焊垫表面处理(OSP,化学镍金)
其它焊垫表面处理(OSP,化学镍金,)
14.1 前言
锡铅长期以来扮演着保护铜面,维持焊性的角色, 从熔锡板到喷锡板,数十年光阴至此,碰到几个无法克服的难题,非得用替代制程不可:
A. Pitch 太细造成架桥(bridging)
B. 焊接面平坦要求日严
C. COB(chip on board)板大量设计使用
D. 环境污染本章就两种最常用制程OSP及化学镍金介绍之
14.2 OSP
OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称,中译为有机保焊膜,又称护铜剂,英文亦称之Preflux,本章就以护铜剂称之.
14.2.1
种类及流程介绍
A. BTA(苯骈三氯唑)BENZOTRIAZOLE
BTA是白色带淡黄无嗅之晶状细粉在酸碱中都很安定且不易发生氧化还原反应能与金属形成安定化合物ENTHON将之溶于甲醇与水溶液中出售作铜面抗氧化剂(TARNISH AND OXIDE
RESIST)商品名为CU-55及CU-56经CU-56处理之铜面可产生保护膜防止裸铜迅速氧化
操作流程如表
B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作为护铜剂而开始由日本四国化学公司首先开发之商品于1985年申请专利用于蚀刻阻剂(ETCHING RESIST)但由于色呈透明检测不易未大量使用其后推出GLICOAT等系由其衍生而来
GLICOAT-SMD(E3)具以下特性
与助焊剂兼容维持良好焊锡性
可耐高热焊锡流程
防止铜面氧化
操作流程如表
C. ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE
由日本三和公司开发品名为CUCOAT A 为一种耐湿型护铜剂能与铜原子产生错合物(COMPLEX COMPOUND)防止铜面氧化与各类锡膏皆兼容对焊锡性有正面效果操作流程如表
D. 目前市售相关产品有以下几种代表厂家
醋酸调整系统
GLICOAT-SMD (E3) OR (F1)
WPF-106A (TAMURA)
ENTEK 106A (ENTHON)
MEC CL-5708 (MEC)
MEC CL-5800(MEC)
甲酸调整系统
SCHERCOAT CUCOAT A
KESTER
大半药液为使成长速率快而升温操作水因之蒸发快速PH控制不易当PH提高时会导致MIDAZOLE不溶而产生结晶须将PH调回一般采用醋酸(ACETIC ACID)或甲酸 (FORMIC ACID)调整
14.2.2
有机保焊膜一般约0.4m的厚度就可以达到多次熔焊的目的虽然廉价及操作单纯但有以下缺点
A. OSP透明不易测量目视亦难以检查
B. 膜厚太高不利于低固含量,低活性免洗锡膏作业有利于焊接之Cu6Sn5 IMC也不易形成
C. 多次组装都必须在含氮环境下操作
D. 若有局部镀金再作OSP则可能在其操作槽液中所含的铜会沉积于金上对某些产品会形成问
题
E. OSP Rework必须特别小心
14.3 化学镍金
14.3.1基本步骤
脱脂水洗中和水洗微蚀水洗预浸钯活化吹气搅拌水洗无电镍热水洗无
电金回收水洗后处理水洗干燥.
14.3.2无电镍
A. 一般无电镍分为"置换式"与"自我催化"式其配方极多但不论何者仍以高温镀层品质较佳
B.一般常用的镍盐为氯化镍(Nickel Chloride)
C.一般常用的还原剂有次磷酸盐类(Hypophosphite)/甲醛(Formaldehyde)/联氨 (Hydrazine)/硼氩化合物(Borohydride)/硼氢化合物(Amine Borane)
D.螯合剂以柠檬酸盐(Citrate)最常见
E.槽液酸碱度需调整控制传统使用氨水(Amonia)也有配方使用三乙醇氨(Triethanol Amine)除可调整PH及比氨水在高温下稳定同时具有与柠檬酸钠结合共为镍金属螯合剂使镍可顺利有效地沉积于镀件上
F.选用次磷二氢钠除了可降低污染问题其所含的磷对镀层品质也有极大影率
G.此为化学镍槽的其中一种配方
配方特性分析:
a.PH值的影响PH低于8会有混浊现像发生PH高于10会有分解发生对磷含量及沉积速率及磷含量并无明显影响
b.温度的影响温度影响析出速率很大低于70C反应缓慢高于95C速率快而无法控制.90C最佳
c.组成浓度中柠檬酸钠含量高螯合剂浓度提高沉积速率随之下降磷含量则随螯合剂浓度增加而升高三乙醇氨系统磷含量甚至可高到15.5%上下
d.还原剂次磷酸二氢钠浓度增加沉积速率随之增加但超过0.37M后槽液有分解现像因此其浓度不可过高过高反而有害磷含量则和还原剂间没有明确关系因此一般浓度控制在O.1M左右较洽当
e.三乙醇氨浓度会影响镀层的磷含量及沉积速率其浓度增高磷含量降低沉积也变慢因此浓度保持约0.15M较佳他除了可以调整酸碱度也可作金属螯合剂之用
f.由探讨得知柠檬酸钠浓度作通当调整可有效改变镀层磷含量
H.一般还原剂大分为两类:
次磷酸二氢钠(NaH2PO2H2O, Sodium Hypophosphate)系列及硼氢化钠(NaBH4Sodium Borohydride)系列硼氢化钠价贵因此市面上多以次磷酸二氢钠为主一般公认反应为: [H2PO2]- + H2Oa H+ +[HPO3]2- + 2H(Cat) -----------(1)
Ni2+ + 2H(Cat)a Ni + 2H+---------------------------(2)
[H2PO2]- + H(Cat)a H2O + OH- + P------------------(3)
[H2PO2]- + H2Oa H+ + [HPO3]2- + H2-----------------(4)
铜面多呈非活化性表面为使其产生负电性以达到"启镀"之目的铜面采先长无电钯的方式反应中有磷共析故4-12%含磷量为常见故镍量多时镀层失去弹性磁性脆性光泽增加有利防锈不利打线及焊接
14.3.3无电金
A.无电金分为"置换式镀金"与"无电金"前者就是所谓的"浸镀金"(lmmersion Gold plating) 镀层薄且底面镀满即停止后者接受还原剂供应电子故可使镀层继续增厚无电镍
B.还原反应示性式为: 还原半反应: Au+ + e- + Au0 氧化半反应式: Reda Ox + e- 全反应式: Au+ + Red aAu0 + Ox.
C.化学镀金配方除提供黄金来源的错合物及促成还原的还原剂还必须并用螯合剂安定剂缓冲剂及膨润剂等才能发挥效用
D.化学金配方组成及功用
E.部份研究报告显示化学金效率及品质的改善还原剂的选用是关键早期的甲醛到近期的硼氢化合物其中以硼氢化钾最普遍效果也佳若与他种还原剂并用效果更理想代表反应式如后还原半反应: Au(CN)-2 + e-a Au0 + 2CN-:
氧化半反应式: BH4- + H2O a BH3OH- + H2
BH3OH- + 30H- a BO2- + 3/2H2 + 2H20 +3e-
全反应式: BH3OH"+3AU(CN)z"+30H` -, BOz吐 + /2Hz+2H,0 +3Auo 6CN-
F.镀层之沉积速率随氢氧化钾及还原剂浓度和槽温提高而提升但随氰化钾浓度增加而降低
G.已商业化的制程操作温度多为9O左右对材料安定性是一大考验
H.细线路底材上若发生横向成长可能产生短路的危险 I.薄金易有疏孔易形成Galvanic Cell Corrosion K.薄金层疏孔问题可经由含磷后处理钝化方式解决
14.3.4制程重点
A.碱性脱脂为防止钯沉积时向横向扩散初期使用柠檬酸系清洁剂后因绿漆有疏水性且碱性清洁剂效果又较佳同时为防止酸性清洁剂可能造成的铜面钝化故采磷酸盐系直炼非离子性
清洁剂以容易清洗为诉求
B.微蚀: 其目的在去除氧化获得新鲜铜面同时达到绝对粗度约0.5-1.0m之铜面使得镀镍金后仍能获得相当粗度此结果有助打线时之拉力配槽以SPS 150g/l加少量盐酸以保持氯离子约2OOppm 为原则以提高蚀刻效率
C.铜面活化处理钯约3ppm,操作约40, 一分钟由于氯化钯对铜面钝化比硫化钯为快为得
较好的镍结合力自然是硫化钯较适当由于钯作用同时会有少量Cu+会产生它可能还原成Cu也可能氧化成Cu++若成为铜原子则沉积会影响钯还原为使钯还原顺利须有吹气搅拌风量约为
0./~O.15M3/M2*min以上促使亚铜离子氧化并释出电子以还原钯完成无电镍沉积的动作
D.活化后水洗: 为防止镍层扩散,清除线路间之残钯至为重要除强烈水洗也有人用稀盐酸浸渍以转化死角的硫化钯防止镍扩散为促进镍还原热水预浸将有助于成长及均匀性其想法在提高活性使大小面积及高低电压差皆因提高活性而使差异变小以达到均一的目的
E.无电镍: 操作温度855 ,PH4.5~4.8镍浓度约为4.9~5.1 g/l间槽中应保持镍浓度低于5.5 否则有氢氧化沉淀的可能若低于4.5g/l则镀速会减慢正常析出应以15m/Hr,Bath loading则应保持约0.5~1.5)dM2/l镀液以5 g/l为标准镍量经过5个Turn即必须更槽否则析出镍品质会变差镍槽可以316不锈钢制作槽体事先以50%硝酸钝化并以槽壁外加电解阳极以防止镍沉积阴极可接于搅拌叶通以0.2~0.4 A/M2(0.018~0.037 ASF)低电流但须注意不能在桨叶区产生气泡否则代表电流太强或镍镀层太厚必须烧槽建浴操作应维持在PH=5~4.7间可用NaOH 或H2S04调整PH低于4.8会出现混浊槽液老化PH 操作范围也会逐渐提高才能维持正常析出速度
因线路底部为死角易留置反应后所留的残碱因此对绿漆可能产生不利影响必须以加强搅拌及震动使残碱及气泡去除
F.无电镍磷含量: 一般无电镍多以"次磷酸二氢钠"为还原剂故镀层会含有一定量的磷约4~6%且部份呈结晶状苦含量在6~8% 中含量则多数呈非结晶状当高达12%的以上则几乎全呈非结晶组织就打线而言中磷含量及硬度在500~600HV最佳焊锡性也以9%最好一般在添加四回后析出磷含量就会达到10%应考虑换槽打线用厚度应在130以上
G.无电金:
以柠檬酸为错合剂的化学金槽含金 5g/l槽体以PP为材质PH=5.1~5.3时可与铜作用
PH=4.5~4.8时可与镍作用实行镀金PH可以柠檬酸调整之一般操作温度在85厚度几乎会停止在2.5"左右大约五分钟就可达到此厚度高的温度固然可加快成长但因结晶粗反而防蚀能力较差由于大半采置换反应因此会有不少的镍溶入液中良好的管理最好不要让镍浓度超过2OOppm 到40Oppm时金属外观及附着力都变差药水甚至变绿变黑此时必须更槽金槽对铜离子极敏感
2Oppm以上析出就会减缓同时会导致应力增大镀镍后也不宜久置以免因钝化而无法析镀故镍后水洗完应尽速进入金槽有时为了特定状况则作10%柠檬酸浸泡再进入金槽也能改善一些结合力
经镀金后的镀面仍难免有部份疏孔此镀件经水洗后仍应经一道封孔处理如此可使底层镍经有机磷的处理增加其耐蚀性
14.4 结语
A. OSP制程成本最低,操作简便,通常终检电测完,包装前作业之.但此制程因须装配厂修改设备及制程条件且重工性较差因此普及度仍不佳有待双方努力.
B. 化镍金制程则因成本极高,会锁定某些领域的板子如COB,IC Substrate等,不会普及化.
C. 目前也有其它较低成本而仍有化镍金功能之产品如Pd/Ni,Sn, Organic Silver等,以后陆续会再做探讨.
金属表面处理工艺及流程
金属表面处理工艺 金属表面处理方法（一） 金属表面处理方法 金属表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中，不可避免地会被氧化，产生一层厚薄不均的氧化层。同时，也容易受到各种油类污染和吸附一些其他的杂质。 油污及某些吸附物，较薄的氧化层可先后用溶剂清洗、化学处理和机械处理，或直接用化学处理。对于严重氧化的金属表面，氧化层较厚，就不能直接用溶剂清洗和化学处理，而最好先进行机械处理。 通常经过处理后的金属表面具有高度活性，更容易再度受到灰尘、湿气等 的污染。为此，处理后的金属表面应尽可能快地进行胶接。 经不同处理后的金属保管期如下： 湿法喷砂处理的铝合金，72h； 铬酸-硫酸处理的铝合金，6h； 阳极化处理的铝合金，30 天；硫酸处理的不锈钢，20 天； 喷砂处理的钢，4h； 湿法喷砂处理的黄铜，8h。 、铝及铝合金表面处理方法 [ 方法1] 脱脂处理。用脱脂棉沾湿溶剂进行擦拭，除去油污后，再以清洁的棉布擦 拭几次即可。常用溶剂为：三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮和汽油等。 [ 方法2] 脱脂后于下述溶液中化学处理：
浓硫酸27.3重铬酸钾7.5水65.2 在60-65°C 浸渍10-30min 后取出用水冲洗,晾干或在80°C 以下烘干；或者在下述溶液中洗后再晾干： 磷酸10正丁醇3水20 此方法适用于酚醛-尼龙胶等，效果良好。 [ 方法3] 脱脂后于下述溶液中化学处理： 氟化氢铵3-3.5氧化铬20-26磷酸钠2-2.5浓硫酸50-60 硼酸0.4-0.6水1000 在25-40°浸渍4.5-6min,即进行水洗、干燥。本方法胶接强度较高，处理后4h 内胶接，适用于环氧胶和环氧-丁腈胶胶接。 [ 方法4] 脱脂后于下述溶液中化学处理： 磷酸7.5 氧化铬7.5 酒精 5.0 甲醛（36-38%）80 在15-30 °浸渍10-15min，然后在60-80 °下水洗、干燥。 [ 方法5] 脱脂后于下述溶液中进行阳极化处理： 浓硫酸22g/l 在1-1.5A/dm2的直流强度下浸渍10-15min，再在饱和重铬酸钾溶液中，于95-100 C下浸渍5-20min，然后水洗，干燥。 [ 方法6]
浅谈沉镍金工艺
一，引言 自1997年以来，化学镍金工艺在国内得到迅速推广，这得益于化学镍金工艺本身所带来种种优点。由于化学镍金板镍金层的分散性好、有良好的焊接及多次焊接性能、良好的打线（Bonding,TS Bond或U Bond）性能、能兼容各种助焊剂，同时又是一种极好的铜面保护层。因此，与热风整平、有机保焊膜（OSP）等PCB表面处理工艺相比，化学镍金镀层可满足更多种组装要求，具有可焊接、可接触导通、可打线、可散热等功能，同时其板面平整、SMD焊盘平坦，适合于细密线路、细小焊盘的锡膏熔焊，能较好地用于COB及BGA的制作。化学镍金板可用于并能满足到移动电话、寻呼机、计算机、笔记型电脑、IC 卡、电子字典等诸多电子工业。而随着这些行业持久、迅猛的发展，化学镍金工艺亦将得到更多的应用与发展机会。 化学镍金工艺，准确的说法应为化镍浸金工艺（Electro-less Nickel and Immersion Gold Pro-cess,即ENIG）,但现在在业界有多种叫法，除”化学镍金”、”化镍浸金”外，尚有”无电镍金”、”沉镍金”。国内PCB行业多用”沉镍金”一词来谈论这一工艺，因而在本文中，我们也将用”沉镍金”来表述化镍浸金。 二，沉镍金原理概述 沉镍金工艺的原理，实际上反而从”化镍浸金”一词中能够较容易地被我们所理解。即其中镍层的生成是自催化型的氧化-还原反应，在镀层的形成过程中，无需外加电流，只靠高温（880C左右）槽液中还原剂的作用，即可在已活化的铜表面反应析出镍镀层，而金镀层的生成，则是典型的置换反应。当PCB板进入金槽时，由于镍的活性较金大，因而发生置换反应，镍镀层表面逐渐被金所覆盖。 以下简单介绍一个沉镍金的反应过程： 1，沉镍的化学反应： 关于沉镍的反应机理，曾有多篇文章提及。其过程基本上用一个反应式即可表达： 在上述各反应式中，可看到一个自催化氧化-还原反应的典型模式。
化学镍金常见缺陷分析
化学镍金常见缺陷分析 ： 1漏镀 1.1.1 主要原因：体系活性（镍缸及钯缸）相对不足,铅锡等铜面污染。 1.1.2问题分析： 漏镀的原因在于镍缸活性不满足该Pad位反应势能,导致沉镍化学反应中途停止，或者根本没有沉积金属镍 漏镀的特点是：如果一个Pad位漏镀与其相连的所有Pad位都漏镀;出现漏镀问题，首先须区分是否由于污染板面所致。若是，将该板进行水平微蚀或采用磨板方式除去污染。 影响体系活性的最主要原因是镍缸稳定剂的浓度，但由于难以操作控制，一般不采用降低稳定剂浓度解决该问题。 影响体系活性的主要原因镍缸温度，升高温度一定有利于漏镀的改善。如果不考虑对部分环境以及内部稳定性，无限度的升高镍缸温度，应该能解决漏镀问题。 影响体系活性的次要因素是活化浓度，温度和时间。延长活化的时间或提高活化浓度和温度，一定有利于漏镀的改善。由于活化的温度和浓度太高会影响钯缸的稳定性，而且会影响其他制板的生产，所以，在这些次要因素中，延长时间是首选改善措施。 镍缸的PH值、次磷酸钠以及镍缸负载都会影响镍缸活性，但其影响程度较小，而且过程缓慢，所以不宜作为解决漏镀的主要方法。 渗 镀 1.2.1 主要原因 体系活性太高，外界污染或前工序残渣； 1.2.2问题分析 渗镀的主要成因在于镍缸活性过高,导致选择性太差，不但使铜面发生化学沉积，同时其他区域（如基材、绿油侧边等）也发生化学沉积，造成不该出现沉积的地方沉积化学镍金。 出现渗镀问题，首先须区分是否由外界污染或残渣（如铜、绿油等）所致。若是，将该板进行水平微蚀或其他的方法去除。 升高稳定剂浓度是改善体系活性太高的最直接的方法，但是，用漏镀问题改善一样，因难以操作控制而不宜采用。 降低镍缸温度是改善渗镀的最有效的方法，理论上无限度的降低温度，可以彻底解决渗镀问题。 降低钯缸温度和浓度，以及减少钯缸处理时间，可以降低体系活性，有效地改善渗镀的问题。 镍缸的PH值，次磷酸钠以及镍缸负载，降低其控制范围有利于渗镀的改善，但因其影响较小而且过程缓慢，不宜作为改善渗镀问题的主要方法。 因操作不当导致钯缸或镍缸产生悬浮颗粒弥漫槽液，则应采取过滤或更新槽液来解决！ 甩金 1.3.1主要原因：镍缸后（沉金前）造成镍面钝化,镍缸或金缸杂质太多 1.3.2问题分析： 金层因镍层发生分离，镍层与金层的结合力很差，镍面出现异常的造成甩金，镍面出现钝化是造成甩金的主要原因，沉镍后暴露时间过长和水洗时间过长，都会造成镍面钝化面导致结合力不良，当然，水洗的水质出现异常，也有可能导致镍层钝化 至于镍缸或金缸是否为甩金出现的主要原因，可在实验室烧杯中做对比实验来确定，若是，则更换槽液。甩镍
常见的表面处理有哪些【详解】
常见的表面处理有哪些 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。 下面介绍一些常见的表面处理方法： 一．抛光 抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米/秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra0.63～0.01微米;当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程)，中抛(精加工过程)和精抛(上光过程)，选用合适的抛光轮可以达到最佳抛光效果，同时提高抛光效率。
二．喷砂 利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。 三. 拉丝 是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为：直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。表面拉丝处理是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。由于表面拉丝处理能够体现金属材料的质感，所以得到了越来越多用户的喜爱和越来越广泛的应用。 四．阳极氧化 一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。
化学镀镍
化学镀镍 1 化学镀的定义 化学镀是在无电流通过(无外界动力)时借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用,从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法. M n+ + ne(由还原剂提供的) 催化表面M0 2 化学镀与电镀的区别 电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。而化学镀是不外加电流，在金属表面的催化作用下经化学还原法进行的金属沉积过程。 3 化学镀的优缺点 优点： (1)可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。 (2)无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。 (3)可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。 (4)无需电源。 (5)镀层致密，孔隙小。 (6)镀层往往具有特殊的化学，机械或磁性能。 缺点： （1）溶液稳定性差，溶液维护，调整和再生等比较麻烦，成本比电镀高。 （2）镀层常显示出较大的脆性。 4 化学镀镍和电镀镍制品性能比较
5 化学镀能获得镀层的构成 （1）纯金属镀层，如C u Sn Ag Au Ru Pd （2）二元合金镀层，如Ni—P Ni—B C o—P C o—B （3）三元及四元合金镀层，如Ni—Co—P Ni—W—Sn—P （4）化学复合镀层 6 化学镀镍的定义 化学镀镍，又称为无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的成膜技术. 7 化学镀镍的基本工艺 如同其他湿法表面处理一样，化学镀镍包括镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成，正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。然而，与电镀工艺比较，化学镀镍工艺全过程应格外仔细。化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态（起镀过程），化学镀镍并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷；于是，工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面，这一点很重要，因为化学镀是靠表面条件启动的，即异相表面自催化反应，而不是电力。一般来说，化学镀镍液比较电镀液更加敏感娇弱。其中各项化学成份的平衡、工艺参数的可操作范围比较狭窄；对于污染物的耐受能力较差，甚至ppm级的重金属离子就可能造成镀层性能恶化或漏镀、停镀；考虑到化学镀液的寿命，比较电镀液而言，十分有限，需要给予更多的维护，尽可能延长化学镀液寿命是十分重要的。 8 化学镀镍的简单原理 第一步溶液中的次磷酸根在催化表面上催化脱氢，同时氢化物离子转移到催化表面，而本身氧化成亚磷酸根。 [H 2PO 2]—+ H 2O 催化表面[HPO3] 2—+ H++ 2[H]—（吸附于催化表面） 第二步吸附于催化表面上的活性氢化物与镍离子进行还原反应而沉积镍，而本身氧化成氢气。 Ni2++ 2[H]—Ni0 + H2 总反应式为 2H 2PO 2—+ 2H 2O + Ni2+ Ni0 + H2 + 4 H++ 2HPO32— 部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷，同时进入镀层 H 2PO 2—+ [H]—（催化表面）P + H 2O + OH— 上述还原反应是周期地进行的，其反应速度取决于界面上的pH值。pH值较高时，镍离子还原容易；而pH值较低时磷还原变得容易，所以化学镀镍层中含磷量随pH值升高而降低。 除上述反应外，化学镀中还有副反应发生，即 H 2PO 2—+ H 2O 催化表面H++ [H PO 3]2—+ H2 Ni 加入槽中的次磷酸盐最终约90%转化为亚磷酸盐, 亚磷酸镍溶解度低,当有络合剂存在,游离镍离子少时,不产生沉淀物.当有亚磷酸镍固体沉淀物存在时,将触发溶液的自分解.在化学镀中不可避免地会有微量的镍在槽壁和镀液中析出,容易导致自催化反应在均相中发生,需要用稳定剂加以控制.反应中生成的氢离子将降低镀液pH值,从而降低沉积速度,所以需加pH值缓冲剂及时调整pH值.
化学镍金
1、前言 在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold （1）热风整平； （2）有机可焊性保护剂； （3）化学沉镍浸金； （4）化学镀银； （5）化学浸锡； （6）锡/ 铅再流化处理； （7）电镀镍金； （8）化学沉钯。 其中，热风整平是自阻焊膜于裸铜板上进行制作之制造工艺（SMOBC）采用以来，迄今为止使用最为广泛的成品印制电路板最终表面可焊性涂覆处理方式。 对一个装配者来说，也许最重要的是容易进行元器件的集成。任何新印制电路板表面可焊性处理方式应当能担当N次插拔之重任。除了集成容易之外，装配者对待处理印制电路板的表面平坦性也非常敏感。与热风整平制程所加工焊垫之较恶劣平坦度有关的漏印数量，是改变此种表面可焊性涂覆处理方式的原因之一。 镀镍/金早在70年代就应用在印制板上。电镀镍/金特别是闪镀金、镀厚金、插头镀耐磨的Au-Co 、Au-Ni等合金至今仍一直在带按键通讯设备、压焊的印制板上应用着。但它需要“工艺导线”达到互连，受高密度印制板SMT安装限制。90年代，由于化学镀镍/金技术的突破，加上印制板要求导线微细化、小孔径化等，而化学镀镍/金，它具有镀层平坦、接触电阻低、可焊性好，且有一定耐磨等优点，特别适合打线（Wire Bonding）工艺的印制板，成为不可缺少的镀层。但化学镀镍/金有工序多、返工困难、生产效率低、成本高、废液难处理等缺点。 铜面有机防氧化膜处理技术，是采用一种铜面有机保焊剂在印制板表面形成之涂层与表面金属铜产生络合反应，形成有机物-金属键，使铜面生成耐热、可焊、抗氧化之保护层。目前，其在印制板表面涂层也占有一席之地，但此保护膜薄易划伤，又不导电，且存在下道测试检验困难等缺点。 目前，随着环境保护意识的增强，印制板也朝着三无产品（无铅、无溴、无氯）的方向迈进，今后采用化学浸锡表面涂覆技术的厂家会越来越多，因其具有优良的多重焊接性、很高的表面平整度、较低的热应力、简易的制程、较好的操作安全性和较低的维护费。但其所形成之锡表面的耐低温性（-55℃）尚待进一步证实。 随着SMT技术之迅速发展，对印制板表面平整度的要求会越来越高，化学镀镍/金、铜面有机防氧化膜处理技术、化学浸锡技术的采用，今后所占比例将逐年提高。本文将着重介绍化学镀镍金技术。 2、化学镀镍金工艺原理
金属的表面处理
金属表面处理 金属表面处理一般包含哪几类？ 金属表面处理有：电镀、涂装、化学处理层。 电镀包括（镀锌、铜、铬、铅、银、金、镍、锡、镉等）； 涂装包括（油漆涂装、静电喷粉、喷塑工艺）； 化学处理包括（发黑处理、磷化处理）。 另一方面是金属的表面改性,也称表面优化，现代先进的表面改性技术主要有物理气相沉积（简称PVD）、化学气相沉积（简称CVD）、等离子体化学气相沉积（简称PCVD）、离子注入和离子束沉积。 什么是电镀？ 电镀(electroplating)被定义为一种电沈积过程(electrodepos- ition process)，是利用电极(electrode)通过电流，使金属附着于物体表面上，其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。目前较常遇见的电镀方式：水溶液电镀(滚镀、挂镀、连续镀)、化学电镀。 电镀的目的是什么？ 电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理之防止渗碳、氮化、尺寸错误或磨耗之另件之修补。 电镀的基本流程是什么？ 前处理(研磨→预备洗净→水洗→电解脱脂→水洗→酸浸渍及活性化→水洗)?中和→洗水→电镀(打底) →水洗→中和→水洗→电镀(表层) →水洗→纯水→脱水→烘干 前处理不完全所造成的镀层缺陷有以下几点：? (1)镀层的剥离、气胀。? (2)污点、无光等光泽不均的现象。 (3)镀层的小孔、不平。? (4)针孔的发生而降低制品的耐蚀性。 (5)镀层皮膜的脆化。?
镀锌 电镀锌有哪几类? (1)酸性镀锌(acid zinc plating) (2)碱性非氰化物镀锌(alkaline plating ) (3)氰化物镀锌(cyanide zinc plating ) 各有什么优缺点？ 1.1?酸性镀锌? 形状简单镀件和做油漆底层用的较多,其优缺点如下:? 优点? (1)可得光泽,平滑,镀锌层相似的镀层????? (2)可直接镀在碳化,氮化的钢铁上和铸铁上????? (3)电流效率较高? (4)废液处理容易,只需用高ph值将锌沉淀????? (5)导电性佳,节省电原???? (6)产生氢脆性小? (7)可在较高温下得到光泽镀层????? (8)镀浴安定,毒性小,成本低? 缺点? (1)镀浴腐蚀性强,镀槽及附属设备需加衬????? (2)焊接及组合镀件不宜,会有渗流(bleadout)????? (3)厚镀层延性差????? (4)结晶粗糙????? (5)均一性差? ????(6) 需要有过滤,冷却管及冷冻设备? 1.2碱性非氰化物镀锌(Alkaline?Non-Cyanide?Zinc?Plating)? 优点?? ????(1)毒性小? ????(2)废液处理容易,只需将锌沉淀? ????(3)成本低? ????(4)均一性好? ????(5)可用刚镀槽? 缺点? ????(1)镀浴成份需严格控制,每天要分析?????? (2)前处理要求质量高 (3)锌含量少时,电流效率降低 (4)对金属杂质及硬水杂质敏感?????? (5)镀层校氰化镀锌脆? ????(6)需要添加剂,否则黑暗镀层出现?????? (7)添加剂特殊,非一般性原料,需由厂商提供? 1.3?光泽氰化镀锌优点? ?????(1)使用历史悠久,经验较丰富?????? (2)前处理要求比较不严格?????? (3)被覆性优良? ????(4)浴成份的分析及控制比较容易??????
零件表面处理检验规范
零件表面处理检验规范 一、适用范围 本规范适用于电镀、氧化、化学处理、喷塑、喷漆、喷砂、拉丝等金属表面处理的检验。 二、术语和定义 2.1A级表面：在使用过程中总能被客户看见的部分（如：面壳的正面和顶面，后壳的顶面, 手柄，透镜，按键及键盘正面，探头整个表面等）。 2.2B级表面:在使用过程中常常被客户看见的部分（如:面壳的左右侧面，底壳或后壳的左右侧面及背面等）。这些表面允许有轻微不良，但是不致引起挑剔客户不购买产品。 2.3C级表面:在使用过程中很少被客户注意到的表面部分（如:面壳的底面，底壳或后壳的底面，内部零件表面）。此表面的外观缺陷应合理而且不至于给客户觉得该产品质量不佳。 2.4金属表面:包括电镀、氧化、钝化等表现为金属质感的表面，非喷涂表面。 2.5基材花斑：电抛光、电镀或氧化前因基体材料腐蚀、或者材料中的杂质、材料微孔等原因所造成的、与周围材质表面不同光泽或粗糙度的斑块状花纹外观。 2.6抛光区:对基材上的腐蚀、划伤、焊接区、铆接区等部位进行机械打磨抛光后表现出的局部高光泽、光亮区域。 2.7浅划痕：镀（膜/塑/漆）层表面划伤，但未伤及底层（即底层未暴露）;对其它无镀（膜/ 塑/漆）层表面则为：目测不明显、手指甲触摸无凹凸感、未伤及材料本体的伤痕。数控冲床加工中 机床台面对板材的摩擦产生的轻微痕迹属于此类划痕。 2.8深划痕：镀（膜/塑/漆）层表面划伤，且已伤至底层（即底层已暴露出来）；对其它无镀（膜/塑/漆）层表面则为：目测明显、手指甲触摸有凹凸感、伤及材料本体的伤痕。 2.9凹坑:由于基体材料缺陷，或在加工过程中操作不当等原因而在材料表面留下的小坑状痕迹。 2.10凹凸痕:因基材受撞击或校形不良等而呈现出的明显变形、凹凸不平的现象，手摸时有不平 感觉。 2.11烧伤:拉丝、电抛光、电镀处理时因操作不当、造成零件表面过热而留下的烧蚀痕迹。 2.12水印:电镀、氧化或电抛光后因清洗水未及时干燥或干燥不彻底所形成的斑纹、印迹。 2.13露白:镀锌钝化膜因磨擦而被去除、露出新层，或因缝隙截留溶液导致的无钝化膜现象，呈 现为区别于周围颜色的白色。
化学镍金的工艺
化学镍金的工艺 Tags: 化学镍金,印制电路板, 积分Counts:907 次 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理的基础上，对化学镍金之工艺流程、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold形电镀铜的常见缺陷及故障排除。 1．前言 由于行业竞争的激烈,印制板的制造商不断降低成本提高产品质量,追求零缺陷,以质优价廉取胜。而客户对印制板的要求也没有单纯停留在对产品性能的可靠性上,同时对产品的外观也提出了更严格的要求。而图形电镀铜作为化学沉铜的加厚层或其它涂覆层的底层，其质量与成品的关系可谓休戚相关“一荣俱荣，一损俱损”。所以图形电镀铜上的任何缺陷如镀层粗糙、麻点针孔、凹坑、手印等的存在，严重影响成品的外观，透过涂覆其上的阻碍或铅锡镀层或是镍金层，都能清楚的显露出来。 本文主要叙述图形电镀铜常见的系列故障及缺陷，并针对这些缺陷进行跟踪调查、模拟实验，找出产生缺陷的成因，制定切实的纠正措施，保证生产的正常进行。 2．缺陷特点及成因 2.1 镀层麻点 图形电镀铜上出现麻点，在板中间较为突出，退完铅锡后铜面不平整，外观欠佳。 刷板清洁处理后表面麻点仍然存在，但已基本磨平不如退完锡后明显。此现象出现后首先想到电镀铜溶液问题，因为出现故障的前一天（4月2日）刚对溶液进行活性炭处理，步骤如下：1）在搅拌条下件下加入2升H2O2 2）充分搅拌后将溶液转至一个备用槽中，加入4kg活性碳细粉，并加入空气搅拌2小时，之后关闭搅拌，让溶液沉降。 从调查中发现，生产线考虑到次日有快板，当晚将溶液从备用槽中转回工作槽。未经过充分过滤沉降活性炭，而转移溶液时未经循环过滤泵（慢）直接从工作槽的输出管理返回（管道粗，快）。因为溶液转回工作槽后已过下班时间，电镀人员没有小电流密度空镀处理阳极。在4月3日按新开缸液加完光亮剂FDT-1就开始电镀。 问题已经清楚，电镀铜上有麻点，来源于电渡溶液里的活性炭颗粒或其它脏东西。因为调度安排工作急，电镀人员未按照工艺文件的程序进行操作，溶液没有充分循环过滤，导致溶液里的机械杂质影响镀层质量。另一个因素是磷铜阳极清洗后，未通过电解处理直接工作，没来得及在阳极表面生成一层黑色均匀的“磷膜”，导致Cu+大量积累，Cu+水解产生铜粉，致使镀层粗糙麻点。 金属铜的溶解受控制步骤制约，Cu+不能迅速氧化成Cu2+。而阳极膜未形成，Cu-e.Cu2+ 的反应不断以快的方式进行，造成Cu+的积累，而Cu+具有不稳定性，通过歧化反应：2Cu+.Cu2+Cu，所生成的会在电镀过程中以电泳的方式沉积于镀层，影响镀层的质量。阳极经过小电流电解处理后生成的阳极膜能有效控制Cu的溶解速度，使阳极电流效率接近阴极电流效率，镀液中的铜离子保持平衡，阻止Cu+的产生，
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法
快速的检测沉镍金镍层“黑焊盘”现象的方法 摘要：本文主要介绍如何采用快速的方式检测PCB 沉镍金表面处理工艺是否存在有“黑焊盘”的现象，以便及时的发现、解决问题，避免系统性问题发生。 关键词：沉镍金黑焊盘检测 一、前言： 化学沉镍金以其在多次回流焊、波峰焊中表现出来的优良的平整性、可焊性得到了广泛的运用及发展。然而，随着化学沉镍金这种特定的表面处理技术的采用，“黑焊盘”的现象也开始逐渐为大家所认识，黑焊盘这种缺陷体现为贴装后焊点处下伸灰色或黑色的镍层表面。通过过去众多的实际生产中对于“黑焊盘”现象的研究，业界对此缺陷的产生原理已经有了一个比较清晰的认识。 业界已普遍接受化学沉镍层中的磷含量对于镍层的抗腐蚀性能和可焊性有重大影响，当镍层中磷的含量较高时，镍层的抗腐蚀能力增强，但在贴装过程中引起的焊接结合部分合金层的磷产生富集，会导致该部分焊料与镍层所形成的内金属层变脆；当镍层中磷含量较低时，其抗蚀能力降低，在之后的浸金过程中，在金缸酸性的溶液的攻击下，表面大量的镍金属溶于浸金溶液，导致镍层表面磷含量相对才增高，在正常的沉积的镍磷含量合金层与薄金层之间形成一层薄薄的高磷含量合金层，在焊接过程中，表面薄金层迅速溶解于焊料当中，露出低可焊性的高磷镍表面，最终呈现表面不上锡或镍面发黑，这就是所谓的“黑焊盘”现象。 二、检测方法： 方法一： 先利用氰化物去除表面的沉金层，然后在放大镜或电子扫描显微镜（SEM ）下观察镍层受腐蚀的情况； 优点：比较直观的观察到镍层的结构及腐蚀情况； 缺点：氰化物去除表面的沉金层的时间需要控制得比较恰当，要不会腐蚀到镍层，造成假象的镍层腐蚀 图片：
化学镍漏镀怎么处理
化学镍漏镀怎么处理文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
化学镍漏镀怎么处理 最佳答案 ：（1）沉速低 镀液pH值过低：测pH值调整，并控制pH在下限值。虽然pH值较高能提高沉速，但会影响镀液稳定性。 镀液温度过低：要求温度达到规范时下槽进行施镀。新开缸第一批工件下槽时，温度应达到上限，反应开始后，正常施镀时，温度在下限为好。 溶液主成分浓度低：分析调整，如还原剂不足时，添加还原补充液；镍离子浓度偏低时，添加镍盐补充液。对于上规模的化学镀镍，设自动分析、补给装置是必要的，可以延长连续工作时间（由30h延至56h）和镍循环周期（由6周延至11周）。 亚磷酸根过多：弃掉部分镀液。 装载量太低：增加受镀面积至1dm2/L。 稳定剂浓度偏重：倾倒部分，少量多次加浓缩液。 （2）镀液分解（镀液呈翻腾状，出现镍粉） 温度过高或局部过热：搅拌下加入温去离子水。 次亚磷酸钠大多：冲稀补加其它成分。 镀液的pH值过高：调整pH值至规范值。 机械杂质：过滤除去。 装载量过高：降至1dm2/L 槽壁或设备上有沉淀物：滤出镀液，退镀清洗（用3%HNO3溶液）。 操作温度下补加液料大多：搅拌下少量多次添加。
稳定剂带出损失：添加少量稳定剂。 催化物质带入镀液：加强镀前清洗。 镀层剥离碎片：过滤镀液。 （3）镀层结合力差或起泡 镀前处理不良：提高工作表面的质量，加工完成后应清除工件上所有的焊接飞溅物和焊渣。工件表面的粗糙度应达到与精饰要求相当的粗糙义，如碳钢工件表面粗糙度 Ra<μm时，很难获得有良好附着力的镀层；对于严重锈蚀的非加工表面，可用角向磨光机打磨，最好采用喷砂或喷丸处理；工件镀前适当的活化处理可以提高镀层的附着力。如合金钢、钛合金可用含氟化物的盐酸活化后，与碳钢件混装施镀；高级合金钢和铅基合金预镀化学镍；碳钢活化时注意脱碳。 温度波动太大：控制温度在较小的范围波动。 下槽温度太低：适当提高下槽温度。 清洗不良：改进清洗工序。 金属离子污染：用大面积废件镀而除去。 有机杂质污染：活化炭1-2g/L 处理。 热处理不当：调整热处理时间和温度。 （4）镀层粗糙 镀液浓度过高：适当冲稀镀液。 镀液的pH值过高：降低pH值至规范值。 机械杂质：过滤除去。 亚磷酸盐过高：弃掉部分镀液。 加药方法不对：不可直接加固体药品或用镀液溶解药品。
常见钣金件加工的工艺流程及表面处理
常见钣金件加工的工艺流程及表面处理 钣金加工是钣金技术人员需要掌握的关键技术，也是钣金制品成形的重要工序。它既包括传统的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操作方法，还包括新冲压技术及新工艺。 一、材料的选用 钣金加工一般用到的材料有冷轧板（SPCC）、热轧板（SHCC）、镀锌板（SECC、SGCC），铜（CU）黄铜、紫铜、铍铜，铝板（6061、6063、硬铝等），铝型材，不锈钢（镜面、拉丝面、雾面），根据产品作用不同，选用材料不同，一般需从产品其用途及成本上来考虑。 1．冷轧板SPCC，主要用电镀和烤漆件，成本低，易成型，材料厚度≤3.2mm。 2．热轧板SHCC，材料T≥3.0mm ,也是用电镀,烤漆件，成本低，但难成型，主要用平板件。3．镀锌板SECC、SGCC。SECC电解板分N料、P料，N料主要不作表面处理，成本高，P料用于喷涂件。 4．铜；主要用导电作用料件，其表面处理是镀镍、镀铬，或不作处理，成本高。 5．铝板；一般用表面铬酸盐（J11-A），氧化（导电氧化，化学氧化），成本高，有镀银，镀镍。 6．铝型材；截面结构复杂的料件，大量用于各种插箱中。表面处理同铝板。 7．不锈钢；主要用不作任何表面处理，、成本高。 二、图面审核 要编写零件的工艺流程，首先要知道零件图的各种技术要求；则图面审核是对零件工艺流程编写的最重要环节。 1．检查图面是否齐全。 2．图面视图关系，标注是否清楚，齐全，标注尺寸单位。 3．装配关系，装配要求重点尺寸。 4．新旧版图面区别。 5．外文图的翻译。 6．表处代号转换。 7．图面问题反馈与处埋。 8．材料 9．品质要求与工艺要求 10．正式发行图面，须加盖品质控制章。 三、展开注意事项 展开图是依据零件图（3D）展开的平面图（2D） 1．展开方式要合，要便利节省材料及加工性 2．合理选择问隙及包边方式，T=2.0以下问隙0.2，T=2-3问隙0.5，包边方式采用长边包短边（门板类） 3．合理考虑公差外形尺寸：负差走到底，正差走一半；孔形尺寸：正差走到底，负差走一半。 4．毛刺方向
常用表面处理工艺流程介绍
常用表面处理工艺流程 （1）钢铁件电镀锌工艺流程 ┌酸性镀锌 除油→ 除锈→ │ → 纯化→ 干燥└碱性 镀锌 （2）钢铁件常温发黑工艺流程 ┌浸脱水防锈油 │ │烘干 除油→除锈→常温发黑→│ 浸肥皂液——→ 浸锭子油或机油 │ │ └浸封闭剂 （3）钢铁件磷化工艺流程 除油→除锈→表调→磷化→涂装 （4） ABS/PC 塑料电镀工艺流程 除油→ 亲水→ 预粗化（PC≥50%）→ 粗化→ 中和→ 整面→ 活化→ 解胶→ 化学沉镍→ 镀焦铜→ 镀酸铜→ 镀半 亮镍→ 镀高硫镍→ 镀亮镍→ 镀封→ 镀铬 （5） PCB 电镀工艺流程
除油→ 粗化→ 预浸→ 活化→ 解胶→ 化学沉铜→ 镀铜→ 酸性除油→ 微蚀→ 镀低应力镍→ 镀亮镍→ 镀金→ 干燥 （6）钢铁件多层电镀工艺流程 除油→ 除锈→ 镀氰化铜→ 镀酸铜→ 镀半亮镍→ 镀高硫镍→ 镀亮镍→ 镍封→ 镀铬 （7）钢铁件前处理（打磨件、非打磨件）工艺流程 1、打磨件→ 除蜡→ 热浸除油→ 电解除油→ 酸蚀→ 非它电镀 2、非打磨件→ 热浸除油→ 电解除油→ 酸蚀→ 其它电镀 （8）锌合金件镀前处理工艺流程 除蜡→ 热浸除油→ 电解除油→ 酸蚀→ 镀碱铜→ 镀酸铜或焦磷酸铜→ 其它电镀 （9）铝及其合金镀前处理工艺流程 除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→化学沉锌→ 浸酸→ 二次沉新→ 镀碱铜或 镍→ 其它电镀 除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→铝铬化→ 干燥→ 喷沫或喷粉→ 烘干或粗化→ 成品 除蜡→热浸除油→电解除油→酸蚀除垢→阳极氧化→ 染色→ 封闭→ 干燥→ 成品 （10）铁件镀铬工艺流程： 除蜡→ 热浸除油→ 阴极→ 阳极→ 电解除油→ 弱酸浸蚀→ 预镀碱铜→ 酸性光亮铜（选择）→ 光亮镍→ 镀铬或其它 除蜡→ 热浸除油→ 阴极→ 阳极→ 电解除油→ 弱酸浸蚀→ 半光亮镍→ 高硫镍→ 光亮镍→ 镍封（选择） →镀铬 （11）锌合金镀铬工艺流程 除蜡→ 热浸除油→ 阴极电解除油→ 浸酸→ 碱性光亮铜→ 焦磷酸铜（选择性）→ 酸性光亮铜（选择性）→ 光亮镍 →镀铬 （12）电叻架及染色工艺流程 前处理或电镀→ 纯水洗（2-3 次）→预浸→ 电叻架→ 回收→ 纯水洗（2-3次）→ 烘干→ 成品 不锈钢镀光亮镍工艺流程:有机溶剂除油→化学除油→水洗→阴极电解活化→闪镀镍 →水洗→活化→水洗→镀光亮镍→水洗→钝化→水洗→水洗→热水洗→甩干→烘干→验收。 不锈钢上的光亮镍层是微带黄光的银白色金属，它的硬度比铜、锌、锡、镉、金、银 等要高，但低于铬和铑金属。光亮镍在空气中具有很高的化学稳定性，对碱有较好
化学镍金之镍腐蚀标准及改善
化学镍金之镍腐蚀标准及改善 在化学沉镍金表面处理工艺中，镍层作为金层和铜层之间的过渡层，起到阻挡铜和金相互扩散的作用，同时还起到焊接基底层的作用。而镍腐蚀是化学沉镍金工艺一直以来面临的一个品质问题，镍腐蚀的存在会导致PCB的可焊性下降，造成焊点强度变差，甚至掉元器件等情况，降低了PCBA 产品的可靠性。 对于化学镍金工艺来说，其本质是一个置换反应，由于置换反应获得的金层为疏松多孔结构，且金原子体积大，在浸金反应后期，虽然金层厚度不再增加，但金原子间隙下的镍层仍然可以继续被置换。镍过度置换产生的镍离子往往积累在金层下面，被氧化后就生成黑色氧化物，这也就是所谓的黑盘（镍腐蚀）。镍氧化物浸润能力很差，因而黑盘对镍金层的可焊性会产生致命影响。 1.可焊性不良及元器件掉落现象 沉金镍腐蚀的存在会导致PCB焊盘缩锡、PTH孔孔环发黑等现象，如下图1所示。 2.镍腐蚀现象观察及评判标准 （1）焊盘表面观察 通过扫描电镜观察缩锡焊盘及发黑焊环表面的微观形貌，可观察到晶格处在大量黑色纹路，即存在镍腐蚀现象。
（2）剥金后镍层水平观察 采用无氰剥金药水将焊盘表面的金层剥离掉，观察剥金后的镍层表面形貌，可以观察到镍层表面存在大量黑点和裂纹，即为镍腐蚀。 （3）垂直切片镍层截面观察 观察镍层截面处的形貌，可以观察到连续的镍腐蚀，进一步确认该可焊性不良板存在镍腐蚀现象。 镍腐蚀标准： (1)连续性的镍腐蚀不接受； (2)镍腐蚀深度≤1/3镍厚可接受； (3)局部单点接受判定：深度≤40%镍厚且10μm范围内 点数≤2。可知图4中的镍腐蚀不可接受。 （4）镍腐蚀对IMC的影响
镍腐蚀处IMC生长不连续，导致可焊性不良，如图5所示。 3.可焊性验证 为验证焊盘可焊性不良的根本原因，现对酸洗前后的PCB焊盘进行可焊性验证，结果如图6所示。 PCB裸板直接浸锡存在上锡不良的现象；经稀盐酸清洗后，上锡饱满。稀盐酸清洗可以有效去除因镍腐蚀导致的镍面氧化层，改善了镍层的焊接性能，因此，经稀盐酸清洗后，PCB可焊性良好。 4.分析结论 存在镍腐蚀，导致焊盘不上锡；而酸洗能够活化焊盘表面并去除表面氧化物起到改善焊接效果的作用，故焊接不良焊盘酸洗后上锡饱满。
化学镍金制程分析
E l e c t r o l e s s N i c k l e/I m m e r s i o n G o l d P r o c e s s
■化学镀镍/金可焊性控制 1金层厚度对可焊性和腐蚀的影响 在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随后的波峰焊，由于金层很薄，在高温接触的一瞬间，金迅速与锡形成“界面合金共化物”（如A u S n、A u S n2、A u S n3等）而熔入锡中。故所形成的焊点，实际上是着落在镍表面上， 并形成良好的N i-S n合金共化物N i3S n4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，防止其钝化（氧化）。因此，若金层太厚，会使进入焊锡的金量增多，一旦超过3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。 据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或很少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超过0.3μm时，镍层里发生强烈的不可控制的腐蚀。 2镍层中磷含量的影响 化学镀镍层的品质决定于磷含量的大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，一般可控制在7~9%。当镍面镀金后，因N i-A u层A u层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，N i为负极，A u为正极，由于电子迁移产生化 学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊之后发生潜伏在内的黑色镍锈，导致可焊性劣化与焊点强度不足。原因是A u面上的助焊剂或酸类物质通过孔隙渗入镍层。如果此时镍层中磷含量适当（最佳7%），情况会改善。 3镍槽液老化的影响 镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化的槽液中，阻焊膜渗出的有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，一般在金属追加量达4~5M T O时，应更 换。 4P H值的影响 过高的P H，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特公司之A u r o t e c h（酸性）镀 镍/金体系，一般要求P H不超过 5.3，必要时可通过稀硫酸降低P H。 5稳定剂的影响 稳定剂可阻止在阻焊C u焊垫之间的基材上析出镍。但必须注意，太多时不但减低镍的沉积速度，还会危害到镍面的可焊性。
常见的五种表面处理工艺
现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平、有机涂覆、化学镀镍/浸金、浸银和浸锡这五种工艺，下面将逐一介绍。 1. 热风整平 热风整平又名热风焊料整平，它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整（吹）平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。保护铜面的焊料厚度大约有1-2mil。 PCB进行热风整平时要浸在熔融的焊料中；风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料；风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。热风整平分为垂直式和水平式两种，一般认为水平式较好，主要是水平式热风整平镀层比较均匀，可实现自动化生产。热风整平工艺的一般流程为：微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。 2. 有机涂覆 有机涂覆工艺不同于其他表面处理工艺，它是在铜和空气间充当阻隔层；有机涂覆工艺简单、成本低廉，这使得它能够在业界广泛使用。早期的有机涂覆的分子是起防锈作用的咪唑和苯并三唑，最新的分子主要是苯并咪唑，它是化学键合氮功能团到PCB上的铜。在后续的焊接过程中，如果铜面上只有一层的有机涂覆层是不行的，必须有很多层。这就是为什么化学槽中通常需要添加铜液。在涂覆第一层之后，涂覆层吸附铜；接着第二层的有机涂覆分子与铜结合，直至二十甚至上百次的有机涂覆分子集结在铜面，这样可以保证进行多次回流焊。试验表明：最新的有机涂覆工艺能够在多次无铅焊接过程中保持良好的性能。 有机涂覆工艺的一般流程为：脱脂→微蚀→酸洗→纯水清洗→有机涂覆→清洗，过程控制相对其他表面处理工艺较为容易。 3. 化学镀镍/浸金 化学镀镍/浸金工艺不像有机涂覆那样简单，化学镀镍/浸金好像给PCB穿上厚厚的盔甲；另外化学镀镍/浸金工艺也不像有机涂覆作为防锈阻隔层，它能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。因此，化学镀镍/浸金是在铜面上包裹一层厚厚的、电性良好的镍金合金，这可以长期保护PCB；另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散，而镍层能够阻止金和铜间的扩散；如果没有镍层，金将会在数小时内扩散到铜中去。化学镀镍/浸金的另一个好处是镍的强度，仅仅5微米厚度的镍就可以限制高温下Z方向的膨胀。此外化学镀镍/浸金也可以阻止铜的溶解，这将有益于无铅组装。 化学镀镍/浸金工艺的一般流程为：酸性清洁→微蚀→预浸→活化→化学镀镍→化学浸金，主要有6个化学槽，涉及到近100种化学品，因此过程控制比较困难。 4. 浸银
化学镀镍金常见问题分析
化学镀镍/金常见问题分析 由于化学镍/金制程敏感，化学镍/金板的用途多种多样，且对表观要求极严，因此化学镀镍/金生产中所遇到的问题很多。其中常见的一些问题及解决方法参见下表2。 问题 原因 解决方法 可焊性差 1）金层太厚或太薄； 2）沉金后受多次热冲击； 3）最终水洗不干净； 4）镍槽生产超过6MTO。1）调整参数，使厚度在：0.05~0.15μm； 2）出板前用酸及DI水清洗； 3）更换水洗槽； 4）保持4~5MTO生产量。 Ni/Cu结合力差 1）前处理效果差； 2）一次加入镍成分太高1）检查微蚀量及更换除油槽； 2）用光板拖缸20~30min Au/Ni结合力差 1）金层腐蚀； 2）金槽、镍槽之间水洗PH>8 3）镍面钝化1）升高金槽PH值； 2）检查水的质量； 3）控制镀镍后沉金前打气及停留时间 漏镀 1）活化时间不足； 2）镍槽活性不足1）提高活化时间； 2）使用校正液，提高镍槽活性 渗镀 1）蚀刻后残铜； 2）活化后镍槽前水洗不足； 3）活化剂温度过高； 4）钯浓度太高； 5）活化时间过长； 6）镍槽活性太强1）反馈前工序解决； 2）延时水洗或加大空气搅拌； 3）降低温度至控制范围； 4）降低浓度至控制范围； 5）降低活化时间； 6）适当使用稳定剂 镍厚偏低
1）PH 太低； 2）温度太低； 3）拖缸不足； 4）镍槽生产超6MTO 1）调高PH值； 2）调高温度； 3）用光板拖缸20~30min； 4）更换镍槽 金厚偏低 1）镍层磷含量高； 2）金槽温度太低； 3）金槽PH值太高； 4）开新槽时起始剂不足1）提高镍槽活性； 2）提高温度； 3）降低PH值； 4）适当加入起始剂 渗镀问题改善办法 随着电子产业的高速发展，PCB布线越来越精密，多数PCB厂家都采用干膜来完成图形转移，干膜的使用也越来越普及，但我在售后服务的过程中，仍遇到很多客户在使用干膜时产生很多误区，现总结出来，以便借鉴。 一，干膜掩孔出现破孔 很多厂家认为，出现破孔后，应当加大贴膜温度和压力，以增强其结合力，其实这种观点是不正确的，因为温度和压力过高后，抗蚀层的溶剂过度挥发，使干膜变脆变薄，显影时极易被冲破孔，我们始终要保持干膜的韧性，所以，出现破孔后，我们可以从以下几点做改善： 1，降低贴膜温度及压力 2，改善钻孔披锋 3，提高曝光能量 4，降低显影压力 5，贴膜后停放时间不能太长，以免导致拐角部位半流体状的药膜在压力的作用下扩散变薄 6，贴膜过程中干膜不要张得太紧 二，干膜电镀时出现渗镀 之所以渗镀，说明干膜与覆铜箔板粘结不牢，使镀液深入，而造成“负相”部分镀层变厚，多数PCB厂家发生渗镀都是由以下几点造成： 1，曝光能量偏高或偏低 在紫外光照射下，吸收了光能量的光引发剂分解成游离基引发单体进行光聚合反应，形成不溶于稀碱的溶液的体型分子。曝光不足时，由于聚合不彻底，在显影过程中，胶膜溶胀变软，导致线条不清晰甚至膜层脱落，造成膜与铜结合不良；若曝光过度，会造成显影困