插脚镀金工艺培训教材

插脚镀金工艺培训教材

何勇强

一、插脚镀金

P C B上用镀镍来作为贵金属衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，而且能适应热压焊与钎焊的要求，唯读只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB，通常采用光镍/金镀层（也就是我们的全板镀金）。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，通常采用3-5微米。我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半光亮镍），通常要求镀层均匀细致，孔隙率低，应力低，延展性好的特点。

1.1流程

贴蓝胶带（贴蓝胶带时要自检）→压蓝胶带→切角或锣边→上板→微蚀→水洗→打磨→水洗→前活化→DI水洗→镀镍→水洗→后活化→DI水洗→镀金→水洗→吹干→下板→撕蓝胶带→氨水洗→贴红胶带→冷压→烘板→热压→过板

1.2 流程详解（材料、设备、原理、作用）

插脚镀镍金的作用是：通过电镀的方法在金手指铜面镀上镍金，以起到保护镍层并耐磨的作用。

1.2.1 贴蓝胶带和压蓝胶带：

材料：目前使用的蓝胶带为3M蓝胶带，该胶带的粘性比较小，不会有余胶，操作方便。我们以前曾经使用过日东的蓝胶带，该胶带粘性好，但是有余胶，喷锡或沉金等表面处理都容易出现板面露铜的情况，有余胶一般采取走褪膜的方法。蓝胶带要求为：结合力好，切面状况整齐，切面处有余胶少，胶带表面平整，涂胶面手感较不粘手，压板后气泡较少，操作性能好，容易拉、切、撕（如下图1）。设备：压蓝胶带机，压辊每班都要用酒精清洁，主要是清洁压辊表面的胶带碎等，防止沾附在板面或金手指上造成污染，或损伤蓝胶带造成板面上金。（如下图2）

（图1：蓝胶带，切面整齐，切面处余胶少）

原理：在非金手指区域的板面贴上蓝胶带，目的防止板面镀金。

工艺要求：胶带相交处重叠要超过2mm 。胶带贴得平整，板边不许存在明显的褶皱或空隙；以药水不是因为贴胶带不规范而藏匿在胶带中，最后吹干时胶带上面的水能够较顺利的吹走为原则。其他注意事项参考工作指示（如下图3）。

（图2：压蓝胶带机） （图3）

1.2.2 切角或锣边：

设备：切板机和锣板机。一般要求使用锣板机，原因是切角后，板角非常锋利，容易擦花板面，而锣板却可以杜绝此问题。（如图4、5）

（图4：切板角） （图5：锣板角）

作用：切断板边的连接导线，防止板边镀上金。

工艺要求：不可锣入板内或锣断工艺导线（图6），质量批量管制卡上的流程上有开V 槽的板件不可以锣掉角孔（V 槽孔）。

胶带重叠处

（图6）

1.2.3 微蚀：

材料：NPS （过硫酸钠）和50%硫酸。

原理：化学反应方程式S 2O 82-+2H ++CuO → 2SO 42-+Cu 2++H 2O ，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。

1.2.4 打磨

材料：800目 针刷。曾经使用毡刷，但是磨痕大，而且孔隙率大，对一些金手指铜面镀层不良严重的时候可以考虑使用。（图7、8）

（图7：毡刷） （图8：针刷）

原理：对铜面进行打磨，使铜面粗化，提高镍铜结合力，改善金手指的颜色。

1.2.5 前后活化

材料：50%硫酸。曾经使用物料MP49，该物料对铜面有一定的微蚀作用，当铜面清洁不良导致的结合力不好的时候使用，不过由于现在硫酸的效果也可以，该物料已经停止购买。

原理：对铜面进行简单的清洗，除去板面的氧化物，防止水洗后进入镀镍时插头部分不被氧化而影响镀层结合力作用，同时防止带进药水污染镍缸。

1.2.6 电镀镍

a ．材料：硫酸镍、镍块、硼酸、氯化镍、碳酸镍、光剂-G 、润湿剂-N

b ．原理：该系统属高速镀镍阳极为金属镍块，镀液主要组成是硫酸镍及光亮剂，由于溶液的流动是通过泵产生高速流动，使镀液中金属镍离子迅速得到补充，而金指导线

实现快速镀镍过程，镀镍的厚度是通过调整电流密度和运行速度来实现。C．镀液中各成分作用：

1）硫酸镍：为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。

2）硼酸：用来作为缓冲剂，使镀镍液的PH值维持在一定的范围内。实践证明，当镀镍液的PH值过低，将使阴极电流效率下降；而PH值过高时，由于H2的不断析出，使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高，导致Ni(OH)2胶体的生成，而Ni(OH)2在镀层中的夹杂，使镀层脆性增加，同时Ni(OH)2胶体在电极表面的吸附，还会造成氢气泡在电极表面的滞留，使镀层孔隙率增加。硼酸不仅有PH缓冲作用，而且他可提高阴极极化，从而改善镀液性能，减少在高电流密度下的“烧焦“现象。硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能。

3）CI—（氯离子）（图11）：镍阳极活化剂。因为我们现工艺采用可溶性阳极。

而镍阳极在通电过程中极易钝化，为了保证阳极的正常溶解，在镀液中加入一定量的阳极活化剂。通过试验发现，CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。在含有氯化镍的镀镍液中，氯化镍除了作为主盐和导电盐外，还起到了阳极活化剂的作用。在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中，需根据实际性况添加一定量的氯化钠。溴化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来保持镀层的内应力，并赋与镀层具有半光亮的外观。

4）光剂（MPS-G）——该添加剂的主要成份是应力消除剂，应力消除剂的加入，改善了镀液的阴极极化，降低了镀层的内应力，随着应力消除剂浓度的变化，可以使镀层内应力由张应力改变为压应力。常用的添加剂有：萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。与没有去应力剂的镍镀层相比，镀液中加入去应力剂将会获得均匀细致并具有半光亮的镀层。通常去应力剂是按安培一小时来添加的（现通用组合专用添加剂包括防针孔剂等），而我们现在是手动补加。