ENIG培训资料(沉镍浸金)
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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)
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
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。
17
昆山苏杭电路板有限公司
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℃
20
昆山苏杭电路板有限公司
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
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℃
18
昆山苏杭电路板有限公司
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
14
昆山苏杭电路板有限公司
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
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
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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昆山苏杭电路板有限公司
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℃
20
昆山苏杭电路板有限公司
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
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℃
18
昆山苏杭电路板有限公司
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
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昆山苏杭电路板有限公司
KunShan SuHang Circuit Board Co., Ltd.
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
enig
化学沉镍金部分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：1、镀层磷含量稳定，镀层组成Ni93±1% P 7±1% 。
2、适用于PCB/FPC沉镍金，FPC沉镍金时仅镍缸参数有所不同。
3、操作温度范围宽，对绿油攻击极小。
4、槽液稳定，管理简易方便，镍槽可使用自动加药装置。
5、化学镍沉积速率稳定：PCB一般为10～13um/hr，FPC一般为8～11 um/hr。
一、生产中前后制程对化学沉镍金的影响1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、化镍金前处理的刷磨：①．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。
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：
9
第二部分
沉镍金原理及工艺流程
10
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+
11
(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。
21
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。
22
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。
柔性线路板FPCENIG沉镍金工艺流程介绍
微蚀 SPS
酸洗 H2SO4
預浸 H2SO4
活化 KAT-450
化学镍 NPR-8
化学薄金 TAM-75
注:每到化学槽后都有对应的水洗槽.
沉金线体展示
1#沉金线
2#沉金线
沉金线使用UIC(上村旭光)全自动线1#线主要用于全面化学镍金 产品生产,2#线主要用于选择性化学镍金产品生产.
自动分析添加系统操作面板介绍
巡线项目
常见问题点/故 障
检查方法
故障/异常不同方式和不同位置处理方法
电磁阀开/关状 态不正确导致 目视电磁阀开/关状态 补水过大/不足
调整到正常工作位置，一般开到２/３位置， 所有 特殊情况可以根据实际情况自行调整．
电磁阀不工作 在槽内有板的提前下，目视溢流 电磁阀/ 导致不给水 口是否有水溢流
按天车不能前后故障方法处理．
巡线项 目
常见问题点/故障
检查方法
活化槽
故障/异常不同方式和不同位置处理方法
如果不能前后移动导致框不能抬出，应立即打开挂钩将 能取出的产品全部取出在水槽清洗后放在水盆中，并记 录控制面板上其他药水槽的时间，活化前的全部取出重 工，活化后的按手动操作要求将线中产品抬进/出槽生 产完，务必第一时间开始处理，不要出现在某个槽超时 的问题，取出的板子要求工艺人员处理．
±3℃ ±4℃ ±2℃
临时调整设定值，提高/减小设定值，２小时内不影响生产，第一 时间通知设备部修复． 停止进料，临时调整设定值，提高/减小设定值，线中产品适当缩 短/延长３０Ｓ生产完毕，待修复后再生产 临时调整设定值，提高/减小设定值，通知责任督导和工艺人员到 现场协助处理，工艺人员根据前面生产厚度决定适当缩短/延长时 间1-2min生产,２小时内不影响生产，第一时间通知设备部修复． 立即停止进料，临时调整设定值，提高/减小设定值，通知责任督
沉金培训教材A
工艺工程师：许华俊
沉镍金培训教材
Page 1
内容
一.概述 二.工艺参数控制 三.工艺流程简介
页数
3-5 6-7 8-11
四.生产前准备认证
五.常见缺陷及对策 六.环境控制与工业安全 七.发展展望
12
13 14-16 17
沉镍金培训教材
Page 2
一.概述
化学沉镍金是随着表面贴装技术的发展而发展出来的一种表面涂覆工艺 。现代复杂的印制板其成品的表面应具备多种作用,故在生产过程中,不仅要 求细线、小孔、平整的焊垫,同时要求良好的表面结合性、可焊性及低的接触 电阻,化学沉镍金是一种能满足大多数的组装要求的可行的表面涂层,不仅具
1.5添加药品时须带胶手套,并注意不可让药液溅至地面
沉镍金培训教材
Page 14
2.工业安全
2.1进入岗位,需要集中思想,按章操作
2.2场面保持干爽通风良好
2.3载好劳保用品,避免意外发生(手套、面罩防酸碱鞋） 2.4穿好工作服,扣紧袖口衣角,以免意外发生 2.5保养维修时应悬挂标示牌 2.6工作时,须需佩戴防护耳塞
预浸 活化 沉镍
沉金
沉金
沉镍金培训教材
Page 11
四.生产前准备验证
1.1设备保养、维修后,必须对第一缸板检查镍金厚度、颜色及结合
力,合格后方可生产准备验证
1.2更换新物料,更改工艺参数及停机超过12小时,必须对第一缸板检查镍金 厚度、颜色及结合,合格后可生产
1.3每次更换药水后,需对前面一缸的析检查厚度、颜色及结合力,合格后方
对策 延长浸泡时间 温度在 45C-55C 补充至标准浓度 温度在 28-32C 缩短至 2mil 以内 浴更新 前处理难去除 酸活化 调至 4.3-4.8 维持 88~92C 维持 10PPM 以下 加强水洗 标准范围 4.3~4.8 维持 88-92C 应在 2以上 加强循环
沉镍金培训教材
Page 1
内容
一.概述 二.工艺参数控制 三.工艺流程简介
页数
3-5 6-7 8-11
四.生产前准备认证
五.常见缺陷及对策 六.环境控制与工业安全 七.发展展望
12
13 14-16 17
沉镍金培训教材
Page 2
一.概述
化学沉镍金是随着表面贴装技术的发展而发展出来的一种表面涂覆工艺 。现代复杂的印制板其成品的表面应具备多种作用,故在生产过程中,不仅要 求细线、小孔、平整的焊垫,同时要求良好的表面结合性、可焊性及低的接触 电阻,化学沉镍金是一种能满足大多数的组装要求的可行的表面涂层,不仅具
1.5添加药品时须带胶手套,并注意不可让药液溅至地面
沉镍金培训教材
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2.工业安全
2.1进入岗位,需要集中思想,按章操作
2.2场面保持干爽通风良好
2.3载好劳保用品,避免意外发生(手套、面罩防酸碱鞋） 2.4穿好工作服,扣紧袖口衣角,以免意外发生 2.5保养维修时应悬挂标示牌 2.6工作时,须需佩戴防护耳塞
预浸 活化 沉镍
沉金
沉金
沉镍金培训教材
Page 11
四.生产前准备验证
1.1设备保养、维修后,必须对第一缸板检查镍金厚度、颜色及结合
力,合格后方可生产准备验证
1.2更换新物料,更改工艺参数及停机超过12小时,必须对第一缸板检查镍金 厚度、颜色及结合,合格后可生产
1.3每次更换药水后,需对前面一缸的析检查厚度、颜色及结合力,合格后方
对策 延长浸泡时间 温度在 45C-55C 补充至标准浓度 温度在 28-32C 缩短至 2mil 以内 浴更新 前处理难去除 酸活化 调至 4.3-4.8 维持 88~92C 维持 10PPM 以下 加强水洗 标准范围 4.3~4.8 维持 88-92C 应在 2以上 加强循环
ENIG化学镍金(基础)介绍-CAILS
– 镍缸中加速剂太多则会导致镍沉积松散，造成镍层剥 落，此时多伴镍面哑色出现（失去光泽），出现这种 情况，用拖缸板（镍板）消耗掉多余加速剂，即可重 新进行生产。
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
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
沉镍金流程
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•D、硬度高，显微硬度约为500~600HV， 400OC处理后则大于1000HV； •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
33
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，很容易产生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;
30
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。
31
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;
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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。
沉镍金品质检验培训
NG 退供应商
按流程生产
修理
标
按 流
程
全检筛选
识
生 产
四、来料检验流程
进料不良品品
反馈客户 修理、特采
修理结果 反馈客户
OK 首件生产
NG 退回客户处理
NG
五、来料检验标准
外观不干净，表面不能有油迹、脏污。
文字、绿油不能偏位，不能上PAD，渗油上PAD,影响沉金。
绿油不能有露铜，不能有显影不净，显影过度等问题。
生产板
生产部自检 不合格 可返
工 QC检查
不合格不可修 理(返工)
修理 (返工重做)
合格
出货
报废
六、过程检验
2 检验方法及要求：
2.1 每次生产首板交QC检查合格后才可以批量生产，每批2PNL。 2.2 QC在抽检中若发现产品偏离允收标准时需要退生产部处理。 2.3 QC需要按照检查项目一览表要求进行检查并做好相应的记录。 2.4 QC在检验过程中若发现处理不到的问题应该及时向上级反映。 2.5 若生产部门不能采取有效的改善措施时,QC主管可以要求其暂停生
4.2 QC检板过程中发现金镍厚度有问题必须及时反馈到生产经理和主管, 镍厚不能偏薄或过厚，金厚符合控制要求，特别是做厚要及时反馈。
（成本控制很重要）。
4.3 客户有特殊要求的则需按MI、LOT卡要求进行检查.
七、不良图例
沉金板检验图例
七、不良图例
漏铜
七、不良图例
七、不良图例
七、不良图例
七、不良图例
2. IPQC: 在制过程质量控制
3. FQC:
最终质思,主要从事品质工程的文件制定，QE是建立、分析、 完善品质控制程序的人，不会去查每一单货品；
按流程生产
修理
标
按 流
程
全检筛选
识
生 产
四、来料检验流程
进料不良品品
反馈客户 修理、特采
修理结果 反馈客户
OK 首件生产
NG 退回客户处理
NG
五、来料检验标准
外观不干净，表面不能有油迹、脏污。
文字、绿油不能偏位，不能上PAD，渗油上PAD,影响沉金。
绿油不能有露铜，不能有显影不净，显影过度等问题。
生产板
生产部自检 不合格 可返
工 QC检查
不合格不可修 理(返工)
修理 (返工重做)
合格
出货
报废
六、过程检验
2 检验方法及要求：
2.1 每次生产首板交QC检查合格后才可以批量生产，每批2PNL。 2.2 QC在抽检中若发现产品偏离允收标准时需要退生产部处理。 2.3 QC需要按照检查项目一览表要求进行检查并做好相应的记录。 2.4 QC在检验过程中若发现处理不到的问题应该及时向上级反映。 2.5 若生产部门不能采取有效的改善措施时,QC主管可以要求其暂停生
4.2 QC检板过程中发现金镍厚度有问题必须及时反馈到生产经理和主管, 镍厚不能偏薄或过厚，金厚符合控制要求，特别是做厚要及时反馈。
（成本控制很重要）。
4.3 客户有特殊要求的则需按MI、LOT卡要求进行检查.
七、不良图例
沉金板检验图例
七、不良图例
漏铜
七、不良图例
七、不良图例
七、不良图例
七、不良图例
2. IPQC: 在制过程质量控制
3. FQC:
最终质思,主要从事品质工程的文件制定，QE是建立、分析、 完善品质控制程序的人，不会去查每一单货品；
ENIG化镍金制程教育训练课件
化學鎳浸金製程概論
使用化學鎳浸金製程目的
焊墊表面平坦適合焊接 墊面接觸導通優異 具良好打線能力 高溫不氧化可作為散熱表面
Metal Finish Percent Market Share
Ratio
80 60 40 20 0
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
化鎳金製程教育訓練
ENIG Process Training
伊希特化股份有限公司
Rookwood Electrochemicals Asia Ltd.
內容大綱
表面處理概要 OMG化學鎳浸金製程特色 化學鎳浸金製程概論 化學鎳浸金製程流程 化學鎳浸金製程管理監控 前製程對化學鎳浸金製程的影響 化學鎳浸金製程常見的問題
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
OMG化鎳金標準流程
清潔
微蝕
酸浸
預浸
• 9023 水洗
• 9023SF
• •
H2SO4/H2O2 水洗
活化
Ni-P沉積
Ni-P成長
Cu
化學鎳
化鎳金反應示意圖II
Cu Ni-P Au
Au+ Au+
Ni2+
Au 沉積
Cu Ni-P
化鎳金層
藥液特性及操作條件
Acid Cleaner(酸性清潔) AC-18
作用
去除銅面上指紋、油漬及氧化物 降低槽液表面張力，以達更好之潤濕效果 不傷害綠漆及乾膜
SPS/H2SO4
丰镒化镍浸金操作及培训手册 V0.0
ver 0.0 4 /50
地 址: 深圳市寶安區沙井共和第四工業區 C2 廠房 Block No.5 jiaotang Industrial zone,xihuan Road shajing Town,Baoan District,Shenzhen,China
豐鎰贸易（深圳）有限公司
FENGYITRADING（SHENZHEN）CO.，LTD
循環量在 4～6 STO
液位計
馬座震盪器
#17
槽體材質為 PP
第一道水洗
Over flow 設計為雙連水洗
DI 水供給
DI 水進水流量計
豐鎰贸易（深圳）有限公司 FENGYI TRADING（SHENZHEN）CO. ,LTD TEL:0755-81441236 FAX:0755-81441267
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豐鎰貿易(深圳)有限公司
FENG YI TRADING (SHENZHEN) CO.,LTD
UYEMURA®化鎳浸金 操作及培訓手冊
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地址: 深圳市寶安區沙井共和第四工業共 C2 廠房 電話: 0755-81441236 傳真: 0755-81441267
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地 址: 深圳市寶安區沙井共和第四工業區 C2 廠房 Block No.5 jiaotang Industrial zone,xihuan Road shajing Town,Baoan District,Shenzhen,China
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FENGYITRADING（SHENZHEN）CO.，LTD
三、上村 ENIG 設備規格：
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。
ElectrolessNickelandImmersionGold简称ENIG化镍沉金
融温度190℃。
·热熔铅锡：线路和焊盘与孔内镀铅锡（Pb：Sn=40：60），然后在甘油浴中 也得到保护，不露铜，不少军品至今仍使用。
热熔，线路侧面
·图形镀Ni/Au。板子在图形线路上镀Ni/Au，镍金作抗蚀层。蚀刻图形后，线路、孔、焊盘覆盖Ni/Au 。但图形线路和板边上镀金浪费，在金面上印阻焊剂附着力难以保证。目前使用的产品已不多。
⑵镍层厚度3-5微米，目的防铜-金界面之间互相扩散，保证焊点可靠焊牢。 ⑶化学Ni/Au已迅速取代电镀Ni/Au。 ⑷化学镍是工艺关键，又是最大难点。 ⑸化金层通常为0.05-0.15微米。 • 3.6.3反应机理： ⑴化镍：·铜面在金属钯催化下，通过溶液中的还原剂和镍离子开始镀镍反应。
镍本身是进一步化学镀镍的催化剂，在溶液中的还原剂次磷酸钠的作用 下，化学沉镍过程会不断继续下去，直至产品在槽液中取出。 ·磷在沉积过程中同镍共镀到镀层中，化学沉镍，实际是化学沉镍磷合 金。 ⑵沉金：氧化还原反应。通过镍金置换反应在镍面上沉积上金。
沉锡在PCB表面涂覆几个品种比较中有很好的发展前景。 • 厚度：1.0±0.2微米。 • 问题：⑴经不起多次焊接，一次焊接后形成的界面化合物会变成不可
焊表面。 ⑵会产生锡须，影响可靠性。
⑶沉锡液易攻击阻焊膜，使膜溶解变色，对铜层产生倒蚀。 ⑷沉锡温度高，≥60℃，1微米锡层需沉十分钟。 • 改良：在沉锡液中加入有机添加剂，使锡层结构呈颗粒状，克服了锡 须，锡迁移问题，热稳定性亦好。 • 使用：有的客户指定，用沉锡镀层，比无铅喷锡层平坦。通信母板适用。 沉锡后板子应存放在良好的房间中，在存贮有效期内使用。
求高。
9
3.5 电镀镍金
• 流程：除油-微蚀-酸洗-纯水洗-镀镍-纯水洗-镀金-回收金-水洗 • 镀层类型：
enig 处理工艺
enig 处理工艺
enig处理工艺（ElectrolessNickelImmersionGold）是一种在PCB表面上制造金属镀层的常见工艺。
这种工艺的目的是提供一个保护性金属层，以保护PCB电路板免受环境的损害。
enig处理工艺通常包括以下步骤：首先，对PCB表面进行清洁和脱脂操作，以去除任何可能存在的污垢和油脂。
然后，将PCB浸泡在一种含有镍盐和还原剂的溶液中，这些物质会使镍从溶液中沉积在PCB表面上。
接下来，将PCB转移到另一个溶液中，其中含有一种称为“浸金”的化学物质。
这种化学物质使金从溶液中沉积在镍层上。
enig处理工艺的主要优点是提供了一个平整、均匀、耐腐蚀的金属层，同时保持PCB表面的精度和平整度。
这种工艺也提高了PCB 的可靠性和耐久性，因为金属层可以保护电路板免受氧化和腐蚀。
此外，enig处理工艺还提供了一个可靠的焊接和连接表面，因为金属层具有良好的可焊性和可连接性。
然而，enig处理工艺也有一些缺点。
例如，这种工艺的成本相对较高，因为需要使用多种化学物质和设备。
此外，这种工艺还需要非常严格的控制和监测，以确保每一块PCB的镍和金层都达到规定的厚度和均匀度。
总的来说，enig处理工艺是一种在PCB制造中广泛应用的技术，它提供了许多优点和一些挑战。
随着技术的不断发展和改进，enig
处理工艺将继续在PCB制造中扮演重要角色。
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用过的拖缸板必须在前处理磨板，去除表面污 迹后才能使用，并且在再次使用时不能进入活 化槽，直接活化后水洗进入镍槽即可。
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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15
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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“
精品文档
工艺流程介绍
水平前处理线作用：
通过物理与化学方法清除板面的氧化 与异物，达到清洁板面的作用。
化金前处理线可分为三段：
第一段：化学处理，即微蚀，用来清除因 防焊烤板造成的铜面过度氧化。
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6
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KunShan SuHang C刷磨，用物理方法清除化学方法难以清 除的铜面异物。
2.刷板时要注意控制刷板次数，如果无特殊
要求，不可多次刷板精，品文避档 免刷伤防焊。
8
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第三段：水洗烘干 水洗烘干注意事项：
1.检查水洗后烘干效果。 2.检查水洗段喷嘴有无
堵塞。 3.水洗与烘干段之吸水
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2
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原理简要说明
一、沉镍金的作用
通过化镍沉金，在铜面上形成一层平坦的、 抗氧化的、可焊性良好、可靠度高的镀层， 作为各种SMT焊垫的可焊表面。
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3
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沉金站常见异常
化金前处理线
问题描述
原因
微蚀过度 1、微蚀温度过高；
2、NaPS浓度过高；
铜面粗糙 1、显影不净；
2、烘板不干氧化；
解决方法
1、控制调整温度在 范围内；
2、控制调整NaPS浓 度在范围内；
1、前工序改善，磨 板；
2、调节烘干段温度；
3、酸浸缸浓度严重 3、调节酸缸浓度；
偏低；
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29
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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20
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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（78～84℃）还原剂（如次磷酸钠NaH2PO2 等）的作用，针对已活化的待镀金属表面，即 可持续进行『镍磷合金层』的不断沉积。
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药水参数
主要项目 Au含量 TKK-51
PH 时间 温度
工艺范围 0.8– 1.5 g/l 80-120 mL/L
4.8－5.5 5′-8′
70 – 90 ℃
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换槽标准： Cu2+大于100ppm
若Cu2+大于换槽标准不换槽，会引起渗镀， 严重的导致报废。
若所做板易渗镀，在调整活化槽参数的同时可 以考虑将活化后第一道水洗配成稀酸(3%)。第 二道水洗延时，但总水洗时间不要超过4分钟， 否则易出现漏镀。
若所做板易漏镀，可以通过调整活化槽的参数 来改善做板效果。
常见问题处理
问题描述
原因
解决方法
1、镍层磷含量高
1、提高Ni缸活性
3、金厚不足
2、金缸温度太低 3、金缸pH值太高
2、提高温度 3、降低pH值
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问题描述 4、渗镀
原因
解决方法
1、残铜
1、前工序处理
易导致金面色差。
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工艺流程介绍
2、微蚀
微蚀的目的在于增加铜表面的粗糙度，清除前工 序遗留残渣，保持铜面新鲜，增加化学镀镍层与 铜面的的结合力。
参数控制：
主要项目
工艺范围
NaPS
50-90ml/l
二、流程介绍
工艺流程介绍
化金流程前后共分三段，分别为：
1、水平前处理 2、化学镍金 3、化金后处理
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4
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化金前处理线
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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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沉镍金
问题描述
原因
1、金厚太厚或太薄
常见问题处理
解决方法
1.调整金缸参数
2、沉金后多次热冲击 2.出货前用酸洗 1、可焊性差
3、最终水洗不干净
3.更换水洗缸
4、镍缸超过4MTO
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4.保持<4生产量
反应机理过程：
2H2PO2+Ni 2+ +2H2O
2H2PO3+H2↑+2H++NiP 其中精N品i文P档合金即为镍磷合金层2。1
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特别项目说明
镍缸新开缸时： 挂5块（18“×24”或相当尺寸磨板后的拖缸板, 延时15min～30min； 之后接着挂生产板，进入 正常生产阶段。
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7
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化金前处理刷磨段控制参数： 1.刷轮目数:通常为1000#和1200#。 2.刷磨电流:根据不同的板面状况设定不同的电 流。
化金前处理刷磨段注意事项：
1.每班要求做整刷，刷幅要求为8-12mm,刷痕成 平行线状。
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沉金
原理介绍：
镍面上浸金是一种置換反应。当镍浸入 含Au（CN）2的溶液中，立即受到溶液的浸 蚀释放出2个电子，释放出的电子立即被Au （CN）2 所获得而迅速在镍层上析出一层 薄金，防止镍层被氧化，在焊接时有良好 的焊接性。
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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
H2SO4 时间 温度
40~60ml/l 50“~ 1’10”
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金缸注意事项： 实际测量温度与控制显示温度是否差异铜离子和 镍离子化验分析含量是否超标，如果金槽铜离子 含量过高，可能会引起金面发红并且影响可焊性。
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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。
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“
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工艺流程介绍
水平前处理线作用：
通过物理与化学方法清除板面的氧化 与异物，达到清洁板面的作用。
化金前处理线可分为三段：
第一段：化学处理，即微蚀，用来清除因 防焊烤板造成的铜面过度氧化。
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KunShan SuHang C刷磨，用物理方法清除化学方法难以清 除的铜面异物。
2.刷板时要注意控制刷板次数，如果无特殊
要求，不可多次刷板精，品文避档 免刷伤防焊。
8
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第三段：水洗烘干 水洗烘干注意事项：
1.检查水洗后烘干效果。 2.检查水洗段喷嘴有无
堵塞。 3.水洗与烘干段之吸水
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原理简要说明
一、沉镍金的作用
通过化镍沉金，在铜面上形成一层平坦的、 抗氧化的、可焊性良好、可靠度高的镀层， 作为各种SMT焊垫的可焊表面。
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沉金站常见异常
化金前处理线
问题描述
原因
微蚀过度 1、微蚀温度过高；
2、NaPS浓度过高；
铜面粗糙 1、显影不净；
2、烘板不干氧化；
解决方法
1、控制调整温度在 范围内；
2、控制调整NaPS浓 度在范围内；
1、前工序改善，磨 板；
2、调节烘干段温度；
3、酸浸缸浓度严重 3、调节酸缸浓度；
偏低；
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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（78～84℃）还原剂（如次磷酸钠NaH2PO2 等）的作用，针对已活化的待镀金属表面，即 可持续进行『镍磷合金层』的不断沉积。
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药水参数
主要项目 Au含量 TKK-51
PH 时间 温度
工艺范围 0.8– 1.5 g/l 80-120 mL/L
4.8－5.5 5′-8′
70 – 90 ℃
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换槽标准： Cu2+大于100ppm
若Cu2+大于换槽标准不换槽，会引起渗镀， 严重的导致报废。
若所做板易渗镀，在调整活化槽参数的同时可 以考虑将活化后第一道水洗配成稀酸(3%)。第 二道水洗延时，但总水洗时间不要超过4分钟， 否则易出现漏镀。
若所做板易漏镀，可以通过调整活化槽的参数 来改善做板效果。
常见问题处理
问题描述
原因
解决方法
1、镍层磷含量高
1、提高Ni缸活性
3、金厚不足
2、金缸温度太低 3、金缸pH值太高
2、提高温度 3、降低pH值
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问题描述 4、渗镀
原因
解决方法
1、残铜
1、前工序处理
易导致金面色差。
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工艺流程介绍
2、微蚀
微蚀的目的在于增加铜表面的粗糙度，清除前工 序遗留残渣，保持铜面新鲜，增加化学镀镍层与 铜面的的结合力。
参数控制：
主要项目
工艺范围
NaPS
50-90ml/l
二、流程介绍
工艺流程介绍
化金流程前后共分三段，分别为：
1、水平前处理 2、化学镍金 3、化金后处理
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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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沉镍金
问题描述
原因
1、金厚太厚或太薄
常见问题处理
解决方法
1.调整金缸参数
2、沉金后多次热冲击 2.出货前用酸洗 1、可焊性差
3、最终水洗不干净
3.更换水洗缸
4、镍缸超过4MTO
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4.保持<4生产量
反应机理过程：
2H2PO2+Ni 2+ +2H2O
2H2PO3+H2↑+2H++NiP 其中精N品i文P档合金即为镍磷合金层2。1
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特别项目说明
镍缸新开缸时： 挂5块（18“×24”或相当尺寸磨板后的拖缸板, 延时15min～30min； 之后接着挂生产板，进入 正常生产阶段。
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化金前处理刷磨段控制参数： 1.刷轮目数:通常为1000#和1200#。 2.刷磨电流:根据不同的板面状况设定不同的电 流。
化金前处理刷磨段注意事项：
1.每班要求做整刷，刷幅要求为8-12mm,刷痕成 平行线状。
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沉金
原理介绍：
镍面上浸金是一种置換反应。当镍浸入 含Au（CN）2的溶液中，立即受到溶液的浸 蚀释放出2个电子，释放出的电子立即被Au （CN）2 所获得而迅速在镍层上析出一层 薄金，防止镍层被氧化，在焊接时有良好 的焊接性。
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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
H2SO4 时间 温度
40~60ml/l 50“~ 1’10”
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金缸注意事项： 实际测量温度与控制显示温度是否差异铜离子和 镍离子化验分析含量是否超标，如果金槽铜离子 含量过高，可能会引起金面发红并且影响可焊性。
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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。