沉镍金技术培训教材
ENIG化镍金制程教育训练课程
路漫漫其悠远
•2020/4/13
化鎳金製程厚度控制 Ni/P層：60~400 μ” Au 層： 1 ~ 3 μ”
路漫漫其悠远
•2020/4/13
化鎳金產品特色
是專門針對PCB使用之化學鎳
硫酸鈀系列活化藥水
銅離子濃度上升慢，槽液壽命長
中磷系列之化學鎳產品
不需做起鍍處理 槽液無板量負載最低之限制 化鎳槽液操作壽命可達5 個MTO 藥液穩定，控制容易 與綠漆搭配性良好 封裝時無黑墊之情形
硫酸鎳：提供鎳離子 次磷酸鈉：當作還原劑，使鎳離子還原為金
屬鎳 錯合劑：
降低槽液中自由鎳離子的濃度 避免鎳鹽或亞磷酸鹽的沉澱 當作pH緩衝劑
安定劑：穩定槽液，避免析出。
路漫漫其悠远
•2020/4/13
反應機構
陽極
H2PO2-+H2O → H2PO3-+ 2H++ 2e-
陰極
Ni2++ 2e- → Ni 2H++ 2e- → H2↑ H2PO2-+ e- → P + 2OH-
Acid-Dip(後浸) H2SO4
作用
去除板面上之多餘的鈀離子
操作條件
濃度：8-12 % 溫度：R.T. 浸泡時間：1 min 當槽頻率：100 BSF/Gal or 0.2 g/l Cu
路漫漫其悠远
•2020/4/13
E’less Ni(化鎳) 9026M
特色
槽液操作壽命可達 5 個MTO
(ENIG, Electroless Nickel Immersion Gold) 為Metal Finish之一種，其是在被催化的銅面
上沉積兩層金屬的製程。利用金低接觸電阻 及不易氧化的特性，對線路提供良好的傳導 及保護；鎳層則是焊錫時之焊點並提供銅金 中間緩衝層，避免銅和金互相的擴散或遷移 。
ENIG培训资料(沉镍浸金)(课堂PPT)
换槽标准： Cu2+大于300ppm Cu2+含量较高会有较多的Cu2+带入到后面的活化 槽，使活化槽的Cu2+含量增高，直接影响活化槽 的使用寿命。
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KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
PH 时间
工艺范围 4.4-5.5 g/l 20 – 35g/l 4.5－4.7
20‘-32’
温度
78－84℃
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反应原理 化学镍层的生成无需外加电流，只靠高温槽液 中等）（的78作～用84，℃针）对还已原活剂化（的如待次镀磷金酸属钠表Na面H，2PO即2 可持续进行『镍磷合金层』的不断沉积。 反应机理过程：
工艺流程介绍
5、活化
活化的作用是在铜面析出一层钯，作为化 学镀镍起始反应之催化晶核。
参数控制：
主要成分 工艺范围
KAT-450
Cu2+ 时间 温度
80-120 ml/L
<100g/L 2’30“ 25－35℃
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工艺流程介绍
3、酸洗
使铜面处于新鲜状态下（去氧化，使铜面无氧化 物），清除铜表面残留的SPS。
参数控制：
主要成分 工艺范围
PCB沉金工艺介绍
化学镍药水的分类：
按操作温度分可将镀液分成高温镀液（85950C）、中温镀液（65-750C）、低温 镀液（500C）以下
按其使用的还原剂又可大致分为次磷酸盐 型、硼氢化物型、肼型、胺基硼烷型4种。
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按pH值分又可将其分为酸性镀液和碱性镀 液； 最常用的是次磷酸盐为还原剂的酸性高温 化学镀镍液，常称为普通化学镀镍液。
1.5 ±0.5min
搅拌:摆动及药液循环搅拌或空气打气
槽材质:PVC或PP
加热器:石英或铁弗龙加热器
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铜浓度控制：
由于Cu2+对微蚀速率影响较大，通 常须将Cu2+的浓度控制在5-25g/l， 以保证微蚀速率处于0.5-1.5μm之间。 生产过程中,换缸时往往保留1/5-1/3 缸母液(旧液)，以保持一定的Cu2+浓 度。
通常情况，不采用调节药水浓度或 升高温度来弥补因时间不足而引起的镍 厚不足，一定要根据客户镍层要求来设 置适当的镀镍时间。否则，可能引起活 性不稳定，会造成许多不良后果。
44
C、浓度： 不同供应商之不同系列药水，
其浓度控制范围各不相同。由于化 学镀镍的本身特点，其动态平衡的 控制难度远远大于化学镀铜，其控 制范围很窄则可说明这一点。因此， 尽可能使用自动补料器来控制药水 浓度，手动补料是很难保证每一个 制板的良品率。
• B、随着NaH2PO2和NiSO4浓度的增加， 沉积速度逐渐提高，而后趋于稳定或稍 有降低。但此时溶液的稳定性下降;
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•C、化学镀镍层的厚度一般控制4~5μm， 最少要大于2.5μm厚的镍磷层才能起到 有效的阻挡层作用,防止铜的迁移,以免渗 出金面,氧化后导致导电性不良;
•D、镀覆PCB的装载量（裸铜面）应适 中，以0.1~0.5dm2/L为宜。负载太大会导 致镍缸活性逐渐升高，甚至导致反应失 控，造成严重后果；负载太低会导致镍 缸活性逐渐降低，造成漏镀等问题。
ENIG培训资料(沉镍浸金)
如果遇特殊情况停电时，活化槽以后的板要走 完全流程，活化前的板取出水洗即可。
如果停线不生产，需要将镍槽温度降低到65度， 并且将自动添加系统关闭。
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未重新开缸时： 挂5块（18“×24”）铜板或相当尺寸磨板后的 拖缸板，其后接着挂生产板，进入正常生产阶 段。 停产24小时以上重新开线时要延时 15min～ 30min，才能进入正常生产阶段。
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问题描述
原因
常见问题处理 解决方法
2、镍厚不足
1、PH太低
1、调高pH值
2、温度太低
2、提高温度
3、拖缸板不足够 3、拖缸
4、镍缸超过4MTO 4、更换镍缸
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常温
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4、预浸
工艺流程介绍
预浸作用： 1、保持铜面新鲜状态，无氧化物存在。 2、维持活化槽中的酸度. 参数控制：
主要项目 H2SO4 时间
工艺范围 10 – 30 ml/l
30“
沉镍金
B、 启动循环泵循环 2 小时以上或直到槽壁灰黑色沉积物完全去除为止（如有需要可加热至
40-50 度）
C、 排出硝酸液，并加水循环 10-20 分钟后，排放，至少更换两次以上。
D、 加纯水循环 10-20 分钟，并用 PH 试纸确认 PH 值在 4.5 以上，排放。如 PH 值未达到 4.5
以上则需要重复清洗
3、 酸洗 用于去除微蚀后铜面氧化物，增加与化学镍层的密着性。 操作条件：
硫酸（98%）
40-80ML/L
温度
室温
时间
1-3MIN
搅拌
摆动及循环搅拌
配制方法：
A、 加入纯水至槽体的 1/3
B、 加入硫酸
C、 充分搅拌到完全混合
D、 加纯水调整至液位
补充及更新：每一平米补充硫酸 2-5ML
每 1L 槽液处理 4-6 平米或铜含量达 2000PPM 时须换槽
2、 NAOH 溶液浸泡后洗净——3~5%NAOH 溶液加热至 50℃，4-6 小时循环后洗净 3、 加水至操作液位及升温——启动循环泵，管路试漏 4、 硝酸纯化——68%浓硝酸加水稀释 1 倍后，循环 2-3 小时，室温 12 小时以上浸渍 5、 水洗及中和——水洗 2 次以上，使用 PH 试纸确认 PH 为 4.5 以上 6、 最终杂质去除及纯水洗——干净吸水布料或无尘纸擦试过滤筒内洗净 7、 建浴 B、 挂架的洗净——用 3%硫酸浸渍 2 小时后洗净。 C、 金槽及各药液槽 1、 杂质去除及水洗 2、 3%NAOH 浸渍 4-8 小时后洗净 3、 加水后循环，管路试漏 4、 升温测试 5、 杂质去除，水洗 6、 3%硫酸循环 2 小时后，用纯水洗（金槽使用 20%柠檬酸） 7、 建浴
铜含量达 5PPM 或镍含量达 900PPM 时须更新
沉镍金流程
3
一、什么是化学镀
化学镀是在金属的催化作用 下，通过可控制的氧化还原 反应产生金属沉积的过程。
4
化学镀应具备的条件：
1、氧化还原电位应显著低于金属 还原电位； 2、溶液不产生自发分解，催化时 才发生金属沉积； 3、PH值、温度可以调节镀覆速度； 4、具有自催化作用； 5、溶液有足够寿命。
5
镀液成分：
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第二部分
沉镍金原理及工艺流程
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一、沉镍金原理 催化 化学镀镍 浸金
（一）、催化(活化) • 作用：为化学镍提供催化晶体 • 反应式：Pd2++Cu Pd+Cu2+
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(二)、化学镍 • 作用：在钯的催化作用下，Ni2+在NaH2PO2的还
原条件下沉积在裸铜表面。当镍沉积覆盖钯催 化晶体时，自催化反应将继续进行，直至达到 所需之镍层厚度。
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3、铜浓度控制：
由于Cu2+ 对微蚀速率影响较大， 通常须将Cu2+的浓度控制在5-25g/l， 以保证微蚀速率处于0.5-1.5μm之间。 生产过程中,换缸时往往保留1/5-1/3 缸母液(旧液)，以保持一定的Cu2+ 浓 度。
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4、逆流水洗：
由于带出的微蚀残液，会导致铜 面在水洗过程中迅速氧化，所以微蚀 后水质和流量以及浸泡时间都须特别 考 虑 。否 则 ，预 浸 缸会 产 生太 多 的 Cu2+ ，继而影响钯缸寿命。所以，在 条件允许的情况下（有足够的排缸）， 微蚀后二级逆流水洗，之后再加入5% 左右的硫酸浸洗，经二级逆流水洗后 进入预浸缸。
1、微蚀药剂组成：
过硫酸钠Na2S2O8 硫酸H2SO4 H 作用： 酸性过硫酸钠微蚀液用于使铜面微 粗糙化，增加铜与化学镍层的密着性。 沉镍金生产也有使用硫酸双氧水或酸性 过硫酸钾微蚀液来进行的。
沉镍金技术培训教材
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5、逆流水洗：
水洗缸中少量的Pd带入镍缸，并不 会对镍缸造成太大的影响，所以不必 太在意活化后水洗时间太短，一般情 况下，二级水洗总时间控制在 1-3min 为佳。尤其重要的是，活化后水洗不 宜使用超声波装臵，否则，不但导致 大面积漏镀，而且渗镀问题依然存在。
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（五）、沉镍缸
1、镀液成份
A、金属盐 指Ni2+含量，不同系列沉镍药 水其开缸浓度均不同。PCB行业一 般均使用酸性镀液，其Ni2+开缸浓 度一般控制在4.5g/L至6.0g/l。
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化学镀应具备的条件：
1、氧化还原电位应显著低于金属 还原电位； 2、溶液不产生自发分解，催化时 才发生金属沉积； 3、PH值、温度可以调节镀覆速度； 4、具有自催化作用； 5、溶液有足够寿命。
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镀液成分：
金属盐、 缓冲剂、 加速剂、 还原剂、 络合剂
PH调节剂、 稳定剂 润湿剂和光亮剂
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二、什么是浸镀？
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C、浓度： 不同供应商之不同系列药水， 其浓度控制范围各不相同。由于化 学镀镍的本身特点，其动态平衡的 控制难度远远大于化学镀铜，其控 制范围很窄则可说明这一点。因此， 尽可能使用自动补料器来控制药水 浓度，手动补料是很难保证每一个 制板的良品率。
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•D、循环量： • 5~~10 turn over per hour（每小时 循环抽液量所占开缸体积的倍数）。 •E、过滤： • 优先考虑布袋式过滤，棉芯过滤需监 控流量（发现堵塞及时更换）。 •F、摇摆： • 根据做板类型的需要决定采用上下摇 摆或前后摇摆方式
水
水
化学镀镍 22~29min
沉金 7~11min
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第三部分
药水特性
化学镍金讲座
化學鎳金講座化學鎳金講座1．概述化學鎳金又叫沉鎳金，業界常稱為無電鎳金（Elestrolss Nickel Imnersion Gold）又稱為沉鎳浸金。
PCB 化學鎳金是指在裸銅表面上化學鍍鎳，然後化學浸金的一種可焊性表面塗覆工藝，它既有良好的接觸導通性，具有良好的裝配焊接性能，同時它還可以同其他表面塗覆工藝配合使用，隨著日新日異的電子業的發展，化學鎳金工藝所顯現的作用越來越重要。
2．化學鎳金工藝原理2.1 化學鎳金催化原理2.1.1催化作為化學鎳金的沉積，必須在催化狀態下，才能發生選擇性沉積，VⅢ族元素以及Au等多金屬都可以為化學鎳金的催化晶體，銅原子由於不具備化學鎳金沉積的催化晶種的特性，所以通過置換反應可使銅面沉積所需要的催化晶種；PCB業界大都使用PdSO4或PdCl2作為化學鎳前的活化劑，在活化制程中，化學鎳反應如下：Pd2++Cu Cu2++Pd2.2化學鎳原理2.2.1 在Pd（或其他催化晶體）的催化作用下，Ni2+被NaH2PO2還原沉積在將銅表面，當Ni沉積覆蓋Pd催化晶體時，自催化反應繼續進行，直到所需的Ni層厚度2.2.2化學反應在催化條件下，化學反應產生的Ni沉積的同時，不但隨著氫析出，而且產生H2的溢出主反應：Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2副反應：4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H22.2.3 反應機理H2PO2-+H2O H++HPO32-+2HNi2++2H Ni+2H2H2PO2-+H H2O+OH-+PH2PO2-+H2O H++HPO32-+H22.2.4作用化學鎳的厚度一般控制在3-5um，其作用同金手指電鎳一樣不但對銅面進行有效保護，防止銅的遷移，而且備一定硬度和耐磨性能，同時擁有良好的平整度，在鍍鎳浸金保護後，不但可以取代拔插頻繁的金手指用途（如電腦的記憶體條）,同時還可避免金手指附近的導電處斜邊時所遺留裸銅切口2.3 浸金原理2.3.1浸金是指在活性鎳表面,通過化學置換反應沉積薄金化應式：2Au（CH）2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-2.3.2 作用浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um，其對鎳面有良好的保護作用，而且具備很好的接觸導通性能，很多需按鍵接觸的電子器械(如手機、電子字典)都採用化學浸金來保護鎳面3．化學Ni／Au的工藝流程3.1 工藝流程簡介作為化學鎳金流程，只要具備6個工作站就可滿足生產要求3-7分鐘 1-2分鐘 0.5-4.5分鐘 2-6分鐘除油微蝕活化預浸沉Au沉Ni20-30分鐘 7-11分鐘3.2 工藝控制3.2.1除油缸一般情況下，PCB沉鎳金採用酸性除油劑處理制板，其作用在於除掉銅面的輕度油脂及氧化物，達到清潔及增加濕潤效果的目的，它應當具備不傷SOiderMask(綠油）以及低泡型易水洗的特點。
沉金工艺培训教材
沉金培训教材
一、工艺流程
上板——除油——水洗——微蚀——水洗——DI水洗——预浸——活化——水洗——酸洗——DI水洗——沉镍——水洗——沉金——回收水洗——D2水洗——热水洗——下板——洗板
二、工艺流程各步的作用
①除油作用：去除铜面轻微氧化及污物并降低液体表面张力、使药液在其
表面扩张，达到湿效果。
②微蚀作用：去除铜面氧化物，并使铜面粗化，使之与化学镍层结合良好。
③酸洗作用：去除微蚀后的铜面氧化物。
④预浸作用：维持活化槽中的酸度，使铜面在新鲜状态下，进入活化槽。
⑤活化作用：在铜面换上一层钯，以作为化学反应之触媒。
⑥沉镍作用：提高镍离子，使镍离子还原为金属镍，生产条件PH4.2---4.6；
温度80-90℃；沉镍时间20---30min。
⑦沉金作用：提供金离子，在镍面轩换沉积出金属，防止镍表面产生钝化，
抑制金属污染物。
三、主要问题及改善方法。
沉金故障处理培训教材
汕头超声印制板公司工作指示CHINA CIRCUIT TECHNOLOGY (SHANTOU) CORPORATIONWORK INSTRUCTION标题：沉金线培训教材TITLE：Immersion Gold Line文件编号：WI-Y1-TS-D03 版本：0 DOCUMENT NO.：VERSION NO.：生效日期：2006年月日页数：10 EFFECTIVE DATE：PAGES：编写：日期：DRAFTED BY：DATE：审核：日期：AUDITED BY：DATE：批准：日期：APPROVED BY：DATE：工作指示修改表1.0目的新工程师明确本生产线的基本问题的解决方法和以往的经验教训。
2.0适用范围沉镍金生产线（包括沉金前后处理线）。
3.0 沉金出现的质量问题及基本解决办法：3.1 沉金颜色不良：镀层的光亮度（颜色均匀与否）依赖基底表面的粗糙度。
3.1.1 沉金前的影响：单面开窗的孔边缘有水迹或其他污染，这会造成沉金后明显的发白或水迹状不良。
（可以通过水平微蚀前处理降低影响，但是要注意防止薄镀的出现）。
经过绿油工序，如果显影不好的时候，会有有机杂物附在铜面上，如果微蚀不好无法完全除去会影响。
活化缸钯浓度不足时，由于多层板的内外层存在着电位差（经过微蚀后更突出），阻止镍的附着，从而颜色不良，严重漏镀。
同时要控制好微蚀的铜离子含量。
3.1.2 沉镍：镍缸活性的影响，同时还有负载、药水的循环情况、温度、震荡等。
我们前处理微蚀使用的药水与OSP一致，对铜面有一定的整平作用，对颜色不良有比较大的帮助，但是由于走前处理容易藏药水而出现薄镀的问题，所以要比较小心。
3.1.3 当在一些大铜面与绿油交接处出现金层发白，而且发白处剥离。
主要原因有：镍缸循环过快、镍缸活性不足、活化不足、微蚀效果不好、镍缸开缸拖缸不足。
对这些可能的原因进行调查分析并改善。
同时可以试试停用镍缸震荡的办法，应该会有改善。
PCB沉金工艺介绍
镀液中镍离子浓度不宜过高，镀液中镍离子 过多会降低镀液的稳定性，容易形成粗糙的 镀层，甚至可能诱发镀液瞬时分解，继而析 出海绵状镍。镍离子与次磷酸盐浓度的最佳 摩尔比应在0.4左右 B、还原剂 化学镀镍的主要成分，它能提供还原镍离 子所需要的电子。 在一定范围内镍沉积的反应速度与次磷酸 盐的浓度成正比，因而次磷酸盐的浓度直 接影响着反应的沉积速率，
锌、铅、镉、锑及某些有机或无机含硫化合物 如硫脲以及三氯化钼都是化学镀镍的催化剂毒 物，如含量很少时，对镀液有一定的稳定作用， 但若含量过高会使镀液失效导致镍不能沉积出 来。
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镍沉积速度影响因素
A B 温度 PH值
CDΒιβλιοθήκη 缸老化度（正常生产时老化度以MTO来衡量）
主盐（NiSO4）浓度
E
F
•
还原剂（NaH2PO2) 浓度
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•E、镀液应连续过滤，以除去溶液中的 固体杂质。镀液加热时，必须要有空气 搅拌或连续循环系统，使被加热的镀液 迅速扩散开。当槽内壁镀有镍层时，应 及时用硝酸（1:3)褪除,适当时可考虑加 热,但不可超过50OC, 以免污染空气。 •F、镀液寿命一般控制在4MTO（即Ni离 子添补量累积达到4倍开缸量），超过此 限主要问题是镍厚不足。
其含义是：
在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金。
5
四、沉镍金工艺的目的
• 沉镍金工艺既能满足日益复杂的PCB装配、 焊接的要求，又比电镀镍金的成本低，同 时还能对导线的侧边进行有效的保护，防 止在使用过程中产生不良现象。 AU Ni CU
6
五、沉镍金工艺的用途
化学镍金镀层集可焊接、可接触导通，可打线、 可散热等功能于一身，是 PCB 板面单一处理却具 有多用途的湿制程。 化学镍的厚度一般控制在 4-5μm，其不但对铜面进行有效保护，防止铜的 迁移，而且具备一定硬度和耐磨性能，同时拥有 良好的平整度。浸金的厚度一般控制在 0.050.1μm，其对镍面具有良好的保护作用，而且具 备很好的接触导通性能。
沉镍金品质检验培训
目视
目视
3M胶带测试 3M胶带测试
首件测量记录/QC检验记录
首件测量记录/QC检验记录首 件测量记录
首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录 首件测量记录/QC检验记录
沉金品质检验培训
制作：祝 剑 日期：2019/10/28
一、品质意识
1 定义：品质是在第一次就要做到或达到最好，没有缺憾， 且能符合顾客的需求与期望，并让他们满意。
品质是：适合于使用、由顾客来衡量的。（偏重顾客） 品质是：符合要求的、合乎规格的。（偏重产品）
2.什么是质量意识？
• 垃圾掉在地上，知道捡起來； • 质量不合格品出現，能够主动挑出來！ • 支配這些行动的就是质量意识！
甩绿油
√
不允许
不允许 不允许 不允许 不允许 不允许 不允许 不允计 不允许 不允许露铜
不允许
不允许
不允许
不允许
检查频率 首板：1PNL 抽查：每槽板1PNL
全捡
全捡 全捡 全捡 全捡 全捡 全捡 全捡 全捡 全捡
全捡
全捡
全捡
全捡
检验工具
记录
X-RAY测量
目视
目视/十倍镜 目视
目视/十倍镜 目视/十倍镜 目视/十倍镜 目视/十倍镜 目视/十倍镜 目视/十倍镜
首件测量记录/QC检验记录
首件测量记录/QC检验记录
首件测量记录/QC检验记录
首件测量记录/QC检验记录
六、过程检验
5. 首件、量产不良品处理流程图
pcb沉金培训教材
沉镍
二级DI水洗 热DI水洗
沉金
回收金水
烘干
二级DI水洗
2019/11/15
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3.1药液的补充与更新
流程 缸体积 补充主成份
除油 255L
酸性清洁剂 QY-007
补充基本准
补充频率 补充标准
换缸标准
每天一次 根 据 化 验 结 21ksf 果补充
微蚀 255L NPS 硫酸 预浸 255L 硫酸 活化 255L 活化剂 QY-450
Hale Waihona Puke 活化剂 QY-45020L/桶
化学镍开缸剂 QY-SXM
20L/桶
化学镍补充剂 QY-SXA
20L/桶
化学镍补充剂 QY-SXB
20L/桶
化学镍补充剂 QY-SXCK 20L/桶
化学薄金开缸剂 QY-61M 20L/桶
化学薄金补充剂 QY-61 20L/桶
比重 1.15±0.05 1.07±0.1 1.18±0.03 1.25±0.05 1.2-1.3 1.16-1.19
—— 1.10±0.02
储存条件 -5-35°C -5-35°C -5-35°C -5-35°C -5-35°C -5-35°C -5-35°C -5-35°C
有效期 ≤2 年 ≤2 年 ≤2 年 ≤2 年 ≤2 年 ≤2 年 ≤2 年 ≤2 年
2019/11/15
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3.3药液控制及分析频率
流程 除油 微蚀
H2PO2-+e
P+OH-
2019/11/15
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镍还原的反应式：
Ni2++H2PO2-+H2O
H2PO3-+2H+Ni
沉镍金工艺培训教材
沉镍金工艺培训教材何勇强一、沉镍金基本原理化学镍金集可焊接、可接触导通，可打线、可散热等功能于一身，是PCB板面单一处理却具有多用途的湿制程。
但该制程不好做已时日已久,问题常常出现且不能返工，问题的解决须从源头开始.1. 流程：沉金前处理（微蚀、打磨）→上板→除油→两道自来水洗→微蚀→两道自来水洗→酸洗→两道DI水洗→预浸→活化→后浸→两道DI水洗→化镍→两到DI水洗→沉金→回收→DI水洗→热水洗→后处理（水洗、烘干）2。
流程详解（材料、设备、原理、作用)2。
1 沉金前处理（宇宙的设备）2.1.1 微蚀材料:YT33S、YT33R(殷田化工），分析补充硫酸和双氧水。
原理：通过氧化还原反应，去除铜面的氧化物。
同时对铜面有一定的整平作用。
控制关键：速度和药水浓度。
2.1。
2 刷磨：材料：使用高目数的针刷(1000—1200目）。
作用：对板面进行轻刷（刷磨电流1。
3-1.7A）除去访垢和氧化物。
控制关键:磨痕不能超过要求,而且不能磨伤绿油。
2。
2 沉金线2。
2.1 除油（19#缸）a)材料：清洁剂Cupra Pro S2（ATO）、硫酸b）作用：去除油脂及有机物。
一般采用非离子型遥介面活性剂，仅具润湿效果而已，不能用太强的板子型活性剂,以防止防焊漆表面或基材上带有静电而上镍或损伤水溶性碱液显影的防焊漆而溶出碳粉污染槽液.c)浸泡时间：4—6mind）药水颜色：温度低于35℃时无色，随着温度的升高而变浑浊(35-45℃)，可以根据这个来判断温度是否足够。
e）控制关键：浸泡时间和药水温度、药水添加情况.因为药水只能分析硫酸浓度，与补加硫酸按照1:2的比例进行补加除油剂。
2。
2。
2 微蚀(22#缸）a)材料：过硫酸钠、硫酸b）作用：一般蚀铜1—2µm.化学反应方程式S2O82—+2H++CuO+Cu→ 2SO42—+2Cu2++H2O,利用氧化还原反应清楚铜表面的氧化物,同时把铜面微粗化，提高镍铜结合力。
表面处理之化学沉镍金
化学沉镍金部分本公司EC-303系列为弱酸性镍/磷合金化学镍镀液，具有如下特性：、镀层磷含量稳定，镀层组成Ni93±1% P 7±1% 。
、适用于PCB/FPC沉镍金，FPC沉镍金时仅镍缸参数有所不同。
、操作温度范围宽，对绿油攻击极小。
、槽液稳定，管理简易方便，镍槽可使用自动加药装置。
、化学镍沉积速率稳定：PCB一般为10～13um/hr，FPC一般为8～11 um/hr。
、生产中前后制程对化学沉镍金的影响生产中前后制程对化学沉镍金的影响、板材：特殊板材吸附钯能力特强，在水洗不足或镍缸活性较强时，易出现渗镀现象。
如一些无卤素单面板材，孔及背面易上镍金。
一般采用过毒钯液处理或适当降低镍缸活性做板，即可避免。
、钻孔：钻孔进、退刀速率控制不良，钻咀刀锋前缘有损坏，导致钻孔后孔壁太粗糙，则化镍金时N-PTH孔易上镍金。
、图形制作/图形电镀：在线路制作工序，因板面显影不良易导致图形电镀时板面粗糙、发白。
此类缺陷是电镀铜后夹在铜层下面，经表面处理无法去除，而在化镍金时镍层无法掩盖此缺陷，最终的结果直接导致报废。
图形电铜面本身颗粒、针孔、发白、子弹孔等问题在化镍金时亦会呈现类似问题。
、蚀刻/退锡：蚀刻不净问题，在化镍金时可能会长胖或架桥，或N-PTH孔上镍金；有NPTH孔的化镍金板在蚀刻后、退锡前需做毒钯处理，否则NPTH孔容易上Ni/Au；剥锡不净问题，在化镍金时可能会出现白点或露铜甚至甩镍金现象。
丝印阻焊油：渗油（干绿油）、显影不净（感光绿油）等常见问题，在化镍金时极易出现发白、漏镀或甩镍金；油墨烘烤不够，曝光能量过低或者油墨厚度低于15um，在化镍金后极易出现掉油，油墨起泡。
曝光菲林上有垃圾时，化镍金后防焊油墨会点状上镍金。
若显影液残留板面未处理干净则化镍金时容易出现白点与阴阳色问题。
、化镍金前处理的刷磨：．最好使用800#以上或1000#、1200#磨辘细磨，磨辘太粗磨痕太深，化镍金时，金面可能会粗糙或发白，同时也会伤及阻焊油与保护膜，刷磨太轻太浅，则达不到应有的效果。
培训教材(镀金工艺)
： 7.9g/cm2
： 8-10% （重量比） ： 48 Rockwell（500VHN）（于沉积后） ： 75micro ohm-cm
： 13.8微米/米/℃
： Mil-C-26074B （军用规范：化学镀镍层技术要求） AMS 2404A （航空材料规范、化学镀镍） ISO 4527 （国际标准：自催化镍磷镀层-规范和 试验方法）
10
药液混浊及分解
100
粗糙表面
2
析出速度减慢，露铜。
50
析出速度减慢，露铜。
10
析出速度减慢
27
浸金槽金属污染极限及影响
金属杂质 Cu Ni
污染极限 （ppm） 影响
10
焊锡性不良，甩金
900
焊锡性不良
28
流程控制要点
1. 退Sn/Pb（或纯Sn） - 线路及孔壁上的Sn/Pb（或纯Sn）须完全退除，特别要注意SnCu金属化物要退干净。
NaH2PO2 温度 PH 值
溶液过滤 负载
搅拌
控制范围
80-120ppm 150-200ml/l
20-35℃ 3-5min 缓慢机械搅拌
80-120ml/l 4.8-6.3g/l 22-32g/l 82-86℃
4.6-5.2 5-10Cycle/hr 0.25-2.5dm2/l 机械搅拌，加热管 下微弱打气。
度
焊性不良。
渗镀
PH
同上
同上
温度
同上
同上
22
改变工艺参数对化学镍金效果的影响
浸镀金
参数 比重
温度
低于标准下限
高出标准上限
不足以与金属污染物络合， 金变色。
增加溶液带出成本
113化学沉镍金线作业指引1.3
规范、指导化学沉镍、金操作；保证化学沉镍、金之生产品质。
2.0 适用范围适用于公司化学沉镍、金工序的工艺控制、生产操作和质量控制。
3.0 职责工艺课：全面的工艺技术管理和工艺过程的控制,工艺及生产问题的解决,员工的培训,保证生产过程的顺利进行。
制造部: 生产组织与管理,员工的培训与培养,工艺过程和设备的日常维护和保养,产品产量和质量的保障。
品保部:负责对工艺过程、设备的维护和保养以及工序产品质量进行监控。
维护部:生产设备的管理、维护和维修。
4.0 作业内容4.1 工艺流程上板→除油→一级水洗→二级水洗→微蚀→一级水洗→二级水洗→浸酸→一级水洗→二级水洗→预浸→活化→水洗→后浸→一级水洗→二级水洗→化学沉镍→一级水洗→二级水洗→化学沉金→回收水洗→一级水洗→二级水洗→热水洗→下板4.2 工艺说明除油清除板面氧化层及油污,保证板面清洁。
微蚀微观粗化铜表面,保证铜层与镍层之间良好结合力。
浸酸进一步清洁活化板面。
4.2.4 预浸为板铜面活化提供一个酸性的条件，保持活化缸的酸度，同时进一步除去板面的氧化物。
活化活化铜面，形成沉镍反应的催化层。
后浸清洗板面和挂蓝上携带的活化药水，防止非金属部分沉上镍。
化学沉镍以化学反应的方式，在板面均匀的沉积上一定厚度的镍层。
化学沉金以化学反应的方式，在镍层均匀的沉积上一定厚度的金层，保护镍层防止镍层被氧化。
4.3 工艺设备备注:A —空气搅拌、M—机械搅拌、V—振动、SST—316不锈钢、DI—去离子水、PP—聚丙烯、NPP-透明聚丙烯（特殊表面处理材料）4.4 工艺参数行车控制程序备注：程序飞巴起始位：1#程序：2、6、7、10、11、12（或13、14、15）、19、22、24、25、27；A、B行车起始位随程序自动运行。
2#程序：2、6、7、13、14、15（或10、11、12）、19、22、24、25、27；A、B行车起始位随程序自动运行。
工艺操作生产前处理化学沉镍金板在生产时,必须在内层化学清洗机上进行微蚀处理（其微蚀速度控制在2.0m/min,其它参数与生产参数相同）;处理完后的板必须在一个小时之内进拉生产,防止铜面再次氧化,同时在上板的过程中如发现铜面有氧化的板,须重新返处理后方可生产(返处理板速度控制在 3.5m/min,其它参数不变,返处理的板不得超过三次);其主要作用是清除板铜面的氧化物及脏物,保证化学沉镍金生产品质.装板取挂板架头拧松可调的螺丝.以待化学沉镍金板的尺寸(最大尺寸为:410mm*570mm;工程已做好拼板设计)调整好护板架杆的高度,然后小心取板,按板边对应的挂板孔挂在架头的孔柱上夹紧,直到夹满12PNL(每架头仅挂12PNL)为后,调紧挂板孔位的螺丝并挂在飞巴上,同时拧紧架头的紧螺丝,防止掉架.当尾数板不足一架时，应均匀排列挂板，防止挂架重心倾向而掉架擦花报废板。
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第二部分
沉镍金原理及工艺流程
一、沉镍金原理 催化 化学镀镍 浸金
（一）、催化(活化) • 作用：为化学镍提供催化晶体 • 反应式：Pd2++Cu Pd+Cu2+
（二）、化学镍
• 作用：在钯的催化作用下，Ni2+在NaH2PO2的还
原条件下沉积在裸铜表面。当镍沉积覆盖钯催 化晶体时，自催化反应将继续进行，直至达到 所需之镍层厚度。
3、操作条件
• • • • • • 温度：85±50C PH：4.5 ±0. 5 加热:石英或铁弗龙加热器 搅拌:过滤机循环搅拌 摇摆:同镍缸 槽材质:PP、FRP或SUS内衬铁弗龙
第四部分
沉镍金工序设备简介
一、沉镍金自动线
1、排缸 除油缸 逆流水洗 逆流水洗 酸洗缸 预浸缸 活化缸 沉镍缸(含备用缸一个) 沉金缸 回收缸
2、镀层特性
• A、磷含量随着溶液成份和操作条件的不 同而在7~11%之间变化； • B、热处理时，Ni3P结晶化层状结构逐渐 消失。当磷含量高于8%时，镀层为非磁 性；低于8%时，镀层为磁性； • C、抗蚀性高，特别是当磷含量较高时， 在许多侵蚀介质中均比电镀镍耐蚀
•D、硬度高，显微硬度约为500~600HV， 400OC处理后则大于1000HV；
一降低药水带出以及挂具上沉积镍金问题 • B、最大尺寸板横挂，如18X24’’板则将24” 横向挂入,否则,药水在板面滑落时间比横挂 增加30%,同时,最小尺寸板则可挂两排; • C、挂具设计应考虑保养的方便,消挂具一般 采用王水,操作时应注意安全。
4、保护电流及自动补药器
一般情况下，镍缸使用不锈钢 体，或者使用不锈钢加热器（包括 不锈钢热交换器）等设施，都应对 其阳极进行保护，以抑制镍在其表 面的沉积。 自动补药器通常由药水供应商 提供。
•E、易钎焊，但熔焊性较差； •F、镀层密度约为8.0g/cm3 •G、熔点约为890OC
3、工艺维护
• A、在酸性溶液中，PH＜3时镍不会被还 原析出。随着PH值的提高，沉积速度加 快。当PH＞6时，很可能产生Ni(OH)2沉 淀。一般PH控制在4.5~5.0; • B、随着NaH2PO2和NiSO4浓度的增加， 沉积速度逐渐提高，而后趋于稳定或稍 有降低。但此时溶液的稳定性下降
（五）、沉镍缸
1、镀液成份 A、金属盐 指Ni2+含量，不同系列沉镍药 水其开缸浓度均不同。PCB行业一 般均使用酸性镀液，其Ni2+开缸浓 度一般控制在4.5g/L至6.0g/l。
B、还原剂
一般均使用NaH2PO2，其控制浓度一般 为22~32g/l。在镀液中，主反应将Ni2+还 原成为金属Ni，副反应为其本身的歧化反 应生成单质P，主反应及副反应过程中均 伴随H2逸出。
（二）、微蚀缸
微蚀药剂组成： 1、过硫酸钠Na2S2O8 2、硫酸H2SO4 作用： 酸性过硫酸钠微蚀液用于使铜面微 粗糙化，增加铜与化学镍层的密着性
3、操作条件：
Na2S2O8： 100±20g/l H2SO4： 20 ±10g/l Cu2+ ： 3~20g/l 温度： 30 ±2OC 时间： 1.5 ±0.5min 搅拌:摆动及药液循环搅拌或空气打气 槽材质:PVC或PP 加热器:石英或铁弗龙加热器
沉镍金技术培训教材
目
• • • • • •
录
3 9 15 39 47 52
1、沉镍金工序的概念 2、沉镍金原理及工艺流程 3、药水特性 4、沉镍金工序设备简介 5、沉镍金工序常见缺陷分析 6、沉镍金工艺应用
第一部分 沉镍金工序的概念
一、什么是化学镀
化学镀是在金属的催化作用 下，通过可控制的氧化还原 反应产生金属沉积的过程。
化学镀应具备的条件：
1、氧化还原电位应显著低于金属 还原电位； 2、溶液不产生自发分解，催化时 才发生金属沉积； 3、PH值、温度可以调节镀覆速度； 4、具有自催化作用； 5、溶液有足够寿命。
镀液成分：
金属盐、还原剂、络合剂、 缓冲剂、PH调节剂、稳定剂、 加速剂、润湿剂和光亮剂
二、什么是浸镀？
二、前后处理设备
1、前处理 A、目的：使非导通孔内残留的钯失去 活性以及将待沉金铜面微蚀清洁。 B、水平前处理设备流程： 硫脲+HCl 水洗 微蚀 水洗 干板 备注：硫脲毒化也可以在绿油工序前完
成。
2、后处理
A、目的：将沉金后的板面药渍彻底 清洗干净。 B、水平后处理设备流程： 酸洗 或 DI水洗 干板 高压水洗
三、周边设备
• • • • 1、冷水机 2、DI水机 3、化气塔 4、送鲜风装臵
第五部分
沉镍金工序常见缺陷分析
问 题 可 能 原 因 金 面 1 镍缸 PH 值太高或 Ni 浓度 粗糙 过高； 2 铜面粗糙或严重氧化； 3 前处理不良； 4 镍缸中存在不溶性粒子， 可能造成共镀而粗糙； 5 配槽水或清洗水水质不 良； 6 铜层本身有针孔； 7 铜面有绿油残膜； 8 铜面过度微蚀； 9 药水局部搅拌不足；
微蚀缸 逆流水洗 逆流水洗 逆流水洗 逆流水洗
2、功能检查
• • • • • A、自动行车 B、摇摆 C 、手动控制 D、遥控控制 E 、出错显示
• • • • • • F、安全装臵 G、火牛显示 H、温度感应 I、打气状态 J、程式时间 K、缸体及接喉
3、挂板设计
• A、最大限度减少挂具在药液中浸泡面积，
以金属化学臵换反应获得镀层的工艺，称 之为浸镀或臵换镀。
三、什么是沉镍金？
也叫无电镍金或沉镍浸金（Electroless Nickel Immersion Gold），是指在PCB裸铜表面涂覆可焊 性涂层方法的一种工艺。
其含义是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学
浸金。
四、沉镍金工艺的目的
• 沉镍金工艺既能满足日益复杂的PCB装配、 焊接的要求，又比电镀镍金的成本低，同 时还能对导线的侧边进行有效的保护，防 止在使用过程中产生不良现象。 • AU • Ni • CU •
解 决 措 施 1 调整，检查补给装置； 2 加强前制程； 3 改善微蚀等前处理品质； 4 加强过滤，更换药水，改善前 水洗时间与流量； 5 使用纯水，移槽过滤，更换槽 液； 6 改善电镀或蚀刻等前制程； 7 改善绿油特性，硬化条件及加 “除残膜”处理； 8 调整微蚀温度、浓度、时间等； 9 将加药口移到适当位置；
2、操作条件
温度：27±3OC 时间：4 ±2min 槽材质：PVC或PP 温控：铁弗龙包覆加热器或冷却盘管 过滤 ：5μmPP滤芯连续过滤 搅拌：摆动及药液循环搅拌
3、消槽处理
当槽壁及槽底出现灰黑色钯的沉积 物，则须消槽处理。其过程如下： 加入1:1硝酸，启动循环泵2h以上 或直到槽壁会黑色沉积物完全除去为 止（如有必要，可加热至40~50OC）， 硝酸排出后，加水循环10~20min，排 放后用DI水循环洗涤三次。
-
（三）、 浸金
• 作用：是指在活性镍表面通过化学臵换 反应沉积薄金。 • 化学反应：2Au++Ni 2Au+Ni2+
二、工艺流程
除油 4~8min 活化 2~6min
水
微蚀 1~2min
水
预浸 0.5~1.5min
水
水
化学镀镍 22~29min
沉金 7~11min
第三部分
药水特性
（一）、除油缸
•G、镀液应连续过滤，以除去溶液中的 固体杂质。镀液加热时，必须要有空气 搅拌或连续循环系统，使被加热的镀液 迅速扩散开。当槽内壁镀有镍层时，应 及时用硝酸（1:3)褪除,适当时可考虑加 热,但不可超过50OC, 以免污染空气。
4、操作条件
A、温度 不同系列的沉镍药水其控制范围不 同。一般情况下，镍缸的操作范围是 86±50C，有的药水则控制在81±50C。 具体操作温度应根据试板结果来定， 不同型号的制板，有可能操作温度不同。 一般情况下，一个制板的良品操作范围 只有±20C，个别制板也有可能小于±10C
1、除油剂： 一般情况下，PCB沉镍金工序的除 油剂是一种酸性液体物料，用于除 去铜面之轻度油脂及氧化物，使铜 面清洁及增加润湿性。 2、特性： A：不损伤solder mask B：低泡型，水洗容易
3、操作条件
温度：50±10oC 时间：5 ±2min 过滤：5μmPP滤芯连续过滤 搅拌：摆动及药液循环搅拌 槽材质：PVC或PP 加热器：石英或铁弗龙加热器
C、浓度：
不同供应商之不同系列药水， 其浓度控制范围各不相同。由于化 学镀镍的本身特点，其动态平衡的 控制难度远远大于化学镀铜，其控 制范围很窄则可说明这一点。因此， 尽可能使用自动补料器来控制药水 浓度，手动补料是很难保证每一个 制板的良品率。
•D、循环量： • 5~~10 turn over per hour
•E、化学镀镍层的厚度一般控制4~5μm， 最少要大于2.5μm厚的镍磷层才能起到 有效的阻挡层作用,防止铜的迁移,以免渗 出金面,氧化后导致导电性不良; •F、镀覆PCB的装载量（裸铜面）应适 中，以0.2~0.5dm2/L为宜。负载太大会导 致镍缸活性逐渐升高，甚至导致反应失 控，造成严重后果；负载太低会导致镍 缸活性逐渐降低，造成漏镀等问题。
问 可 能 原 因 题 架桥 1 活化液（钯离子）污染（尤其 是铁离子或化镍药水的滴入） 2 活化液老化 3 镍缸补充异常 4 镍缸温度过高 5 蚀铜未尽，基材面留有残铜
解 决 措 施
镍金 表面 出现 针孔
1 杜绝污染源；预浸与活化两缸所用 之硫酸采用高纯度；活化液的添加采 用专用加药杯； 2 更新活化液；改善加温方式并加强 过滤 3 分析药水，检查补充量及补给装置 4 调整温度 5 改善蚀铜制程 1 镍缸中有不溶性颗粒； 1 改善过滤； 2 前处理不良； 2 改善微蚀、清洗等前处理； 3 镍缸遭到有机污染； 3 换缸，杜绝杂质来源； 4 镍缸搅拌不足，氢气附者太 4 增强搅拌及往复振动速度，加装设 多； 备；