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H2的溢出
主反应：Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2
副反应：4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H2
2.2.3 反应机理
H2PO2-+H2O H++HPO32-+2H
Ni2++2H Ni+2H2
H2PO2-+H H2O+OH-+P
H2PO2-+H2O H++HPO32-+H2
2.2.4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（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Ni
20-30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。

除油缸之后通常为二级水洗，如果水压不稳定或经常变化，则将逆流水洗设计为三级水洗更佳。

3.2.2 微蚀缸
微蚀的目的在于清除铜面氧化物及前工序遗留的残渣，保持铜面的新鲜及增加化学镍层的密著性，常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液：
Na2S2O8：60-120g/L
CP.H2SO4:20-50ml/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在15-25g/L，以保证微蚀速率处于
0.5-1.5um，生产过程中，换缸时往往保留1/5-1/3母液（旧液），以保持一定铜离子浓度，也有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，所以微蚀的水质和流量、浸泡时间都须特别考虑，否则，预浸缸会产生太多的铜离子，进而影响钯缸寿命。

所以，在条件允许的情况下（有足够的排缸）微蚀后二级水洗之后，再加入1-5%左右的硫酸浸洗，经二级逆流水洗之后进入预浸缸。

3.2.3预浸缸
预浸缸在制程中没有特别的作用，只是维持活化缸的酸度以及铜面在新鲜状态（无氧化物）下进入活化缸；
理想的预浸缸除了Pd之外，其它浓度与活化缸一样，实际上，一般硫酸钯活化系列采用硫酸盐作预浸剂，盐酸钯活化系列采用盐酸盐作预浸剂，也有使用铵盐作预浸剂（PH值另外调节）否则，活化制程失去保护会造成钯离子活化液局部水解沉淀
3.2.4 活化缸
活化的作用是在铜面析出一层钯，作为化学镍起始反应之催化晶种，其形成过程则为Pd与Cu的化学置换反应；
从置换反应来看，Pd与Cu的反应速度会越来越慢，当Pd将Cu完全覆盖后（不考虑浸镀的疏孔性）置换反应即会停止，但实际生产中，人们不可能也不必要将铜面彻底活化（将铜面完全覆盖）从成本上讲，这会使Pd的消耗大幅大升，更重要的是，这容易造成渗镀等严重品质问题；由于Pd的本身特性，活化缸存在着不稳定这一因素，槽液中会产生细微的（5m滤芯根本不可能将其过滤）钯颗粒，这些颗粒不但会沉积在PCB的Pd位上，而且会沉积在基材、绿油以及缸壁上，当其积累到一定程度，就有可能造成PCB渗镀及缸壁发黑等现象.
影响钯缸稳定性的因素除了药水系列的不同外，钯缸控制温度和钯离子浓度则是药水首要考虑的问题，温度越低、钯离子浓度越低越有利于钯缸的控制，但不能太低，否则会引起漏镀发生；
通常情况下，钯缸温度设在20-30℃，其控制范围应在±1℃,而钯离子浓度则跟据活化种类不同控制在10-40PPM，至于活化效果，则按需要选取适当时间；
当槽壁及槽低中灰黑色沉积物，则需要硝槽处理其过程为：
加入1：1硝酸，启动循环泵2h以上或直到槽壁灰黑色沉积物完全除去为止，适当时可考虑加温，不可超过50℃以免空气污染；
另外，也有人认为活化带出的钯离子残液在水洗过程中会造成水解，从而吸附在基材上引起渗镀，所以应在活化逆流水洗之后，多加硫酸或盐酸的后浸及逆流水洗的制程，事实上，正常状况下，活化带出的Pd2+的残液体在二级水洗过程中可以被洗干净，吸附在基材上的微量元素，在Ni缸中不足以导致渗镀出现，另一方面，如果是不正常因素导致基材吸附大量活化残液，并不是硫酸或盐酸能将其洗去，只能从根源去调整Pd缸或Ni缸。

增加后浸及逆流水洗，其作用只是避免水中Pd含量大多而影响镍缸；
需留意的是，水洗缸中少量的Pd带入Ni缸，并不会对镍缸造成太大的影响，所以不必太在意活化后水洗时间太短，一般情况下，二级水洗时间控制在1-3min为佳，尤其重要的是活化后水洗不可使用超声波装置，否则，不但导致大面积漏镀，而且渗镀问题依然存在。

3.2.5 沉镍缸
化学沉镍是通过Pd的催化作用下，NaH2PO2水解生成原子态H，同时原子态H在Pd催化条件下，将镍离子还原为单质镍而沉积在铜面上；作为化学沉积的金属镍，其本身也具有催化能力，由于催化能力劣于钯晶体，所以反应初期主要是催化作用在进行，当镍的沉积将钯晶体完全覆盖时，如果镍缸活性不足，化学沉镍就会停止，于是产生漏镀，这种漏镀与镍缸活性严重不够所产生的漏镀不同，前者因沉积大约20u〞的薄镍，因而漏镀Pad位在沉金后呈现白色粗糙金面，而后者根本无化学镍的沉积，外观是发黑的铜面；从化学镍沉积的反应看出，在金属镍沉积的同时，伴随着单质磷的析出，而且PH值升高，镍
沉积速度加快的同时，磷析出速度减慢，结果则是镍磷含金的P含量降低，反之，随着PH的降低，镍磷含金的P含量升高；化学镍沉积中，磷含量一般在7-11%之间变化，镍P合金的抗蚀性能优于电镀镍，其硬度也比电镀镍高；
在化学沉镍的酸性镀液中，当PH﹤3时，化学镍沉积反应就会停止，而当PH﹥6时，镀液很容易产生
Ni(OH)2沉淀，所以一般情况生产中PH值控制在4.4-5.0之间，由于镍沉积过程产生氢离子﹝每个镍原子沉积的同时释放4个氢离子﹞，所以生产过程中PH的变化是很快的，必须不断添加碱性药液维持PH 值平衡；
通常情况下，氨水和氢氧化钠都可用于生产维持PH值的控制,两者在自动添加方面差别不大，但手动加药时要特别注意，加氨水时，可以观察到蓝色镍氨络离子的出现，随扩散时蓝色消失，说明氨水对化学镍是良好的PH调整剂，在加入氢氧化钠溶液时，槽液立即出现白色氢氧化镍沉淀析出，随着药水扩散，白色粉末在槽液的酸性环境下缓缓溶解，所以当氢氧化钠溶液作为化学镀的PH调整剂时，其配制浓度不能太高，加药时应缓慢加入，否则会产生絮状粉末，当溶解过程未彻低完成前，絮状粉末就会出现镍的沉积，必须将槽液滤干净后，才可重新生产；
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，于是反应速度受到生成物浓度的增长而抑制，所以镍缸寿命末期与初期的沉积速度相差1/3则为正常现象，但此先天不足可采用调整反应物浓度方式予以弥补。

开缸初期Ni2+浓度控制在4.60g/L，随着MTO 的增加,Ni2+浓度控制值随之提高，直到5.0g/L停止，以维持镍析出速度及磷含量的稳定，以确保镀层品质；
影响镍缸活性最重要的因素是稳定剂的含量，常用的稳定剂是Pb（CH3COO）2或硫脲，也有两种同时使用，稳定剂是控制化学沉镍的选择性，适量的稳定剂可以使活化后的铜面发生良好的镍沉积，而基材或绿油部分则不产生化学沉积，当稳定剂含量偏低时，化学沉镍的选择性变差，PCB表面稍有活性的部分都发生镍沉积，于是渗镀问题就发生了，当稳定剂含量偏高时，化学沉积的选择性太强，PCB铜面只有活性好的部位才发生沉积，于是部分Pad位出现漏液的现象；
镀覆PCB的装载量（裸铜面积计算）应适中，以0.2-0.5dm2/L为宜，负载太大会导致镍缸活性逐渐升高，甚至导致反应失控，负载太低会导致镍缸活性逐渐降低，造成漏镀问题，在批量生产过程中，负载应尽可能保持一致，避免空缸或负载波动太大的现象，否则，控制镍缸活性的各参数范围就会变得很窄，很容易导致品质问题发生；
镀液连续过滤，以除去溶液中固体杂质，镀液加热时，必须要有空气搅拌和连续循环系统，使被加热的镀液迅速传播。

当槽内壁沉积镍层时，应该及时倒缸，用25%-50%（V/V）的硝酸进行退除，适当可考虑加热，但不可能超过50℃
至于镍缸的操作控制，在温度方面，不同系列的沉镍药水其控制范围不同，一般情况下，镍缸操作范围85±5℃，有的不控制在81±5℃，在生产中，具体结果应根据试板结果来定，不同型号的板，有可能操作温度不同，通常一个制板的良品操作范围只有±2℃,个别制板也有可能小于±1℃，在浓度控制方面，采用对Ni2+的控制来调节其他组分的含量,当Ni2+浓度低设定值时,自动加药器开始添加一定数量的药水来弥补Ni2+的消耗，而其他成分则依据Ni2+的添补量按比例同时添加。

镍层的厚度与镀镍时间呈线性关系，一般情况下，200μ”镍层厚度需镀镍时间28分钟，150μ”镍层厚度需镀时间21分钟左右。

由于不同的制板所需的活性不同，为减轻Ni缸的控制压力（即增大镍缸各
参数的控制范围），可以考虑采用不同的活化时间，容易渗镀的制板可另设定活化时间；
镍缸的循环量一般设计在5-10turnover∕h，布袋式应优先选择考虑，摇摆通常都是前后摆动设计，但对于Laser盲孔板，镍金缸均设计为上下振动为佳。

3.2.6 沉金缸
置换反应形式的浸金薄层，通常30分钟可达极限厚度，由于镀液Au的含量很低，一般为1-2g/L，溶液的扩散速度影响到大面积Pad位与小面积Pad沉积厚度的差异，一般来说，独立位小Pad位要比大面积Pad位的金厚高100%也属于正常现象。

对于PCB的沉金，其金面厚度也会因内层图形分布而相应影响，其个别Pad位也会出现大的差异。

通常情况下，沉金缸的浸镀时间设定在7-11分钟，操作温度一般在80-90℃，可以根据客户的金厚需求通过调节温度来控制金厚，金缸容积越大越好，不但Au浓度变化小而有利于金面厚度控制，而且可延长换缸周期。

为了节省成本，金缸之后需加装回收水洗，同时也可减轻对环境的污染，回收缸之后，一般都是逆流水洗。

常见缺陷分析：
5.1漏镀
5.1.1 主要原因：体系活性（镍缸及钯缸）相对不足,铅锡等铜面污染。

5.1.2问题分析：
漏镀的原因在于镍缸活性不满足该Pad位反应势能,导致沉镍化学反应中途停止，或者根本没有沉积金属镍
漏镀的特点是：如果一个Pad位漏镀与其相连的所有Pad位都漏镀;出现漏镀问题，首先须区分是否由于污染板面所致。

若是，将该板进行水平微蚀或采用磨板方式除去污染。

影响体系活性的最主要原因是镍缸稳定剂的浓度，但由于难以操作控制，一般不采用降低稳定剂浓度解决该问题。

影响体系活性的主要原因镍缸温度，升高温度一定有利于漏镀的改善。

如果不考虑对部分环境以及内部稳定性，无限度的升高镍缸温度，应该能解决漏镀问题。

影响体系活性的次要因素是活化浓度，温度和时间。

延长活化的时间或提高活化浓度和温度，一定有利于漏镀的改善。

由于活化的温度和浓度太高会影响钯缸的稳定性，而且会影响其他制板的生产，所以，在这些次要因素中，延长时间是首选改善措施。

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。

5.2 渗
镀
5.2.1 主要原因
体系活性太高，外界污染或前工序残渣；
5.2.2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。

出现渗镀问题，首先须区分是否由外界污染或残渣（如铜、绿油等）所致。

若是，将该板进行水平微蚀或其他的方法去除。

升高稳定剂浓度是改善体系活性太高的最直接的方法，但是，用漏镀问题改善一样，因难以操作控制而不宜采用。

降低镍缸温度是改善渗镀的最有效的方法，理论上无限度的降低温度，可以彻底解决渗镀问题。

降低钯缸温度和浓度，以及减少钯缸处理时间，可以降低体系活性，有效地改善渗镀的问题。

镍缸的PH值，次磷酸钠以及镍缸负载，降低其控制范围有利于渗镀的改善，但因其影响较小而且过程缓慢，不宜作为改善渗镀问题的主要方法。

因操作不当导致钯缸或镍缸产生悬浮颗粒弥漫槽液，则应采取过滤或更新槽液来解决！
5.3 甩金
5.3.1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
5.3.2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
至于镍缸或金缸是否为甩金出现的主要原因，可在实验室烧杯中做对比实验来确定，若是，则更换槽液。

5.4甩镍
5.4.1 主要原因：铜面不洁或活化钯层表面钝化，镍缸中加速剂失衡。

5.4.2 问题分析：
镍缸以前制程不良或不能除去铜面杂物（包括绿油残渣）,镍层与铜面结合力就会受到影响，从而就导致甩镍。

出现甩镍问题，首先须检查做过程中板面状况，区分铜面杂物还是活化后钯层表面钝化，若是后者，则追踪是否活化后空气中太长还是水洗时间太长。

如果铜面杂物引起甩镍，则检查前处理水平微蚀是否正常，同时须检查前处理之前铜面是否正常，另外，前处理中硫脲药液残留铜面，轻则出现沉镍金色粗糙，重则甩镍。

镍缸中加速剂（如Na2S2O3）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。

5.5 非导通孔上金
5.5.1 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
5.5.2问题分析：
由于直接电镀导体吸附的Pd层很厚，在沉镍金工序之前，必须用催化剂中毒（毒化）方法使其失去活性，“盐酸+硫脲”是目前毒化药水的主流，其对于金面粗糙问题都可避免，但毒化效果有不稳定，随不同批号的来板差异较大，所以非导通孔Pd的厚度对毒化效果有很大的影响。

对于化学沉铜类型的制板，由于Pd层较薄，一般通过降低镍缸活性的方法，就可以解决非导通孔上金的问题。

但是，由于镍缸活性的调节是用于控制渗镀和漏镀问题，人们不愿因非导孔上金问题而缩镍缸活性的控制，所以通常也采用毒化的方法来使残留Pd失去活性。

关于镍缸，活性太高也会造成非导通孔上金，因此，不宜采用额外添补加速剂（如Na2S2O3）来调节镍缸
活性，如果在正常控制下仍有少量非道通孔上金问题，可采取降低镍缸温度或延长毒化时间来解决。

鉴于以上状况及考虑硫脲对铜面之咬蚀会造成金面粗糙等状况，可采用以下流程来改善毒化效果。

化学铜一次铜D/F 二次铜锡
铅蚀铜钯毒化剂剥锡铅化学镍金
如果用硫脲+盐酸，工艺如下：
硫脲：30g/L 盐酸：（37%）5% 温度：40℃时间3分钟
三道逆流水洗
5.6 金面粗糙
5.6.1主要原因：铜面（镀面）粗糙，铜面不洁，镍缸药水失衡
5.6.2 问题分析:
电镀产生的铜面粗糙，只能在电镀通过调整光剂或电流密度来改善，至于沉金线，水平微蚀也不能明显改变其粗糙程度；
对于铜面不洁则考虑用磨板或水平微蚀的方式加以改善，可以做到解决铜面不洁造成的金面粗糙。

镍缸药水失衡也会导致沉积松散或粗糙，影响沉积粗糙的主要原因是加速剂太高或稳定剂太少，至于改善对策，则可在实验烧杯加入稳定剂，按1m/L，2ml/L，3m/L做对比实验。

这时就会发现镍面逐渐变得光亮，找出适当的比例将稳定剂加入镍缸即可试板和重新生产。

需要注意的是，药水往往是加药过程中出现偏差，中要纠正错误偏差，调整稳定剂并不是一危险操作：
5.7角位平镀﹝启镀不良﹞
5.7.1主要原因：镍缸循环局部过快
镍缸温度局部过高
镍缸稳定剂浓度过高,加速剂量不够
5.7.2 问题分析:
角位平镀是指化学沉镍过程中,出现Pad的角位不沉积镍的现象，它通常具有方向性的特征，例如圆型Pad则出现同一方向的月芽形不上镍，方型Pad则出现一边完好,对边严重不上镍,两个侧边逐渐变差。

对于镍缸循环局部过快，往往是镍缸药液循环设计不合理或出水管变形造成，它特点是镍缸某个角落固定出现该问题，当然，不合理的打气冲击板面出会导致该问题的出现。

对于镍缸温度局部过热，往往出现在副溢流的镍缸设计，当水位不足的时候，副缸温度往往比主缸高出5℃以上，溢流的热水流量在偏小的同时，往往只扩散在主缸的顶层，造成生产板顶部出现角位平镀的现象。

对于镍缸稳定剂浓度过高，只要不是来料（供应药水）出现太大的质量问题，通过补加适量的加速剂或拖缸，均能解决该问题的出现。

5.8金面颜色不良
5.8.1原因：金缸稳定剂（络合剂）太多，金层厚度严重不足，金缸使用寿命太长或水洗不净。

5.8.2 问题分析
金面颜色不良主要有两种形式，一种是由于金缸稳定剂（络合剂）太多或金层厚度严重不足而形式的金
2. 流程
负片流程: 化学铜(钯)→一次铜→D/F→二次铜锡/铅→蚀铜→钯抑制剂→剥锡铅→化学镍金
正片流程: 化学铜(钯)→全板镀厚铜→D/F→蚀铜→钯抑制剂→剥D/F→化学镍金
3. 说明
方法一: 钻二次孔成本较高,并且容易造成刮伤。

方法二: 钯抑制剂使孔内钯毒化,采用喷淋,连续生产成本低,同时可使线路边上因残留蚀铜柱角而产生的“渗镀”得到改善。

4. 建议
厂商专密配方的钯抑制剂比普通硫脲效果好,同时比二次钻孔成本低,并可使渗镀不易发生,不易造成刮伤,建议使用钯抑制剂。

化学镍金前处理﹑后处理流程
一﹑前处理流程
功能﹕经过前处理﹐使镀铜表面保持清洁﹐去除铜面氧化以及残膜等杂物﹐保持铜面平整以减少或避免化学镍金后之不良板的产生。

流程﹕放板→喷淋酸性脱脂→高压喷淋水洗→喷淋微蚀→高压喷淋水洗→磨刷(上下各两组)→高压喷淋纯水洗→超音波纯水洗→吹干→烘干→空调冷却→收板
备注﹕1.磨轮﹕材质为硬尼龙前上下800-1000＃
后上下1000-1200＃
2.左右摆动频率﹕ 120来回/min 以上
3.摆
幅±0.5〞/来回
二﹑后处理流程
功能﹕防止化学镍金后由于水洗不净而导致金面氧化。

流程﹕放板→ 喷淋活化酸洗→ 高压喷淋纯水洗→ 喷淋抗氧化→ 喷淋高厌纯水洗→ 超音波纯水洗→ 吹干→ 烘干→ 空调冷却→ 收板
化学镍/金 (Electroless Nickel & Immersion gold) 制程及控制要点
一. 特色
1. 在绿漆之后施行选择性镀镍/金, 采挂篮式作业, 无须通电.
2. 单一表面处理即可满足多种组装须求.集可焊接、可接触导通、可打线、
可散热等功能于一身.
3. 板面平整、SMD焊垫平坦, 适合于密距窄垫的钖膏熔焊.
二.作用及反应
1. 酸性清洁剂 TNA-10
主成份 (1) 硫酸
(2) 润湿剂(非离子界面活性剂)
作用 (1) 去除铜面轻微氧化物及污物.
(2) 降低液体表面张力,将吸附于铜面之空气排开,使药液在其表面扩张, 达润湿效果.
反应式
CuO + 2 H+→ Cu2+ + H2O
2Cu + 4H+ + O2→ 2Cu2+ + 2H2O
2. 微蚀
主要成份 (1) 过硫酸钠
(2) 硫酸
作用 (1) 去除铜面氧化物.
(2) 铜面微粗化,使与化学镍镀层有良好的密着性.
反应式
Na2S2O8 + H2O → Na2SO4 + H2SO5
H2SO5 + H2O → H2SO4 + H2O2
H2O2+ Cu → CuO + H2O
CuO + H2SO4→ CuSO4 + H2O
3. 酸洗
主成份 (1) 硫酸
作用 (1) 去除微蚀后的铜面氧化物.
反应式
CuO + H2SO4→ CuSO4 + H2O
4. 活化(TNA -41R或TNA - 42)
主成份 (1) 氯化钯、氯化氨（TNA -41）
(2) 硫酸钯、硫酸（TNA -42）
作用 (1) 在铜面置换上一层钯,以作为化学镍反应之触媒.
反应式
Cu → Cu2+ + 2 e-
Pd2+ + 2 e- → Pd
5．化学镍(TNA -51)
主成份 (1) 硫酸镍
(2) 次磷酸二氢钠
(3) 错合剂
(4) pH 调整剂(氢氧化钠)
(5) 安定剂
作用 (1) 提供镍离子.
(2) 使镍离子还原为金属镍.
(3) 与镍形成错离子,防止氢氧化镍及亚磷酸镍沉淀,增加浴安定性,pH缓冲.
(4) 维持适当pH.
(5) 防止镍在胶体粒子或其它微粒子上还原.
触媒
热
反应式
3NaH2PO2＋3H2O＋3NiSO4 →3Na2HPO3＋3H2SO4＋2H2＋3Ni°
2H2PO2－＋Ni＋＋＋2H2O→2HPO32－＋H2↑＋2H＋＋Ni°
触媒
热
Ni＋＋＋H2PO2－＋H2O→Ni°＋HPO32－＋3H＋
H2PO2－＋H2O → H＋＋HPO32－＋2H ads
Ni＋＋＋2H ads－→Ni°＋2H＋
触媒
热
2H ads－→H2↑
H2PO2－＋H2O →2H2PO3－＋H2↑
触媒
热
H2PO2－＋H ads－→H2O＋OH－＋P
3 H2PO2－→H2PO32－＋H2O＋2OH－＋2P
H2PO2－ads ＋OH－ads－→H2PO3－ads＋H ads＋e
或 H2PO2－＋H2O ads－→H2PO3－ads＋H＋＋e
H＋＋e H
H＋H H2↑
Ni＋＋H2O NiOH＋ads＋H＋
NiOH＋ads＋2e→Ni°＋ OH－
H2PO2－ads＋e→P＋2OH－
H2PO2－ads＋2H＋e－→P＋2H2O
5. 浸镀金
主成份 (1) 柠檬酸
(2) 金氰化钾
作用 (1) 防止镍面钝化(保持在可溶解状态)以沉积出金层.
反应式
Ni →Ni2+ + 2 e-
Au(CN)2- + e- → Au + 2 CN-
Ni + Au(CN)2-→ Ni2+ + Au + 2 CN-
三. 制程控制要点:
1.剥Sn/Pb
线路上Sn/Pb须完全剥离.
2.绿漆
(1) 选择耐化性良好的绿漆.
(2) 印绿漆前铜面适当的粗化及避免氧化.
(3) 适当的厚度,稍强的曝光能量及降低显像后的侧蚀.
(4) 显像后充分的水洗,避免任何显像液在铜面残留.
(5) 使用较低的硬化温度.
3.刷磨或Pumice处理
使用 #1000 刷轮轻刷,注意刷幅及水压, 避免铜粉在板面残留.
4.挂架
PVC树脂或TEFLON 包覆,破损时须重新包覆.
定时将挂架上沉积的镍金层剥离.
5.微蚀
咬铜 20 –40 μ”即可,避免过度咬蚀.
6.水洗
各槽水洗时间要短, 进水量要大.
7.预浸及活化
使用过泸循环,加热区避免局部过热.
防止微蚀液带入及化镍药液滴入.
8.化学镍
槽体须用硝酸钝化,防析出整流器控制电压 0.9V.
防止活化液带入.
防析出棒不可与槽体接触.
防止局部过热,加药区须有充足的搅拌.
5μm滤心连续过滤,循环量 3 – 6 cycle/hr.
9.置换金
如有需要可定时用活性碳滤心去除绿漆溶出物
防止 Cu 污染.
回收槽须定时更新
10.线外水洗及烘干。