化学镍金制程分析
化学镍金工艺的介绍
• 作用1、提供氰化金离子来源，在镍面置换（离子化趋势镍>金） 沉积出金层
• 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)
更换镀液 检讨杂质来源
缩短水洗时间 增加水洗槽进水量
露铜
架桥（渗镀）
漏镀
镀层表面粗糙
针孔
析出速度太慢
镍镀液混浊பைடு நூலகம்
析出保护装置的电流太高
Ni槽pH值起伏太大
镍消耗量太大或镍浓度无法维持
• 负载过高或药液补充太慢 • 1、检查及调整补充装置 • 2、延长滴水时间 • 3、检查管路是否泄漏等
活化
• 主成份 硫酸钯 硫酸 • 作用 1、在铜面置换（离子化趋势Cu>Pd）上一层钯，以作为化
学镍反应之触媒
• 反应 • 阳极反应 Cu--Cu2+ + 2e-（E0 = -0.34V） • 阴极反应 Pd2+ +2e- → Pd(E0=0.98V) • 全反应 Cu + Pd2+ → Cu2+ + Pd
Ni浓度及pH对Ni/P的晶粒大小的影响
Ni浓度及pH对Ni/P析出速度的影响
置换金
• 注意pH及防止Cu,Fe,Ni污染 • 回收槽需定时更新 • 10um P.P.滤芯连续过滤，循环量3-4次/小时
线外水洗及烘干
• 水质要好，确实烘干，等板子冷却后才可叠板。
化学镍金工艺介绍
化学镍金工艺应知应会
苏州市三生电子有限公司
前言
1、制程介绍 2、药水简介 3、制程管制 4、异常改善 5、保养事项
苏州市三生电子有限公司
制程特征 1、在阻焊之后进行选择性镀镍/金，采取挂篮式作业，无须通电 2、单一表面处理即可满足多种组装城城需求，具有可焊接、可接触导通、
可打线、可散热等功能 3、板面平整、SMD焊垫平坦，适合于密距窄垫的锡膏熔焊。
内置干燥剂。
镍与铜镀层密著不良原因 Nhomakorabea对策绿油残渣附着于铜面
显影后水洗不良
检讨前制程与加强清洁剂，微蚀，磨刷或喷砂 同上
绿油溶入镀液 铜表面氧化没完全去除
1、更换镀液 2、检讨绿油特性，后烧烤条件及前处理流程
加强前处理流程（磨刷是、清洁剂、微蚀等）
微蚀或活化后水洗时间过长
缩短水洗时间 增加水洗槽进水量
前处理机台保养
• 水洗槽定期清洗 • 传送滚轮定期清洗 • 滤芯、滤网定期清洗或更换 • 传动轴上油 • 喷嘴清洗，水洗，风刀 • 药水成份分析补充或更换 • 刷轮定期更换
化金线保养
• 水洗槽清洗 • 管路定期清洗：进水管，过滤筒，循环管等 • 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 • 镍槽防析出装置检查 • 添加系统检查清洁 • 排气设备检查 • 挂架保养或更新 • 硝酸槽及管路管阀检查
• 谢谢
活化
• 主成份 硫酸钯 硫酸 • 作用 1、在铜面置换（离子化趋势Cu>Pd）上一层钯，以作为化
学镍反应之触媒
• 反应 • 阳极反应 Cu--Cu2+ + 2e-（E0 = -0.34V） • 阴极反应 Pd2+ +2e- → Pd(E0=0.98V) • 全反应 Cu + Pd2+ → Cu2+ + Pd
化镍金生产流程及工艺简介
化镍金生产流程及工艺简介目前PCB业界流行的表面处理制程有喷锡、抗氧化（OSP）、电镍金、化镍金、化银、化锡等几种。
化镍金（ENIG=electroless nickel and immersion gold）制程主要应用于笔记本电脑主板、各种电脑内存条、声卡、显卡、路由器、手机板、数码相机主板、各种存储块以及摄相机等高难度线路板的制造。
化镍金制程优点1、表面平坦；2、可焊接，可打线；3、可接触导通；4、可散热（高温不氧化）；5、可耐多次回流焊。
几种PCB表面处理对比化镍金流程简介1、一般化镍金流程：水平前处理→上料→除油→水洗→水洗→微蚀→水洗→水洗→酸洗→纯水洗→纯水洗→预浸→活化→纯水洗→纯水洗→纯水洗→化学镍→纯水洗→纯水洗→化金→回收→纯水洗→纯水洗→下料→洗板→检板2、厚化金流程水平前处理→上料→除油→水洗→水洗→微蚀→水洗→水洗→酸洗→纯水洗→纯水洗→预浸→活化→纯水洗→纯水洗→纯水洗→化学镍→纯水洗→纯水洗→预浸金→厚化金→回收→纯水洗→纯水洗→下料→洗板→检板化镍金各工序原理及说明1、水平前处理通过水平前处理将铜面的过度氧化及污染，以机械法和化学法相结合的方法去除，协助清洁能力不太强的除油槽，使后续的沉镍金得以顺利进行。
常见的方法有微蚀+尼龙磨刷，微蚀+喷砂，纯微蚀水平前处理等等。
2、除油去除铜面轻微氧化及污染,降低槽液的表面张力,使药水在对象表面扩张,达到浸润的效果。
除油剂一般为有机酸型，容易滋生霉菌，保养时要注意槽壁的清洗。
由于含有界面活性剂，因此其后的第一道水洗不开打气或轻微开打气，槽液本身更无需空气搅拌，防止气泡过多不易清洗。
除油槽液要求充分的循环过滤，避免出现浑浊现象。
CuO +2 H+ →Cu2++ H2O3、微蚀去除铜面氧化，使铜表面微粗化，并化学镍层保持良好的结合力。
NaS2O8 + H2O → Na2SO4 + H2SO5H2SO5 + H2O → H2S O4 + H2O2H2O2 + Cu → CuO + H2OCuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O为了保持比较稳定的微蚀速率，溶液中的铜离子一般要求控制在3-20g/l，因此在配新槽时需要保留1/5-1/3的母液，或添加适量的硫酸铜。
化学镍金工艺探讨
∙化学镍金工艺探讨∙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。
目前尚无其它的工艺可与之抗衡。
但该制程不好做已时日已久，问题常常出现且不易重工，问题的解决须从源头开始。
对此，本人将工作过程中遇到的品质问题同业界前辈探讨一下。
首先从化学镍金的反应机理入手。
一、化镍镍盐：以硫酸镍为主，也有氯化镍、乙酸镍还原剂：次磷酸二氢钠，NaH2PO2反应机理：说明：①次磷酸二氢钠的次磷酸根离子水解并氧化成磷酸根，同时放出两个活性氢原子吸附在铜底钯面上。
②镍离子在活化钯面上迅速还原镀出镍金属。
③小部分次磷酸根在催化氢的刺激下，产生磷原子并沉积在镍层中。
④部分次磷酸根在催化环境下，自己也会氧化并生成氢气从镍面上向外冒出。
∙二、化金当PCB板面镀好镍层放入金槽后，其镍面即受到槽液的攻击而溶出镍离子，所抛出的两个电子被金氰离子获得而在镍面上沉积出金层。
反应机理：Ni→Ni2+2eAu(CN)2-+e→Au+2CN-由此可知，一个镍原子溶解可获得两个金原子的沉积，又因金层上有许多疏瓦，故表面虽已盖满了金层，但仍可让疏孔的镍面溶解而继续镀出金层，只是速度越来越慢而已。
其次，化学镍金各流程的管控。
一、前处理。
1．刷磨：使用高目数的尼龙刷（1000-1200目）对板面进行轻刷（刷磨电流2.0±0.2A）除去访垢和氧化物.在刷磨后接板时必须戴干净的手套避免接触成型线内的待镀区,以免后续做板出来后板面上有花斑。
2．去脂：去徐油脂及有机物，只能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性碱液显影的防焊漆而溶出碳份污染槽液。
3．微蚀：通常只咬铜30-40µm即可，如果发现有星点露铜现名象，很可能为湿膜制程之显影不洁或显影后水洗不净造成。
此时可适当延长微蚀时间以便除之。
4．酸洗：去除微蚀生成的铜盐。
化学镍金工艺介绍
化学镍金工艺应知应会
苏州市三生电子有限公司 前言
1、制程介绍 2、药水简介 3、制程管制 4、异常改善 5、保养事项
苏州市三生电子有限公司 制程特征 1、在阻焊之后进行选择性镀镍/金，采取挂篮式作业，无须通电 2、单一表面处理即可满足多种组装城城需求，具有可焊接、可接触导通、 可打线、可散热等功能 3、板面平整、SMD焊垫平坦，适合于密距窄垫的锡膏熔焊。
原因
铜层针孔 对策
改善镀铜，蚀刻等制程
镀镍时绿油溶出
检讨绿油特性，后烤条件及前处理流程
微蚀过度
调整至正确操作温度，浓度，时间等
金与镍镀层密着不良
原因 对策
金属尤其是Cu或有机杂质 （绿油等）混入Au镀液中
Ni槽有机污染（绿油等） 镀镍后水洗时间过长
1、更换镀液 2、检讨杂质来源
更换镀液 检讨杂质来源 缩短水洗时间 增加水洗槽进水量
化学镍
• 作用：在活化后的铜面镀上一层Ni/P合金，作为阻绝金与铜之间 的迁移(Migration)或扩散(Diffusion)的屏蔽层。 • 主成份：1、硫酸镍---提供镍离子 • 2、次磷酸二氢钠---使镍离子还原为金属镍 • 3、络合剂--形成镍络合离子，防止氢氧化镍及亚磷酸镍生 成，增加药水稳定性，pH缓冲 • 4、pH调整剂--维持适当pH • 5、稳定剂--防止镍在胶体粒子或其他微粒子上还原 • 6、添加剂--增加被镀物表面的负电位，使启镀容易及增加 还原效率
Ni/P晶粒随镀镍时间增大
Ni浓度及pH对Ni/P的晶粒大小的影响
Ni浓度及pH对Ni/P析出速度的影响
置换金
• 注意pH及防止Cu,Fe,Ni污染 • 回收槽需定时更新 • 10um P.P.滤芯连续过滤，循环量3-4次/小时
化学镍金工艺制程简介及生产注意事项及改善方案
阳极反应Cu →Cu2++ 2 e阴极反应Pd2+ + 2 e-→ Pd 全反应Cu + Pd2+ → Cu2+ + Pd
11
化学镍
功能:在活化后的铜面镀上一层 合金,作为 功能 在活化后的铜面镀上一层Ni/P合金 作为阻绝金与铜之间 在活化后的铜面镀上一层 合金 作为阻绝金与铜之间 迁移（ 迁移（Migration）或扩散（Diffusion）的障蔽层 ）或扩散（ ）的障蔽层. 主成份 :(1)硫酸镍 -提供镍离子. 硫酸镍 (2)次磷酸二氢钠 -还原剂,使镍离子还原为金属镍. 次磷酸二氢钠 (3)错合剂 -形成镍错离子,防止氢氧化镍及 错合剂 亚磷酸镍生成,增加浴安定性,缓冲pH变动. (4)pH调整剂 -维持适当pH. 调整剂 (5)安定剂 -防止镍在胶体粒子或其他微粒子上还原. 安定剂 (6)添加剂 -增加被镀物表面的负电位,使启镀 添加剂 容易及增加还原效率.
镍槽生产中的注意事项
控制槽液循环量在一个适当的范 围，须将过滤机进出口阀都置于 “半开状态”。 半开状态”
6.
√
√
7.若需要切换槽位，须按要求重设镍 7.若需要切换槽位， 若需要切换槽位 自动添加装置相关参数， 自动添加装置相关参数，并调节 切换自动补充管路对应的“ 切换自动补充管路对应的“四个 阀门” 阀门”。 8. 移槽后如果出现镍浓度低于4.8g/L的状况，不能使用自动添加，具体手动 移槽后如果出现镍浓度低于4.8g/L的状况 不能使用自动添加， 4.8g/L的状况， 补充步骤如下： 补充步骤如下： 计算需要添加的CG CG的量A=(设定值-分析值） 镍槽体积/100(L) A=(设定值 计算需要添加的CG-1556 A的量A=(设定值-分析值）*镍槽体积/100(L) 计算需要添加的CG CG的量M=A*140/45(L) 计算需要添加的CG-1556 M的量M=A*140/45(L) 手动添加A 手动添加A和M
PCB化镍金工艺制程介绍PPT 共61页
• SMT • Thermalsonic Bonding-Au線 • Ultrasonic Bonding-Au線 • Ultrasonic Bonding-Al線
1 ~ 3 μ” 5 ~ 20μ” 1.2 μ” -------
脫脂 微蝕 酸洗 預浸 活化 化學鎳 浸鍍金 厚金
化 學 Ni/Au 製 程
a)改善前處理流程(微蝕,清潔劑,刷磨)
3) 鎳槽液有機污染(清潔劑等) 4) 鎳槽攪拌太弱
a)更新鍍液 b)檢討雜質來源
a)增加攪拌及擺動速度 b)使用Cylinder Shock裝置
Ni/P 晶粒隨鍍鎳時間增大
0min
2min
7min
15min
30min
60min
Ni濃度及pH對Ni/P 的晶粒大小的影響
Ni = 4g/L Ni = 5g/L pH = 4.4
pH = 4.8
註) 以上照片, Ni 厚度皆控制於約 5 μm.
Ni濃度及 pH對Ni/P析出速度的影響
析出速度 [μm/hr] 析出速度 [μm/hr]
製程特徵
1.在綠漆之後施行選擇性鍍鎳/金, 採掛籃式作業, 無須通電.
2.單一表面處理即可滿足多種組裝須求. 具有可焊接、可接觸導通、可打線、 可散熱等功能.
3.板面平整、SMD焊墊平坦, 適合於密距窄墊的鍚膏熔焊.
化Ni/Au 板鍍層厚度須求
Ni/P 層 : 80 ~ 350 μ”
Au 層 :
a)活化液更新 b)檢討活化液的加熱方式，循環過
濾及使用稀硫酸添加等
a)手動分析Ni/pH並做調整 b)檢查補充量 c)檢查及調整控制與補充裝置
a)調整至正常操作溫度
a)檢查及調整刷壓
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
化学镍钯金制程 PPT
Ni：KG-535
2
1.5
①
②
③
④
Test Condition
BGA LAND
0.4mm
Solder Ball
0.4mmΦ Sn-Ag3.0-Cu0.5
Flux
Rosin Flux
Probe
0.5mm
Test Speed
300μm/s
Heat
300℃
1
As deposit reflow X5
在老化后化学镍钯金可以得到较佳的锡球推力
16
钯金层建议厚度
打线
建缓冲区域
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
厚度 (um)
打线
建议厚度
缓冲区域
金
上锡
建议厚度
缓冲区域
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
厚度 (um)
17
化学镍金制程 ⇒ 较差上锡性 ⇒ 较差打线能力
在镍金层中间形成钯层
钯层变成阻挡层显示出以下的影响 1、在镍层不会有腐蚀的现象 2、镍层空气不会发生 3、部会生成富磷层 4、IMC 层较化学镍金薄 5、镍的热扩散层不会发生在金层表面
化学镍钯金制程
清洁
活化
化学镍
化学钯
化学金
KG 制程
酸性 KG-511 KG-512
碱性 KG-510
盐酸
KG-522
低比例盐酸
KG-529
硫酸
KG-527
中磷
KG-530 KG-531
无铅
KG-537
中高磷
KG-535 KG-536 ＫＧ-539
表面处理之化学镍金制程讲解.
程
控制范围 80-120ml/L 清洁无杂质 清洁无杂质 80-120g/L 2-5% 清洁无杂质 8-12% 清洁无杂质 80-120ml/L 建浴用
控 制------操作及控制参数表
温度 35±5℃ 室温 45±5℃ 27±2℃ 室温 室温 室温 室温 时间 1-3min 60-90sec 60sec 1-2min 30-60sec 30-60sec 30-60sec 30-60sec 添加溢流表 20ml/m2 8L/min 不需 30g/m2 5L/min 20ml/m2 5L/min 20ml/m2 更槽频率 Cu2+>7g/L 一次/日 一次/班 Cu2+>15g/L 一次/日 一次/3日 一次/日 一次/日 分析频率 一次/班 不需 不需 一次/班 不需 一次/日 不需 一次/日 机器动作 振动 空气搅拌 不需 空气搅拌 空气搅拌 不需 空气搅拌 不障名称 可能原因分析 1.Ni2+含量太低. 2.NaH2PO2太低. 3.PH值太低. 4.温度太低. 5.循环不够. 1.脱脂时间不够. 2.水洗不良. 3.前处理不够. 4.反应过剧（镍缸）. 5空气.搅拌中有杂质. 解决方法 1.分析调整. 2.分析调整20-25g/L. 3.分析调整4.6-5.2. 4.温度升至81±3℃. 5.检查阀门、管道、过滤机. 1.加长脱脂时间200-300秒内. 2.加长水洗时间，保持清洁. 3.加强前处理磨刷次数. 4.降低镍缸活性. 5.每周清洁空气滤芯. 1.分析调整到50±5ppm. 2.分析调整到100±20ml/L. 3.显示温度与实际温度相符 （25±3℃）. 4.检查时间并相应延长. 5.水洗时间不可太长，相应调整. 6.提升镍槽活性. 预防措施 1.检查自动添加机管道，各藥水是否添加正 常，并要求化验校正，操作员必须每小时巡 查1次自动添加机. 2.温度显示值与实际值必须相等. 3.检查循环装置是否有堵塞现象. 1.检查更换频率及添加量. 2.按照要求更换并保持溢流. 3.有来料之污染程度进行调节. 4.调整药水时注意做到少量多次添加. 5.保持滤芯及管道之清洁度. 1.按照生产面积定时定量添加. 2.化验后稀释，检查预浸滴水时间. 3.每日测量并校正，标准25-28℃为佳. 4.发现此类问题时，活化时间可延长到34min. 5.保持水洗清洁度，以免Pd后钝化. 6.镍沉积速率保持在6-8u″为佳. 1.加强进料检验及点检各槽是否在管控范围. 2.以磨刷速度和压力进行调节. 3.在未作业时间加以循环过滤，温度在70℃ 以下. 4.从前处理着手，检验铜面光亮无点状粗糙 为佳. 5.按照生产面积定时定量添加，并要求化验 准确. 沉积速率 太低
化学镍金技术资料
機密等級: 普日期: 2003/05/01化學鎳NPTH孔處理流程1.前言由於NPTH孔(定位孔/工具孔)經過化學銅後,孔內吸附了膠體鈀,在蝕銅後鈀仍殘留在孔內。
鈀爲化學鎳的啓始催化劑,從而使NPTH孔內上鎳金。
爲了杜絕此現象的發生,特建議如下解決方法:解決方法一: 鑽二次孔(二次孔不經PTH)。
解決方法二: 採用硫脲或其他廠商專用的鈀抑制劑(其也爲一種硫化物,可使孔內鈀生成PdS,PdS不溶于酸和水)來毒化NPTH孔內的殘留的膠體鈀。
2.流程負片流程: 化學銅(鈀)→一次銅→D/F→二次銅錫/鉛→蝕銅→鈀抑制劑→剝錫鉛→化學鎳金正片流程: 化學銅(鈀)→全板鍍厚銅→D/F→蝕銅→鈀抑制劑→剝D/F→化學鎳金3.說明方法一: 鑽二次孔成本較高,並且容易造成刮傷。
方法二: 鈀抑制劑使孔內鈀毒化,採用噴淋,連續生産成本低,同時可使線路邊上因殘留蝕銅柱角而産生的“滲鍍”得到改善。
4.建議廠商專密配方的鈀抑制劑比普通硫脲效果好,同時比二次鑽孔成本低,並可使滲鍍不易發生,不易造成刮傷,建議使用鈀抑制劑。
機密等級: 普日期: 2003/05/01 化學鎳金前處理﹑后處理流程一﹑前處理流程功能﹕經過前處理﹐使鍍銅表面保持清潔﹐去除銅面氧化以及殘膜等雜物﹐保持銅面平整以減少或避免化學鎳金后之不良板的產生。
流程﹕放板→噴淋酸性脫脂→高壓噴淋水洗→噴淋微蝕→高壓噴淋水洗→磨刷(上下各兩組)→高壓噴淋純水洗→超音波純水洗→吹干→烘干→空調冷卻→收板備注﹕1.磨輪﹕材質為硬尼龍前上下800-1000＃后上下1000-1200＃2.左右擺動頻率﹕ 120來回/min以上3.擺幅±0.5〞/來回二﹑后處理流程功能﹕防止化學鎳金后由于水洗不淨而導致金面氧化。
流程﹕放板→噴淋活化酸洗→高壓噴淋純水洗→噴淋抗氧化→噴淋高厭純水洗→超音波純水洗→吹干→烘干→空調冷卻→收板機密等級: 普日期: 2003/05/01 化學鎳/金 (Electroless Nickel & Immersion gold) 製程及控制要點一. 特色1. 在綠漆之後施行選擇性鍍鎳/金, 採掛籃式作業, 無須通電.2. 單一表面處理即可滿足多種組裝須求.集可焊接、可接觸導通、可打線、可散熱等功能於一身.3. 板面平整、SMD焊墊平坦, 適合於密距窄墊的鍚膏熔焊.二.作用及反應式1. 酸性清潔劑 AC-10主成份 (1) 硫酸(2) 潤溼劑(非離子界面活性劑)作用 (1) 去除銅面輕微氧化物及污物.(2) 降低液體表面張力,將吸附於銅面之空氣排開,使藥液在其表面擴張, 達潤溼效果.反應式CuO + 2 H+→ Cu2+ + H2O2Cu + 4H+ + O2→ 2Cu2+ + 2H2O2. 微蝕主成份 (1) 過硫酸鈉(2) 硫酸作用 (1) 去除銅面氧化物.(2) 銅面微粗化,使與化學鎳鍍層有良好的密著性.機密等級: 普日期: 2003/05/01 反應式Na2S2O8+ H2O → Na2SO4+ H2SO5H2SO5+ H2O → H2SO4+ H2O2H2O2+ Cu → CuO + H2OCuO + H2SO4→ CuSO4+ H2O3. 酸洗主成份 (1) 硫酸作用 (1) 去除微蝕後的銅面氧化物.反應式CuO + H2SO4→ CuSO4+ H2O4. 預浸(CP-41P)主成份 (1) 氯化氨作用 (1) 維持活化槽中的酸度.(2) 使銅面在新鮮狀態(無氧化物)下,進入活化槽.反應式CuO + H2SO4→ CuSO4+ H2O5. 活化(CA-41)主成份 (1) 氯化鈀(2) 氯化氨作用 (1) 在銅面置換上一層鈀,以作為化學鎳反應之觸媒.反應式Cu → Cu2+ + 2 e-Pd2+ + 2 e- → Pd機密等級: 普日 期: 2003/05/01Cu + Pd 2+ + 2NH 4Cl → Cu(NH 3)2Cl 2 + Pd + 2H + 6. 化學鎳(EN-51) 主成份 (1) 硫酸鎳 (2) 次磷酸二氫鈉 (3) 錯合劑(4) pH 調整劑(氫氧化鈉) (5) 安定劑 作用 (1) 提供鎳離子.(2) 使鎳離子還原為金屬鎳.(3) 與鎳形成錯離子,防止氫氧化鎳及亞磷酸鎳沉澱,增加浴安定性,pH 緩衝. (4) 維持適當pH.(5) 防止鎳在膠體粒子或其他微粒子上還原. 反應式3NaH 2PO 2＋3H 2O ＋3NiSO 4熱觸媒→3Na 2HPO 3＋3H 2SO 4＋2H 2＋3Ni ° 2H 2PO 2－＋Ni ＋＋＋2H 2O →2HPO 32－＋H 2↑＋2H ＋＋Ni ° Ni ＋＋＋H 2PO 2－＋H 2O →Ni °＋HPO 32－＋3H ＋H 2PO 2－＋H 2O 熱觸媒→ H ＋＋HPO 32－＋2H adsNi ＋＋＋2H ads －→Ni °＋2H ＋ 2H ads －→H 2↑H 2PO 2－＋H 2O 熱觸媒→2H 2PO 3－＋H 2↑H 2PO 2－＋H ads －→H 2O ＋OH － ＋P3 H 2PO 2－熱觸媒→H 2PO 32－＋H 2O ＋2OH －＋2PH 2PO 2－ads ＋OH －ads －→H 2PO 3－ads ＋H ads ＋e 或 H 2PO 2－ ＋H 2O ads －→H 2PO 3－ads ＋H ＋＋e H ＋＋e ⇔H H ＋H ⇔H 2↑Ni ＋＋H 2O ⇔NiOH ＋ads ＋H ＋機密等級: 普日期: 2003/05/01 NiOH＋ads＋2e→Ni°＋ OH－H2PO2－ads＋e→P＋2OH－H2PO2－ads＋2H＋e－→P＋2H2O7. 浸鍍金主成份 (1) 檸檬酸(2) 金氰化鉀作用 (1) 防止鎳面鈍化(保持在可溶解狀態)以沉積出金層.反應式Ni →Ni2+ + 2 e-Au(CN)2- + e- → Au + 2 CN-Ni + Au(CN)2-→ Ni2+ + Au + 2 CN-三. 製程控制要點:1.剝Sn/Pb線路上Sn/Pb須完全剝離.2.綠漆(1)選擇耐化性良好的綠漆.(2)印綠漆前銅面適當的粗化及避免氧化.(3)適當的厚度,稍強的曝光能量及降低顯像後的側蝕.(4)顯像後充分的水洗,避免任何顯像液在銅面殘留.(5)使用較低的硬化溫度.3.刷磨或Pumice處理使用 #1000 刷輪輕刷,注意刷幅及水壓, 避免銅粉在板面殘留.4.掛架PVC樹脂或TEFLON 包覆,破損時須重新包覆.機密等級: 普日期: 2003/05/01 定時將掛架上沉積的鎳金層剝離.5.微蝕咬銅 20 – 40 μ”即可,避免過度咬蝕.6.水洗各槽水洗時間要短, 進水量要大.7.預浸及活化使用過瀘循環,加熱區避免局部過熱.防止微蝕液帶入及化鎳藥液滴入.8.化學鎳槽體須用硝酸鈍化,防析出整流器控制電壓 0.9V.防止活化液帶入.防析出棒不可與槽體接觸.防止局部過熱,加藥區須有充足的攪拌.5μm濾心連續過濾,循環量 3 – 6 cycle/hr.9.置換金如有需要可定時用活性碳濾心去除綠漆溶出物防止 Cu 污染.回收槽須定時更新10.線外水洗及烘乾水質要好,確實烘乾,待板子冷卻後才可疊板.避免與噴錫板共用水洗/烘乾機.11.包裝包裝前須防止放置於濕氣或酸氣環境.使用真空或氮氣充填包裝,內置乾燥劑.機密等級: 普日期: 2003/05/01化學鎳槽硝槽及鈍化程序一﹑將化學鎳藥液完全排出.二﹑加入50%(w/w)以上的硝酸﹐並啟動pump循環1小時後﹐靜置5小時以上。
化学镍金流程及注意
操作條件:濃度Pd 20ppm 範圍10~30ppm/L 時間1~2min 溫度25±5º C 注意事項:1.溫度對鈀附著影響甚大低於15℃時，易造 成鈀附著不足，形成無鍍層現象；高於 35℃時，鈀的附著量過多，易造成bridge ，並使無電解鎳浴的安定性變差。 2.在溫度固定下如藥液管控超出範圍之外， 就會産生酸度高，鈀濃度低，會造成SKIP （無電解鎳無法析出）；相反的，酸濃度 低，鈀濃度高會造BRIDGE (擴散架橋)。
FPF-MC 建浴用（含錯化劑、還原劑、促進劑）。 FPF-1C 建浴補充用（每1L含100g鎳鹽）。 FPF-2CL 補充用（含還原劑、促進劑、安定劑、濕 潤劑）。 FPF-3C補充用（含PH調整劑）。 FPF-5建浴用，界面活性调整剂
錯 化 劑：防止PH迅速下降的緩衝劑，避免鎳離子與 亞磷酸根離子生成沈澱。 還 原 劑：Na(H2PO2)(磷的供應源)。
溫度較高
提升沈積速率 加快槽壁上鍍
溫度較低
降低沈積速率 無反應
易鎳厚不足 無鍍層
以上各項參數需控制于範圍內，其鎳：磷含量 最好控制于1：4~5，面積爲0.2dm2~0.8 dm2最爲
適當。
注意事項:1. FPF-3C主要爲調整PH值，若直接加入易 生成Ni(OH)2 之沈澱造成不良的産生，所 以需將其稀釋2倍後在攪拌處，徐徐加入 2.降低PH值可用H2SO4。 3.放入面積0.5dm2之裸銅板進行起鍍(dummy) 新建浴時間需1hr， 後起鍍30min即可。 4.須有陰極析出防止裝置，其控制電壓爲 1~2V，電流密度應在0.2~0.5A
參數變化的影響之性質：
補
充: (標準-分析)*槽體積/68.3 1.每添加100g K Au(CN)2時，約補充 1000ml GOLD—AD。 2. PH 下降時，可用試藥特級NH4OH調升 （添加時以純水稀釋１：１），調降時以試 藥特級的檸檬酸20%溶液調整。 注意事項:1.AD添加達3MTO 及鎳離子達800~1000PPM 時，應重新建浴。 2.因以高溫作業，其藥水蒸發量較大，需補 充純水。
表面处理之化学镍金制程讲解
8L/min
30-60sec
20ml/m2
30-60sec
8L/min 以UPC-M(10%)
控制速率为69u″/min
1L/5m2 1L/5m2 0.8L/5m2
按要求厚度而 定
100g金盐 /100m2
30-60sec 30-60sec
60sec
.
8L/min 5L/min 不需
一次/日 一次/3日 一次/日 UPC-1(5%)配制
控 制------操作及控制参数表
温度 35±5℃
室温 45±5℃ 27±2℃
室温 室温 室温 室温
27±2℃ 室温 室温 室温
81±3℃
87±5℃ 室温 室温
45±5℃
时间 1-3min 60-90sec 60sec
1-2min
30-60sec 30-60sec 30-60sec 30-60sec
.
制 程 控 制------配槽用量
槽名
项目
配槽浓度
添加次序
备注
除油
DI.H2O
1
2
DI.H2O
80%
1
微蚀
SPS
பைடு நூலகம்
100g/L
2
AR.H2SO4
2-3%
3
酸洗
DI.H2O
90%
1
AR.H2SO4
10%
2
预浸
DI.H2O
1
2
活化
DI.H2O
1
2
DI.H2O
1
化镍槽
2
3
DI.H2O
1
化金槽
2
KAu(CN)2
不需 不需 不需
016化学镍金作业指导书解析
莆田市佳宜电子文件编号JY-WI-016作业指导书版本 2.0标题: 化学镍金操作指引页码1/11一、目的：标准操作,维护品质.二、适用范围：适用于生产各种需要沉镍金的产品三、设备、工具及物料化学镍金线、清洗机、铁氟龙线.珠粒、周转盆、水盆、产品、化学镍金系列药水、手指套四、作业环境：温度：室温。
地面要求：无积水、无杂物空气要求：空气流通良好，无刺激性气味五、职责：工程部负责标准制作，生产部负责按标准要求操作，品管部负责监控。
六、内容6.1.工艺流程刷板→检查→预备工作→穿板→酸洗→双水洗→微蚀→双水洗→预浸→活化→双水洗→后浸→水洗→化镍→双水洗→化金→金回收→水洗→热水洗→卸板→放入水盆→烘干检查→生产完后关机6.2 刷板：刷轮 800#，1000#，每天进展刷幅测试，刷幅要求 0.8-1.2CM.6.3检查：全检铜刷板，板面无压坑，皱折，胶点，油污，手指印的合格，否则为不合格。
合格板才能进入沉金，不合格退回上工序或处理成为合格板。
6.4预备工作：1、设备点检〔具体见点检表〕2、更换每个药水缸后的第一道水洗，并将水加满3、补加各药缸液位，翻开加热器及过滤泵，通知化验室对药水进展分析且准时补加4、检查各药缸温度是否在工艺范围内.6.5穿板：穿板时必需将手指全部戴上手指套，穿板张数一挂不超过20PNL，且必需用珠粒隔开6.6检查：检查是否穿好。
制定日期核准日期6.7酸洗：除去板面氧化。
A.工艺参数操作条件范围推举值硫酸4-6％5％温度28-32℃30℃时间1-3min 2min分析频率 1 次/2 天B.配制 150 升槽液的程序：①开缸体积150L 开缸浓度：硫酸5%。
②清洗干净缸体，缸体内不能有任何灰尘杂物。
③向槽里参加 1/2 缸体的去离子水。
④参加 7.5L 硫酸。
⑤用去离子水补充到操作体积并开启过滤泵混匀。
⑥加热至要求值，分析补加。
C.酸洗缸保养：①每生产100±10m2补加一次，每次补加 0.5L 硫酸。
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。
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化学镍金制程分析
Electroless Nickle / Immersion Gold Process
酸性清洁 CLEN
目的：去除铜箔表面的轻
微氧化物以及轻微的油
微
蚀
目的：使铜面产生一个良
好的粗糙面，促进铜面与
预
浸
目的：作为下一站钯活化
的预处理，保护活化槽不
活 化
目的：可以使裸露的铜表
面置换上一层钯金属，作
需有循环过滤装置（循环量6~8turn over ）,加热
需有循环过滤装置（循环量6~8turn over ）,加热
需有循环过滤装置（循环
化学反应式： Pd 2+
+CU Pd+CU
2+
化学镀镍
目的：为裸铜面提供一层要求厚度的镍层。
防止铜离化学浸金
目的：在镍层上镀上一定要求厚度的金层，保护镍层化学镍槽：不锈钢304或316；PP 需有循环
（过滤）装置（循主反应：
Ni 2+
+2H 2PO 2-
+2H 2O=Ni+2HPO 3
2-+4H +
+H 2
副反应： 4H PO -=2HPO
2-
+2P+2H O+H
需要有循环装置，加热装置（石英或铁弗龙）
主要反应：
2Au(CN)2-+Ni=2Au+Ni 2++4C N -
■原理：
■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 uSn、Au Sn2 、Au Sn 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，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4~5MT O时，应更换。
4 PH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Aurot ech （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。
5稳定剂的影响
稳定剂可阻止在阻焊Cu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。
6不适当加工工艺的影响
为了减少N i/Au所受污染，烘烤型字符印刷应安排在Ni/Au工艺之前。
光固型字符油墨不宜稀释，并且也应安排
在Ni/Au工艺之前进行。
做好Ni/A u之后，不宜返工，也不宜进行任何酸洗，因为这些做法都会使镍层埋伏下氧化的危险，危及可焊性和焊点强度。
7两次焊接的影响
对低档卡板只做一次焊接，一般不会有问题。
但如笔记型电脑的主板、手机或P C等高档板，一般需两次焊接。
第一次焊接后，助焊剂残余会浸蚀镍层。
第二次焊接的高温会促使氧化甚至变黑，其固有强度变坏，无法通过振动试验。
遇到这种情况，只能从槽液管理上入手进行改进，使镀镍层具有更好的抗蚀性能。
6 化学镀镍/金与其它表面镍金工艺
化学镀镍/金除了通常所指之化学镀薄金外，应打金线等需求，又派生出化学厚金工艺；出于耐磨导电等性能要求，也派生出化学镀镍金后的电镀厚金工艺；针对H DI板B GA位拉力要求，也派生出选择性沉金工艺。
■化学厚金工艺
1）工艺流程
除油®水洗®微蚀®水洗®预浸®活化®水洗®沉镍®水洗®化学薄金®回收®水洗®化学厚金®回收®水洗®干板
2）化学厚金之特点
化学厚金是指在还原条件下，金离子被还原为金单质（还原剂同化学镀薄金），均匀沉积在化学薄金上面，在自催化作用下，达到所需要的厚度。
一般情况下，印制板化学厚金的金厚控制在20μi n左右。
某些情况下，也有超过30μi n金厚的。
3）工艺控制
化学厚金最重要的是成本问题，所以，反应速度的控制尤为重要。
络合剂、还原剂、稳定剂以及温度，是影响反应速度的重要因素。
■沉金金手指电镀工艺
1）工艺流程
阻焊膜®沉镍金®干板®包胶纸®电镀金®去胶纸
其中，电镀金为如下工艺流程：
酸洗®水洗®刷磨®水洗®活化®水洗®镀金®回收®水洗®干板
2）沉金金手指电镀的特点
沉金金手指这种类型的板，在制作过程中，先将整板的露铜部分，包括金手指部分进行化学镀镍金。
然后，单独将金手指按客户要求之厚度进行电镀金。
这种工艺流程简单，性能可靠，既能满足客户元件粘贴要求，又能满足插接性能。
3）工艺控制
包蓝胶纸时，一定要防止药水渗漏，避免金药水污染。
此外，电镀厚金前，一定要将被镀表面磨刷干净，否则会引起分层。
刷磨时，不可吝啬沉金层的浪费，刷磨效果越好，电镀金层的结合力越牢固。
■选择性沉金工艺
1）工艺流程
阻焊膜®干菲林®曝光®显影®干板®沉镍金®褪菲林®干板®有机保焊涂敷
2）选择性沉金的特点
选择性沉金既具有元件粘贴平整的特点，又具有良好的装配焊接性能。
同时，针对H D I板B G A位等小型P a d位采用有机保焊涂覆（如C u106），避免因Pad位太小而造成镍金拉力不足的缺点。
而且，选择性沉金的成本低于整板沉金，是一种很有发展潜力的工艺。
3）工艺控制
干菲林是专用于沉镍金的类型，它不但应具有耐高温药液能力，且须具备良好的掩孔能力。
由于沉镍金疏孔的局限性，其表面对微蚀药水非常敏感，极易造成镍层腐蚀。
所以，在有机保焊涂覆制程中，微蚀率应在保证铜面清洁的前提下，控制的越低越好。
能够采用贴红胶纸的制板，最好能象喷锡板那样，贴红胶纸加以保护。