镀金培训教材(122507)

镀镍金培训教材

撰写：易超

日期：12/24/07

一、制程目的

二、概述

三、镀镍金工艺体系的介绍

四、工艺流程及工艺原理简介

五、溶液配方及工艺规范

六、制程控制

七、常见的缺陷问题及解决方案

金因具有优越的导电性、耐磨行及抗氧化性。因此PCB制作中需要镀金制程，但因为金的成本较高，所以只用于金手指，局部镀或化学金。如bonding pad等。金手指(Gold Finger，或称Edge Connector)设计的目的，在于藉由connector的插接作为板对外联络的出口。整板镀金在考虑其成本及可焊性要求下，逐渐被化学金所取代。

P C B上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，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，唯独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。

PCB上的金镀层有几种作用。金作为金属抗蚀层，它能耐受所有一般的蚀刻液。它的导电率很高，其电阻率为2.44微欧—厘米。由于它的负的氧化电位，使得它是一种抗锈蚀的理想金属和接触电阻低的理想的接触表面金属。

近年来镀金工艺得到不断发展，它们大多是专利性的。PCB镀金以弱酸性柠檬酸系列的微氰镀液为宜。中性镀液由于其耐污染能力差，而碱性氰化物镀金其对电镀抗蚀剂的破坏作用而不适用。

镀镍：

镍的电镀层可以从低氯化物硫酸盐、氨基磺酸盐、氟硼酸盐等电镀溶液体系获得。印制板镀层必须具备内应力小，外观细致光滑，与铜基体有良好的结合力等特点。能同时满足上述要求的镀液一般是低氯化物的硫酸盐和氨基磺酸盐体系。氨基磺酸盐特点是内应力低，沉积速度快，但成本也较高。

镀层性能比较：

镀金：

金的电镀层可以从碱性氰化物，亚硫酸盐镀液，柠檬酸盐微氰镀液等体系中获得。

碱性氰化物镀金虽然镀液性能最稳定，易操作，好维护，镀层硬度也较高，但含有高剧毒的物品--氰化钾，因而对环境保护和人员的身体健康都不利。同时，碱性氰化物对环氧基材有一定的侵蚀作用，因而在印制电路中很少使用。

柠檬酸盐微氰镀液既具有氰化物镀金溶液稳定，

易操作、好维护的特点，又具有较低毒性，（能造成人体血红蛋白的变异）镀层综合性能优异等特点，因此，是目前电镀金的主力工艺。我司使用的镍金工艺是氨基磺酸盐系列，柠檬酸微氰镀金系列。

镀镍金在PCB工艺流程中的位置：

绿油/白字镀镍金喷锡/外形加工 FQC 镀镍金流程：

入板微蚀水洗活化 DI水洗镀镍

水洗镀金金回收水洗烘干出板

(一). 微蚀（NPS系列微蚀药水）

1. 微蚀药剂组成：过硫酸钠Na2S2O8、硫酸H2SO4

作用：去除表面氧化，粗化铜面，使铜形成一定的表面粗糙度，增加铜面与镍面之间的结合力。

反应原理：

Cu+Na2S2O8→CuSO4+Na2SO4

2.操作条件：

Na2S2O8： 35~65g/l

H2SO4： 5~7%（V/V） Cu2+ ： 5~25g/l

温度： 25-40℃

槽材质:PVC或PP

加热器:石英或铁弗龙加热器

( 二). 活化

1.活化剂(MP-49)

作用：

使铜面吸附活性剂，防止铜面镀镍后钝化，保持铜原有的活性，增加铜层与镍层的结合力。

2.操作条件：

MP-49: 40~80g/l 槽材质:PVC或PP

(三). 镀镍

1.药液组成:

氨基磺酸镍Ni(SO3NH2)2

氯化镍NiCl2·6H2O

硼酸H3BO3

光泽剂ACR3010 Brighter

作用：作为金层与铜层之间的屏障，防止铜迁移，作为镀金的基底层，大幅度提高金的耐磨性，且对铜基体提供电化起保护作用。

反应原理：

阳极反应：Ni-2e → Ni2+

阴极反应： Ni2+ +2e → Ni

2H+ +2e → H2↑

2.操作条件

金属镍Ni2+ 100-150g/l

氯化镍NiCl2·6H2O 15-25g/l

硼酸H3BO3 31-45g/l

PH: 3.8-4.5

温度: 55±5℃

电流密度：金手指50~100ASF

槽体材质: PP材质

循环过滤系统:3-5times/hour,棉芯炭芯过滤需监控流量（发现堵塞及时更换），炭芯过滤后即将其取出。

温控：铁弗龙或石英加热器或冷却盘管

3.镀液维护规则

Ø严格控制溶液的PH值,使其始终处于工艺控制范围之内。

（正确使用碱式碳酸镍和氨基璜酸镍调整PH值）

Ø定期作赫尔槽和镀层内应力实验，以便准确的控制镀层

质量和外观。

Ø定期作小电流电解处理消除有害元素对镀层的影响。

Ø定期对镀液作活性碳处理，防止有机污染对镀层质量的影响。

（四）. 镀金

1、镀液成份

A、金盐

即氰化金钾KAu(CN)2，其含量为68.3%,其控制浓度一般为2~6 g/l

B、添加剂

添加剂包含氯化铵、柠檬酸铵及适量稳定剂，常用EDTA 络合Ni2+以稳定生成物对反应速度的影响。

作用：

防止镍层氧化，增加其导电性及耐磨性。反应原理：

阳极：2H2O - 4e → O2 ↑+4H +

阴极：Au+ + e → Au