化學鍍鎳金及其溫度的影響.docx

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1、化學鍍鎳金及其溫度的影響?核心提示：??近年來，隨著電子技術飛速發(fā)展，電子設備的線路設計越來越復雜，對印刷電路板設計提出了新的挑戰(zhàn)。復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掩蔽技術和熱風整平工藝。隨著更加精細的SMT、BGA等表面貼裝技術的發(fā)展和PCB制作無鉛化的要求，產(chǎn)生了化學鍍鎳金、電鍍鎳金、有機可焊性保護膜(OSP)、電鍍鉛錫、化學鍍銀、化學鍍錫等表面處理方法[1]?；瘜W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，已廣泛用于移動電話、醫(yī)療器械、計算機、汽車電子設備等諸多電子行業(yè)?；瘜W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。雖然化學鍍鎳金工藝技術經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已相當成熟，但從國內(nèi)外相關報道來看，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鍍鎳金工藝中溫度對整個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化學鍍鎳金工藝流程及控制2．1工藝流程???化學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。前處理對得到均勻的鍍層，甚至整個化學鍍鎳金工藝至關重要‘61。某個工序處理不當，會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、后浸缸應每周換缸，各水洗缸也應每周清洗。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時開新缸)???(5)后浸工序HCl(SGl．16)50～100mL／Lθ室溫t0．4～0．6minPd>20mg／L時更換溶液)???2．2．2?化學鍍鎳???化學鍍鎳由還原劑提供電子進行還原反應[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，隨時間延長，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鍍鎳對藥水成分范圍要求嚴格，生產(chǎn)過程中必須每班分析化驗兩次，并需不斷補加還原劑。鍍鎳槽液pH、溫度對鎳層厚度影響較大，溫度越高，鍍速越快。鍍厚層時，使用低溫以獲得致密的鍍層。化學鎳鍍液對很多化學成分都敏感，工藝中要防止雜質(zhì)進入鍍液，基板進入化學鍍槽前也應仔細水洗。???化學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或補加鍍液超過60L時更換溶液。2.2.3化學鍍金???化學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(金標準電位為1168V，鎳標準電位為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，鍍金后應充分水洗，并完全干燥，特別是孔內(nèi)須完全干燥。此外，化學鍍鎳與浸金之間的轉(zhuǎn)移時間要盡量短，否則會使鎳層鈍化，導致浸金不均勻及結(jié)合力差。???化學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