化学镍金解读
不同表面处理类型(镀镍金、化镍金、镍钯金-OSP)项目对比表
电镀镍金
不同镀层种类项目对比
化学镀镍金
化学镀镍钯金
华 远 电 OSP
定义
在金属铜上通过电流的作用电镀上镍、 金镀层
化学镍金是通过化学反应在铜的表面置 换钯再在钯核的基础上化学镀上一层镍 磷合金层，然后再通过置换反应在镍的 表面镀上一层金
化学镍钯金是通过化学反应在铜的表面 置换钯再在钯核的基础上化学镀上一层 镍磷合金层，然后在镍层上通过氧化还 原生成一层钯层，再通过置换反应在钯 （透过钯层的微小缝隙与镍层发生置换 反应）的表面镀上一层金
1、制程简单，药水易于管理；
3、可以设计更小的焊盘，在原有的面 积上增加更多的布线区域；
2、生产效率高；
4、钯层既保护了镍层，也为金线互熔 3、焊盘平整度好；
提供了基础，在较薄的金镀层也可以获
4、和焊盘之间无IMC层，锡层直接和 铜进行焊接，具有很高的可靠性，结合
得很好的绑线效果； 5、保存有效期较长；
③化金原理： 亚金离子与镍层发现置换反应： Ni+2Au+=Ni2++2Au
这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐 湿性，用以保护铜表面于常态环境中不 再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后 续的焊接高温中，此种保护膜又必须很 容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使 露出的干净铜表面得以在极短的时间内 与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
①化镍原理： 步骤1：H2P02- + H2O = H2PO3+2H++2e-，脱氢析出电子 步骤2：H2PO2-+mNi2++（2m+1）e=NimP+2OH-
②镀金原理：
阴极：Au+ + e- →Au，Au+来源于添加 ②化金原理：
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。
化学镍金基础知识
化学镍金基础知识目录一、内容概述 (2)1.1 定义与特点 (3)1.2 应用领域 (4)1.3 发展简史 (5)二、化学镍金基本原理 (6)2.1 镍的化学生产原理 (7)2.2 金的化学生产原理 (8)2.3 化学镍金的反应过程 (9)三、化学镍金的工艺流程 (10)3.1 原料准备与处理 (11)3.2 化学反应过程控制 (12)3.3 产品分离与纯化 (14)3.4 产品质量检测与评估 (16)四、化学镍金的材料与技术 (17)4.1 镍的化合物与材料 (17)4.2 金的化合物与材料 (19)4.3 化学反应设备与工艺装置 (20)4.4 安全防护措施与环保要求 (22)五、化学镍金的性质与应用 (23)5.1 镍的性质与应用领域 (25)5.2 金的性质与应用领域 (26)5.3 化学镍金的应用实例分析 (27)六、化学镍金的实验方法与操作技巧 (28)6.1 实验设计与准备 (29)6.2 实验操作规范与注意事项 (30)6.3 数据记录与分析方法 (31)6.4 实验总结与改进建议 (33)七、化学镍金的前景与挑战 (34)7.1 发展前景展望 (34)7.2 面临的挑战与问题 (36)7.3 技术创新与产业升级建议 (37)一、内容概述化学镍金概念介绍：首先介绍了化学镍金的概念，以及其作为一种重要的表面处理技术，在现代工业和科技领域中的广泛应用。
化学镍金是通过化学反应在金属表面形成一层具有优异性能的镍金涂层的过程。
该涂层具有高导电性、良好的耐腐蚀性以及出色的耐磨性能等特点。
化学镍金的基本原理：详细阐述了化学镍金的基本原理，包括化学镀镍和电镀金的原理。
化学镀镍是通过化学反应在金属表面形成一层均匀且致密的镍涂层，而电镀金则是在已形成的镍涂层上通过电解方式沉积一层薄金层。
这些原理是化学镍金技术的基础，对于理解其工艺过程和应用具有重要意义。
化学镍金的工艺过程：介绍了化学镍金的工艺过程，包括表面处理、化学镀镍、电镀金等步骤。
化学镍金流程讲解
镀层表面粗糙
原因
1) Ni镀液pH太高
对策
a)调整pH值 b)检查及调整控制器/补充装置
2)铜面粗糙或氧化严重
a)改善前制程
3)前处理不良
a)改善前处理流程(微蚀,清洁剂,刷磨)
4)不溶性颗粒带入Ni镀液中
a)加强过滤 b)更新镀液 c)检讨水洗槽流量，水洗时间 a)移槽过滤，加强过滤 b)配槽及补充液位都使用纯水 c)更新镀液
3)局部过热
4)槽壁钝化不良
5)活化液带入
6)补充液添加过快 7)安定剂太低
8)挂架上的Ni/Au碎片掉入Ni槽内
9)析出保护装置异常
a)加强过滤 b)定期将挂架上的Ni剥除
a)检查线路及调整整流器
清洁Acid-cleaner
酸性清洁剂ACL–700主成份 ： (1)柠檬酸 (2)润湿剂(非离子界面活性剂) 操作条件： 浓度：80～120ml/L(控点100ml/L) 温度：30～50℃（标准40℃） 时间：4～6分 主要作用 ： (1)祛除表面轻微氧化，污物 及油污等 (2)降低表面张力，将吸附于表面的空气及污物排开，使 药液在其表面扩张，达到润湿之效果
2) Ni槽液pH太低
3) Ni槽液温度太低 4)活化不足
5)活化后水洗时间太久
6)剥锡未净或铜面受硫化物污染
7)金属/有机杂质混入Ni镀液中 8) Ni槽补充异常
a)改善剥锡等制程
a)更新镀液 b)检讨杂质来源 a)由手动分析Ni/pH并做调整 b)检查及调整控制器/补充装置
架桥(溢镀)
原因
1)活化液污染(尤其是Fe)
3) Ni槽补充异常
4) Ni槽液温太高
5)前处理刷压过大(铜粉残留) 6)蚀铜未净
ENIG化学镍金(基础)介绍-CAILS
常见缺陷及原因分析
• 5、非导通孔上金
• 主要原因：直接电镀或化学沉铜残留的钯太多， 或镍缸活性太高
常见缺陷及原因分析
• 3、甩金
• 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
• 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
– 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。
常见缺陷及原因分析
• 2、渗镀
• 主要原因：体系活性太高，外界污染或前工序残 渣；
• 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。
化学镍金工艺培训（基础）
------蔡良胜 2010.10.25
概述
• 化学镍金又叫沉镍金，业界常称为无电镍 金（Elestrolss Nickel Imnersion Gold）又 称为沉镍浸金。
化学镍金反应机理
置换反应机理
化学镍反应机理
Pd 2+/Au+ Cu 2+/Ni2+
Ni2+ H2PO2- Ox
• 在化学镍沉积的同时，会产生亚磷酸盐 （HPO32-）的副产物，随着生产的进行， 亚磷酸盐的浓度越来越高，于是反应速度
化学镍金工艺原理.
1.概述化学镍金又叫沉镍金,业界常称为无电镍金(Elestrolss Nickel Imnersion Gold又称为沉镍浸金。
PCB化学镍金是指在裸铜表面上化学镀镍,然后化学浸金的一种可焊性表面涂覆工艺,它既有良好的接触导通性,具有良好的装配焊接性能,同时它还可以同其他表面涂覆工艺配合使用,随着日新日异的电子业的发展,化学镍金工艺所显现的作用越来越重要。
2.化学镍金工艺原理2.1 化学镍金催化原理2.1.1催化作为化学镍金的沉积,必须在催化状态下,才能发生选择性沉积,VⅢ族元素以及Au等多金属都可以为化学镍金的催化晶体,铜原子由于不具备化学镍金沉积的催化晶种的特性,所以通过置换反应可使铜面沉积所需要的催化晶种;PCB业界大都使用PdSO4或PdCl2作为化学镍前的活化剂,在活化制程中,化学镍反应如下:Pd2++Cu Cu2++Pd 2.2化学镍原理2.2.1 在Pd(或其他催化晶体的催化作用下,Ni2+被NaH2PO2还原沉积在将铜表面,当Ni沉积覆盖Pd催化晶体时,自催化反应继续进行,直到所需的Ni层厚度2.2.2化学反应在催化条件下,化学反应产生的Ni沉积的同时,不但随着氢析出,而且产生H 2的溢出主反应:Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2副反应:4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H22.2.3 反应机理H2PO2-+H2O H++HPO32-+2HNi2++2H Ni+2H2 H2PO2-+H H2O+OH-+PH 2PO2-+H2O H++HPO32-+H22.2.4作用化学镍的厚度一般控制在3-5um,其作用同金手指电镍一样不但对铜面进行有效保护,防止铜的迁移,而且备一定硬度和耐磨性能,同时拥有良好的平整度,在镀镍浸金保护后,不但可以取代拔插频繁的金手指用途(如电脑的内存条,同时还可避免金手指附近的导电处斜边时所遗留裸铜切口2.3 浸金原理2.3.1浸金是指在活性镍表面,通过化学置换反应沉积薄金化应式:2Au(CH2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-2.3.2 作用浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um,其对镍面有良好的保护作用,而且具备很好的接触导通性能,很多需按键接触的电子器械(如手机、电子字典都采用化学浸金来保护镍面3.化学Ni/Au的工艺流程3.1 工艺流程简介作为化学镍金流程,只要具备6个工作站就可满足生产要求3-7分钟 1-2分钟 0.5-4.5分钟 2-6分钟除油微蚀活化预浸沉Au沉Ni20-30分钟 7-11分钟3.2 工艺控制3.2.1除油缸一般情况下,PCB沉镍金采用酸性除油剂处理制板,其作用在于除掉铜面的轻度油脂及氧化物,达到清洁及增加湿润效果的目的,它应当具备不伤SOiderMask(绿油以及低泡型易水洗的特点。
化学镍金ppt课件
RCOOHR′+H2O → RCOOH+R′OH
作用：去除铜面之轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增
加润湿效果的目的。它应当具备不伤阻焊膜、低泡型及易
精选ppt
10
水洗的特性。
3.微蝕：
槽液成分：硫酸、過硫酸鈉（SPS）
溫度控制：30-35℃
時間控制：1-2min
活化
Ni-P沉積
Ni-P成長
化學鎳
Cu Ni-P Au
Au+ Au+
Ni2+
Cu Ni-P
Au 沉積
精选ppt
化鎳金層 6
化镍金各流程作用及反應原理
•工藝流程圖： 前處理（刷磨、噴砂）
清潔 水洗
微蝕
酸洗
水洗
水洗
預浸
水洗
化學鎳
酸浸
水洗
活化 水洗
浸金
後處理（清洗烘乾）
水洗精选ppt
7
1.前處理（刷磨、噴砂）
前處理流程圖（刷磨）：
入料輸送
刷磨*2
中壓循環水洗
微蝕刻
冷風吹
循環水洗
酸洗處理
循環水洗
熱風吹
下料
精选ppt
8
刷磨：使用高目数的尼龙刷1000-1200目对板面进行轻刷， 电流2.0±0.2A.
微蝕刻：粗化銅面，增加表面積，去除板面氧化物。
酸洗處理:使用80-120g/l的硫酸，去除板面氧化物及微蝕殘 留液。
•化鎳金的方法：
化鎳金即是在被催化的銅面上沉積兩層金屬的製程。其中 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。其反應無需通電，因而又稱“無電解鎳金”. 其方法采用龍門吊車掛架式浸鍍，如下圖：
PCB化镍金简介
化镍金简介化学镍金工艺具有高度的平整性、均匀性、可焊性或耐腐蚀性等，正日益受到广大客户的青睐，本文就实际生产中遇到一些常见品质问题的原因及对策进行探讨。
一、前言化学镍金（ENIG）也叫化学浸金、浸镍或无电镍金，线路板化学镍一般P 含量控制在7～9%（中磷），化学镍磷含量分为低磷（亚光型）、中磷（半光型）及高磷（光亮型），磷含量越高抗酸腐蚀性越强。
化学镍分为铜上化镍、铜上化镍金和上化镍钯金工艺。
化镍常见问题有“黑垫”（常称为黑盘，镍层被腐蚀呈灰色或黑色不利于可焊性）或者“泥裂”（破裂）。
化学金分为薄金（置换金，厚度1～5u〃）及厚金（还原性金，沉金厚度可以达25微英寸以上且金面不发红）。
我司主要生产化学薄金。
二、工艺流程前处理（刷磨及喷砂）→酸性除油剂→双水洗→微蚀（过硫酸钠硫酸）→双水洗→预浸（硫酸）→活化（Pd触媒）→纯水洗→酸洗（硫酸）→纯水洗→化学镍（Ni/P）→纯水洗→化学金→回收水洗→纯水洗→过纯热水洗烘干机。
三、工艺控制1. 除油缸PCB化镍金通常采用的是酸性除油剂作前处理，其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增加润湿效果的目的，不伤油墨低泡有机酸型易清洗板面。
2. 微蚀缸（SPS+H2SO4）微蚀的目的在于去除铜面氧化层及前工序遗留残渣，保持铜面新鲜及增加化学镍层的密着性，常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液（Na2S2O8：80～120g/L；硫酸：20～30ml/L）。
由于铜离子对微蚀速率影响较大（铜离子越高会加速铜面氧化，如水洗不充足易污染下一道药水槽，铜离子的浓度控制是根据所生产品质要求而定，以保证微蚀深度在0.5～1.0μm，换缸时往往保留1/5缸母液（旧液），以保持一定的铜离子浓度。
3. 预浸缸预浸缸只是维持活化缸的酸度以及使铜面在新鲜状态（无氧化物）下进入活化缸，硫酸钯预浸缸采用硫酸（H2SO4）作预浸剂，其浓度与活化缸一致。
4. 活化缸活化的作用是在铜面析出一层钯（Pd），作为化学镍起始反应之催化晶核。
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。
表面处理之OSP及化学镍金简介
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2 OSPOSP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。
2.1 种类及流程介绍A. BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLEBTA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14.1。
B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZ OLE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14.2。
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14.3。
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 AKESTER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。
表面处理之OP及化学镍金简介
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2 OSPOSP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。
种类及流程介绍A. BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLEBTA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ALKYLIMIDAZ OLE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 AKESTER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。
化学镀镍-金 可焊性控制讲解学习
化学镀镍/金可焊性控制（时间:2006-5-18 11:34:36 共有 874 人次浏览） [信息来源:电子生产设备网信息中心]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AuSn、AuSn2 、AuSn 3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Ni-Sn合金共化物Ni3Sn4，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Ni-Au层Au层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，Ni为负极，Au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Au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4~5MTO 时，应更换。
4 PH值的影响过高的PH，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Aurotech （酸性）镀镍/金体系，一般要求PH不超过5.3，必要时可通过稀硫酸降低PH。
化学镍金工艺介绍
2021/8/14
5
苏州市三生电子有限公司 药水简介
2021/8/14
6
苏州市三生电子有限公司 酸性清洁剂成份：柠檬酸，表面活性剂
2021/8/14
7
苏州市三生电子有限公司 微蚀SPS
2021/8/14
8
酸洗 H2SO4
• 主成份：硫酸
• 作用：去除微蚀后的铜面氧化物
• 反应：
•
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
12
电化学理论
• H2PO2- + H2O→ H2PO32- + 2H+ +2e- 次磷酸要氧化释放电子（阳 极反应）
• Ni2+ + 2e- → Ni 应）
镍离子得到电子还原成金属镍（阴极反
• 2H+ + 2e- → H2↑ 氢离子得到电子反原成氢气（阴极反应）
• H2PO2- + e- → P + 2OH- 次磷酸要得到电子析出磷（阴极反 应）
•
2、防止镍表面产生钝化并与溶出的Ni2+结合成错离子
•
3、抑制金属污染物（减少游离态的Ni2+，Cu2+等）
• 反应 阳极反应Ni→Ni2+ + 2e- (E0=0.25V)
•
阴极反应Au(CN)2- + e- → Au + 2CN-(E0=0.6V)
•
Ni+ Au(CN)2- → Ni2+ + Au + 2CN-
• 滤芯定期更换
• 机台上油：天车，机械摇摆
• 气压缸：主体清洁，空气管检查
• 药水分析补充更换
化学镍金资料.
化学镍金讲座1.概述化学镍金又叫沉镍金,业界常称为无电镍金(Elestrolss Nickel Imnersion Gold又称为沉镍浸金。
PCB化学镍金是指在裸铜表面上化学镀镍,然后化学浸金的一种可焊性表面涂覆工艺,它既有良好的接触导通性,具有良好的装配焊接性能,同时它还可以同其他表面涂覆工艺配合使用,随着日新日异的电子业的发展,化学镍金工艺所显现的作用越来越重要。
2.化学镍金工艺原理2.1 化学镍金催化原理2.1.1催化作为化学镍金的沉积,必须在催化状态下,才能发生选择性沉积,VⅢ族元素以及Au等多金属都可以为化学镍金的催化晶体,铜原子由于不具备化学镍金沉积的催化晶种的特性,所以通过置换反应可使铜面沉积所需要的催化晶种;PCB业界大都使用PdSO4或PdCl2作为化学镍前的活化剂,在活化制程中,化学镍反应如下:Pd2++Cu Cu2++Pd 2.2化学镍原理2.2.1 在Pd(或其他催化晶体的催化作用下,Ni2+被NaH2PO2还原沉积在将铜表面,当Ni沉积覆盖Pd催化晶体时,自催化反应继续进行,直到所需的Ni层厚度2.2.2化学反应在催化条件下,化学反应产生的Ni沉积的同时,不但随着氢析出,而且产生H 2的溢出主反应:Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2副反应:4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H22.2.3 反应机理H2PO2-+H2O H++HPO32-+2HNi2++2H Ni+2H2 H2PO2-+H H2O+OH-+PH 2PO2-+H2O H++HPO32-+H22.2.4作用化学镍的厚度一般控制在3-5um,其作用同金手指电镍一样不但对铜面进行有效保护,防止铜的迁移,而且备一定硬度和耐磨性能,同时拥有良好的平整度,在镀镍浸金保护后,不但可以取代拔插频繁的金手指用途(如电脑的内存条,同时还可避免金手指附近的导电处斜边时所遗留裸铜切口2.3 浸金原理2.3.1浸金是指在活性镍表面,通过化学置换反应沉积薄金化应式:2Au(CH2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-2.3.2 作用浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um,其对镍面有良好的保护作用,而且具备很好的接触导通性能,很多需按键接触的电子器械(如手机、电子字典都采用化学浸金来保护镍面3.化学Ni/Au的工艺流程3.1 工艺流程简介作为化学镍金流程,只要具备6个工作站就可满足生产要求3-7分钟 1-2分钟 0.5-4.5分钟 2-6分钟除油微蚀活化预浸沉Au沉Ni20-30分钟 7-11分钟3.2 工艺控制3.2.1除油缸一般情况下,PCB沉镍金采用酸性除油剂处理制板,其作用在于除掉铜面的轻度油脂及氧化物,达到清洁及增加湿润效果的目的,它应当具备不伤SOiderMask(绿油以及低泡型易水洗的特点。
化学镍金工艺探讨
一、工艺简介沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。
基本可分为四个阶段：前处理（除油，微蚀，活化、后浸），沉镍，沉金，后处理（废金水洗，DI水洗，烘干）。
二、前处理沉金前处理一般有以下几个步骤：除油（30%AD-482），微蚀（60g/InaPS,2%H2SO4）,活化（10%Act-354-2），后浸（1%H2S04）。
以除去铜面氧化物，并在铜面沉钯，以作沉镍活化中心。
其中某个环节处理不好，将会影响随后的沉镍和沉金，并导致批量性的报废。
生产过程中，各种药水必须定期分析和补加，控制在要求范围内。
较重要的比如：微蚀速率应控制在“25U—40U”，活化药水铜含量大于800PPM时必须开新缸，药水缸的清洁保养对联PCB的品质影响也较大，除油缸，微蚀缸，后浸缸应每周换缸，各水洗缸也应每周清洗。
三、沉镍沉镍药水的主要成分为Ni2+(5.1-5.8g/1)和还原剂次磷酸钠（25-30g/1）以及稳定剂，由于化学镍对药水成分范围要求比较严格，在生产过程中必须每班分析化验两次，并依生产板的裸铜面积或经验补加Ni2还原剂，补加料时，应遵循少量，分散多次补料的原则，以防止局部镀液反应剧烈，导致镀液加速老化，PH值，镀液温度对镍厚影响比较大，镍药水温度抄袭控制在85℃-90℃。
PH在5.3-5.7,镍缸不生产时，应将镍缸温度降低至70℃左右，以减缓镀液老化，化学镍镀液对杂质比较敏感，很多化学成分对化学镍有害，可分为以下几类：抑制剂：包括Pb.Sn..Hg.Ti.Bi(低熔点的重金属)，有机杂质包括S2，硝酸及阴离子润湿剂。
所有这些物质都会降低活性，导致化学镀速度降低并漏镀，严惩时，会导致化学镀镍工艺完全停止。
有机杂质：包括：除以上所提到的有机的稳定剂以外，还有塑料剂以及来自于设备和焊锡的杂质。
尽管可通过连续镀清除一部分杂质，但不能完全清除。
不稳定剂：包括Pd和少量的铜，这两种成分造在化学镍不稳定，使镀层粗糙，而且过多地镀在槽壁及加热器上。
化学镍金——精选推荐
化学镍金Electroless Nickel/Immersion Gold，简写为ENIG，又称化镍金、沉镍金或者无电镍金，化学镍金是通过化学反应在铜的表面置换钯再在钯核的基础上化学镀上一层镍磷合金层，然后再通过置换反应在镍的表面镀上一层金。
化学镍金的主要用途化学镍金主要用于电路板的表面处理.用来防止电路板表面的铜被氧化或腐蚀.并且用于焊接及应用于接触（例如按键，内存条上的金手指等）化学镍金在电路板加工中的主要流程 1 化镍金前处理采用设备主要是磨板机或喷砂机或共用机型，（使用机型较多）主要作用：去除铜表面的氧化物和糙化铜表面从而增加镍和金的附着力2 化镍金生产线采用垂直生产线，主要经过的流程有：进板→除油→三水洗→酸洗→双水洗→微蚀→双水洗→预浸→活化→双水洗→化学镍→双水洗→化学金→金回收→双水洗→出板（建议使用广东达志环保科技股份有限公司的DZ-80X产品）3 化镍金后处理采用设备主要是水平清洗机（多数使用品牌宇宙）。
工艺控制 1 除油缸一般情况﹐PCB沉镍金采用酸性除油剂来处理制板﹐其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物﹐达到铜面清洁及增加润湿效果的目的。
它应当具备不伤Soider Mask(绿油)﹐低泡型易水洗的特点。
除油缸之后通常为二级市水洗﹐如果水压不稳定或经常变化﹐则将逆流水洗设计为三及市水洗更佳。
2 微蚀缸微蚀的目的在于清洁铜面氧化及前工序遗留残渣﹐保持铜面新鲜及增加化学镍层的密着性﹐常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液。
Na2S2O8﹕80~120g/L硫酸﹕20~50ml/L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。
由于铜离子对微蚀速率影响较大﹐通常须将铜离子的浓度控制有5~25g/L﹐以保证微蚀速率处于0.5~1.5μm﹐生产过程中﹐换缸时往往保留1/5~1/3缸母液(旧液)﹐以保持一定的铜离子浓度﹐也有使用少量氯离子加强微蚀效果。
另外﹐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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学镍金各流程概述
3. 预 浸：
作用： 去除微蚀后的铜面氧化物，使铜面在新鲜状态（无氧 化物）下进入催化槽。 -
维持催化槽中的酸度
主要成份： 盐酸 反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
化学镍金各流程概述
4. 催 化：
作用： 通过置换反应在铜面产生一层钯，为化学镍沉积提供 一个自催化表面。
主要成份： 硫酸镍 — 次磷酸钠 —
主要成份： 络合剂 —
形成镍的络合物，防止游离镍离子
浓度过量，从而稳定溶液阻止亚磷酸镍沉淀，还 起pH缓冲作用。 pH缓冲剂 — 长期控制pH 稳定剂 —通过遮蔽催化活性核心，防止溶液分解。 加速剂 — 活化次磷根离子，加速沉积反应，作 用方式和稳定剂，络合剂相反。 湿润剂 — 反应式： 提高待镀表面的浸润性。
液在其表面扩张，达到润湿效果。
主要成份： 酸 非离子型表面活性剂 反应式 ： CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
化学镍金各流程概述
2. 微 蚀：
作用： 去除铜面氧化物 铜面微粗化，使其与化学镍层有良好的结合。
主要成份： 过硫酸钠
硫酸 反应式 ： Cu + S2O82- Cu2+ + 2SO42-
È Ë ® Ï ´ É ¸ ï Ô
化学镍金沉积机理
催化
在铜和钯之间的浸镀反应
化学镍
自催化反应，还原镍沉积。
浸 金
在镍和金之间的浸镀反应
化学镍金各层功能
钯
高度活性引发镍沉积（单分子层）
镍
此层为含磷8-10%的镍-磷合金，可焊接， 可Bonding。
金
镍层的保护层
化学镍金各流程概述
1. 除 油： 作用： 去除铜面轻微氧化物及污物。 降低液体表面张力，将吸附于铜面之空气排开，使药
* *
珠海多层 珠海德丽
* *
广州依利安达 上海展华
* 中山皆利士
* 广州皆利士
* 东莞亿立
* 东莞贸泰
化学镍金工艺特征
1. 无须通电，通过化学反应在线路板上选择性沉积一层平坦的镍金，焊盘表
面平整，增加SMD元件组装和贴装的可靠性和安全性。 2. 单一表面处理即可满足插装、表面安装、芯片直接安装等多种组装要求， 具有可焊接、可接触导通、可做Bonding。 3. 在沉积镍金的焊盘和线路位置，其侧面也同样被镍金所覆盖，可满足恶劣 环境下对线路板之苛刻要求。 4. 加工过程不使用助焊剂，因而化学镍金板表面污染度相当低。根据研究报
H2PO2- + OH- H2PO3- + H + e
Ni2+ +2e Ni0
H2PO2- + H P + H2O +OH-
主要成份： 氯化钯
盐酸 反应式 ： Cu + Pd2+ Cu2+ + Pd
化学镍金各流程概述
5. 后 以免在化 学镍中出现渗镀。
主要成份： 盐酸
化学镍金各流程概述
6. 化学镍：
化学镍层作用： 在铜和金之间提供一层金属扩散阻挡层。
告，喷锡板的污染度为4.5g NaCl/cm2(29g NaCl/in2),而化学镍金板仅
仅为1.5g NaCl/cm2(9.6g NaCl/in2)。 5. 相对低的加工温度减少了对板材及金属化孔的热冲击，板材不易出现纤维 分层，板的尺寸稳定性高，金属化孔不易出现内层断裂等缺陷。
化学镍金板的主要应用
1. 移动电话机 2. 传呼机 3. 计算器 4. 电子词典 5. 电子记事本 6. 记忆卡 7. 笔记型电脑 8. 掌上型电脑 9. 掌上型游戏机 10. IC卡 11. 汽车用板 12. 其它在苛刻环境下使用之线路板
化学镍-磷镀层物理特性
密度 磷含量 硬度 导电性 热膨胀系数 ： 7.9g/cm2 ： 8-10% （重量比） ： 48 Rockwell（500VHN）（于沉积后） ： 75micro ohm-cm ： 13.8微米/米/℃
Shipley 化学镍金工艺
希普励(东莞)化工有限公司 Dec. 2001
目
化学镍金工艺特征 化学镍金板的主要应用 化学镍磷镀层物理特性 浸金层物理特性
录
化学镍金典型工艺流程
化学镍金沉积机理 化学镍金各层功能
化学镍金各流程概述
化学镍金工艺控制参数及溶液更换基准
Shipley ENIG 在中国大陆的主要客户
化学镍金典型工艺流程
¤Ò ¹ Õ ² ½ Ö è á Ð Ë Ô ³ ý Ó Í Cleaner PC ® Ï Ë ´ Î Ê ¢ ´ NPS 60-100 g/l H2SO4 2-5% (V/V) ® Ë ´ Ï HClÔ ¤½ þ ´ » ß ¯ Ronamerse SMT Catalyst HClº ó ½ þ ® Ë ´ Ï ¯ Ñ » §¶ Æ Ä ø Ronamax SMT ® Ë ´ Ï þ ½ ½ ð Aurolectroless SMT ð » ½ Ø Ê Õ ® Ë ´ Ï Acid  ¶ Î È £ ¨¡ æ £ © 45-60æ ¡ Ò Î Ê Â 30-40æ ¡ Ò Î Ê Â Ò Î Ê Â 20-30æ ¡ Ò Î Ê Â Ò Î Ê Â 85-95æ ¡ Ò Î Ê Â 85-95æ ¡ Ò Î Ê Â Ò Î Ê Â 50-70æ ¡ 70-90æ ¡ ±¼ Ê ä £ ¨m 0.5-3 1-2 1-2 1-2 1-2 3-5 1-2 1-2 15-25 1-2 5-20 0.5-1 1-2 1-2 10-20
提供一层抗蚀层 提供可焊性表面
为Wire bonding提供坚固的可粘结层
原理： 铜面在钯金属之催化作用下通过还原剂和镍离子开始 化学镀镍反应，由于镍本身是进一步化学镀镍的催化 剂，即使原来的基底表面被镍完全覆盖之后，沉积过 程仍将继续下去，直至线路板从槽液中取出。 金属离子的来源 还原剂
镀层完全符合
下列规范之要求
： 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）
浸镀金层物理特性
金纯度 ： 99.99% 硬度 密度 ： 低于80 Knoop ； 19.3g/cm2