次磷酸鈉或硼氫化物)[8]，配位劑(檸檬酸、乙酸、琥珀酸、丙酸或乙醇酸)，穩(wěn)定劑(重金屬鹽、硫脲、氟化物)[9]?；瘜W(xué)鍍鎳對(duì)藥水成分范圍要求嚴(yán)格，生產(chǎn)過程中必須每班分析化驗(yàn)兩次，并需不斷補(bǔ)加還原劑。鍍鎳槽液pH、溫度對(duì)鎳層厚度影響較大，溫度越高，鍍速越快。鍍厚層時(shí)，使用低溫以獲得致密的鍍層。化學(xué)鎳鍍液對(duì)很多化學(xué)成分都敏感，工藝中要防止雜質(zhì)進(jìn)入鍍液，基板進(jìn)入化學(xué)鍍槽前也應(yīng)仔細(xì)水洗。???化學(xué)鍍鎳工序及操作參數(shù)

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裝載量0．5～1．6dm2／Lθ85～90℃f10～20minpH4．4～5．0v(沉積)20～25μm／h攪拌方式空氣攪拌，循環(huán)過濾正磷酸鈉質(zhì)量濃度大于l00g／L或補(bǔ)加鍍液超過60L時(shí)更換溶液。2.2.3化學(xué)鍍金???化學(xué)鍍金分置換型和還原型兩類。置換金也叫浸金，是利用金和鎳的電位差(金標(biāo)準(zhǔn)電位為1168V，鎳標(biāo)準(zhǔn)電位為20．25V[7])，使鎳將金從鍍液中置換到鎳層表面的過程，厚度0．1μm左右；還原型化學(xué)鍍金，

7、又稱白催化鍍，含有還原劑，可以沉積出較厚(1μm左右)的鍍金層?；瘜W(xué)鍍金液組成一般包括：金鹽、配位劑、還原劑、穩(wěn)定劑，此外還有一些鍍層表面改善劑、表面活性劑等。為保證可焊性及延展性，鍍金后應(yīng)充分水洗，并完全干燥，特別是孔內(nèi)須完全干燥。此外，化學(xué)鍍鎳與浸金之間的轉(zhuǎn)移時(shí)間要盡量短，否則會(huì)使鎳層鈍化，導(dǎo)致浸金不均勻及結(jié)合力差。???化學(xué)鍍金工序及操作參數(shù)如下[l,11]：Aul．5—3．5g／L以K[Au(CN)2]形式加入300mL/L裝載量0．5～1．0dm2／(L．min)θ85～90℃t10～15minpH4．4～4．8攪拌方式空氣攪拌，連續(xù)循環(huán)過濾每5min