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培训教材 化学镀镍金工艺基础知识 概述 随着表面贴装技术的普遍应用,超声(US)焊接和热超声(TS)焊接两种焊接工艺都要求印制板的表面提供一个平整、均匀、可焊的表面。化学镀镍金工艺比电镀镍金工艺其表面更平整、镀层厚度分布更均匀。 化学镀镍金无需导线，其工艺在印制板涂覆阻焊膜（绿漆、包封膜）后进行，镀层厚度均匀一致可达任何部位。 概述 化学镀镍层作为基体铜和金层的阻挡层，其厚度一般在3-5um，含磷量6-10%。无定性结构，非磁性。 缺点 化学镀镍金工艺流程长、操作温度高、成本高是它的缺点。 标准工艺流程： 磨板 酸性除油 双水洗 微蚀 双水洗 预浸 活化 双水洗 后浸 双水洗 纯水洗 化学镍 双水洗 纯水洗 化金 回收 双水洗 烘干。 各站药水作用及原理： 1、酸性除油： 作用：清除表面的氧化物、手指模、为下工站提供清洁的表面。 要求除油能力强且易于水洗。 有柠檬酸型和硫酸型两种，含非离子型表面活 化剂。（ASL-007：10% V/V） 作业条件：温度45-55℃，时间5-8min，连续的过滤循环作搅拌。 各站药水作用及原理： 2、微蚀（SPS：过硫酸钠） 作用：是一种蚀速比较稳定的铜表面微蚀剂，进一步清洁铜表面，并形成均匀的粗糙面，以便与后面的化镍层有良好的结合力。 各站药水作用及原理： 3、预浸（H2SO4） 作用：活化铜面，同时避免生水带入活化缸，维持活化缸的稳定性。 各站药水作用及原理： 4、活化（KAT-450） 作用机理：硫酸型钯（Pd）系活化剂，溶液的Pd浓度为10ppm，工件铜面经活化处理后，铜面均匀分布Pd离子，且结合牢固。Pd作为下游化镍的催化剂，铜面有了Pd，也就有了活性。 各站药水作用及原理： 4、活化（KAT-450） 生产时溶液需进行连续 的循环过滤。 补加：1.1L/50m2 ; 更换：3 MTO； 配槽：KAT-450：10% V/V H2SO4： 1.8% V/V 各站药水作用及原理： 5、化学镀镍（NPR-4） 化学机理：是以次磷酸钠（NaH2PO2）为还原剂的弱酸性溶液。次磷酸（H3PO2）是一元酸，有两个氢是不可电离的共价原子，当有催化剂（如Pd、Fe等）存在时，次磷酸根（H2PO2-）离子释放出具有很强活性的原子氢： H2PO2-+H2O Pd催化 H2PO3-+2[H] 新生态原子氢将Ni2+还原成金属Ni： Ni2+ +2[H] Ni+2H+ 另一部分新生态原子氢将H2PO2- 还原生成P： H2PO2- +[H] P+OH-+H2O 各站药水作用及原理： 新生的磷（P）和镍（Ni）反应： 3Ni+P Ni3P 未参加反应的新生态原子氢结合成氢气： 2[H] H2 从机理来看，化学镀镍过程中，产生大量H+使溶液PH降低，同时也产生氢气，故有大量气泡逸出。 溶液中各成分的作用： 镍盐：镍盐是镀液中的主盐，以硫酸镍（NiSO4）为主，镀液中Ni 2+浓度升高，并不一定会使沉积速度加快，反而会使镀液稳定性降低，易出现粗糙镀层。 Ni 2+浓度太低，会导致沉积速度降低，浓度波动最好不超过10%。 溶液中各成分的作用： 还原剂：次磷酸钠（ NaH2PO2）是还原剂，它的浓度太高使溶液易分解，浓度太低导致镀层沉积速度太慢。 溶液中各成分的作用： 稳定剂：稳定剂可提高化学镀镍液的稳定性，防止自分解。微量硫代硫酸盐、硫脲、焦亚硫酸钾等可作为稳定剂使用，但用量不能过量，否则会引起相反的效果。 溶液中各成分的作用： 缓冲剂：缓冲剂的作用是维持 pH值的稳定，如H3BO3；NaF等。 操作条件的影响 当 镀液配方选定以后，严格控制操作条件才能得到满意的化学镀镍层。 PH值 最佳pH在4.6左右。当降低时，反应速度降低，镀层中的磷含量降低。但当pH达到6时，溶液中的H2PO2- 会自发转化为H2PO3- ，进而生成难溶的NiPO3，使溶液混浊而失效。一般新配液pH可用高限，随着溶液的使用，pH可用到低限。当NiPO3累积太多，达100~130g/l时，溶液废弃。 操作条件的影响 镀层的含磷量影响镀层的可焊性、抗蚀性和化学金的沉积速度。磷含量升高，镀层可焊性降低，抗蚀性升高，化学金的沉积速度降低。镍镀层中磷含量从6~10%，化学金的沉积速度几