化学镍金流程讲解

对策
a)检查污染来源 b)预浸及活化槽使用高纯度硫酸 c)使用KAT-450专用加药杯 a)活化液更新 b)检讨活化液的加热方式，循环过 滤及使用稀硫酸添加等 a)手动分析Ni/pH并做调整 b)检查补充量 c)检查及调整控制与补充装置 a)调整至正常操作温度
a)检查及调整刷压 a)改善蚀铜制程
2)活化液老化

酸洗Acid rinse
主成份： 硫酸 （H2SO4） 操作条件： 硫酸浓度 40～60ml/L(控点50ml/L) 温度 RT 时间1.0分 作用 ： 去除微蚀药液残留.

预浸Pre-dip
主成份： 硫酸 （H2SO4） 操作条件： 硫酸浓度 10～20ml/L(控点15ml/L) 温度 RT 时间1.0分 作用 ： (1)维持活化槽中的酸度. (2)使铜面在新鲜状态(无氧化物)下进入活化槽.
问题分析
ห้องสมุดไป่ตู้



镍与铜镀层密着不良 镍镀层结构不良 金与镍镀层密着不良 露铜 架桥(溢镀) Skip Plating 镀层表面粗糙




针孔 析出速度太慢 镍镀液混浊 析出保护装置的电流太高 Ni槽PH值起伏太大 Ni消耗量太大或Ni浓度无 法维持
镍与铜镀层密着不良
原因
1)绿漆残渣附着于铜面
a)检讨污染源 b)更新镀液 a)更新镀液 b)检讨污染源
镍镀液混浊
原因
1)镍浓度, pH值太高
对策
a)调整pH值,镍浓度 b)检查及调整控制器/补充装置
2)浴温太高
a)调整至正确温度
3)带出量太多
a)添加建浴剂NPR-4-M b)延长滴水时间
4)药液从管路泄漏
a)添加建浴剂NPR-4-M b)管路修复
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)
析出速度太慢
原因
1)Ni槽温度太低 2)Ni镀液pH值太低
对策
a)调整至正确温度 a)调整pH值 b)检查及调整控制器/补充装置
3)Ni槽补充异常
a)检查及调整控制器/补充装置 b)手动分析Ni/pH并调整控制器/ 补充装置
4)Ni槽金属杂质污染 (Sn,Pb,Zn,Cd,Cr等) 5)Ni槽有机杂质污染
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, 增加浴安定性及pH缓冲. (4)维持适当pH值. (5)防止镍在胶体粒子或其他微粒子上还原.

化学镍Electroless nickel

反应原理:
H2PO2-＋H2O → HPO32-＋2H+ ＋2e次磷酸根氧化释放电子(阳极反应) Ni2+＋2e- → Ni 镍离子得到电子还原成金属镍(阴极反应) 2 H+ ＋2 e- → H2↑ 氢离子得到电子还原成氢气(阴极反应)
化学镍金流程简介
Acid-cleaner ACL-700 Soft etching SPS+Sulfuric acid Acid rinse Sulfuric acid Pre-dip Sulfuric acid Activator QAP-100 Electroless nickel Nimuden® NBP-8(medium phosphorus)
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
Skip Plating
原因
1) Ni槽补充异常(Ni槽成份失调)
对策
a)检查及调整控制与补充装置
2) Ni槽搅拌太强(打气及循环量)
a)降低搅拌速率
3) Ni槽金属杂质污染
a)检讨污染源
4)绿漆溶入镀液中
a)更新镀液 b)检讨绿漆特性及硬化条件,镍槽操 作温度等

活化Activator
活化(QAP-100)主成份 ： (1)硫酸钯 (2)硫酸 操作条件： QAP-100 80～120ml/L(控点100ml/L) 温度 26～30℃（标准28℃） 浸渍时间 2～3分 作用： 在铜面置换上一层钯,以作为化学镍反应之触媒. 反应原理 Cu + Pd2+ → Cu2+ + Pd
对策
a)检讨前制程与加强清洁剂,微蚀,磨 刷或Pumice处理 a)检讨前制程与加强清洁剂,微蚀,磨刷或 Pumice处理
2)显像后水洗不良
3)绿漆溶入镀液
a)更新镀液 b)检讨绿漆特性(类型)，硬化条件及前处 理流程 a)加强前处理流程(磨刷,清洁剂,微蚀等)
4)铜表面氧化未完全去除
5)微蚀或活化后水洗时间过长
a)缩短水洗时间 b)增加水洗槽进水量
镍镀层结构不良
原因
1)铜层针孔
对策
a)改善镀铜,蚀刻等制程
2)镀镍时绿漆溶出
a)检讨绿漆特性(类型)，硬化条件及 前处理流程
3)微蚀过度
a)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
1)金属(尤其是Cu)或有机杂质(绿漆等 )混入Au镀液中
对策
a)更新镀液 b)检讨杂质来源 a)更新镀液 b)检讨杂质来源 a)缩短水洗时间 b)增加水洗槽进水量
H2PO2-＋e- → P＋2OH次磷酸根得到电子析出磷(阴极反应)
总反应式: Ni2+＋H2PO2+＋H2O → H2PO3-＋2H+ ＋Ni
化学镍Electroless nickel
EL-Ni/P控制器
补充装置
4)补充
3)讯号
分析
1)取样
NBP-8
浸镀金ENIG process
主成份:柠檬酸,金氰化钾 操作条件: AU-512浓度 80～120ml/L(控点100ml/L) 温度90 (83～98)℃ PH 4.8 (4.6～5.0) 金浓度 1.0 (0.8～1.5) g/L 作用: (1)在镍面上沉积上一层金 (2)IMG-10的作用是防止镍面钝化,保持镍面在可置换状态 反应原理: 阳极反应 Ni →Ni2++2e- (E0 = 0.25V) 阴极反应 Au(CN)2- + e- → Au+2CN- (E0 = 0.6V) 主反应Ni+Au(CN)2- → Ni2++Au+2CN
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
ENIG process AU-512
化学镍金流程简介

清洁Acid-cleaner(ACL-700) 微蚀Soft etching(SPS+Sulfuric acid) 酸洗Acid rinse(Sulfuric acid) 预浸Pre-dip(Sulfuric acid) 活化Activator(QAP-100) 化学镍Electroless nickel(NBP-8) 化学金ENIG process(AU-512)
化学镍金流程讲解
制作:何志明 日期:2010/05/10
讲义內容


化学镍金板应用领域 化学镍金的特性 化学镍金与镀镍金之差异 化学镍金前处理流程简介 化学镍金前处理工艺原理 化学镍金流程簡介 化学镍金操作條件及原理 問題分析
化学Ni/Au板应用领域

6)水质不洁
针孔
原因
1) Ni镀液中有不溶性颗粒
对策
a)移槽过滤，加强过滤 b)检讨过滤条件（循环速率滤材孔 径）
2)前处理不良
a)改善前处理流程(微蚀,清洁剂,刷磨)
3)镍槽液有机污染(清洁剂等)
a)更新镀液 b)检讨杂质来源
4)镍槽搅拌太弱
a)增加搅拌及摆动速度 b)使用Cylinder Shock装置
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制程特性

在绿漆之后施行选择性镀镍/金,采挂篮式作 业,无须通电.

单一表面处理即可满足多种组装须求.具有 可焊接、可接触导通、可打线、可散热等功 能.
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
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
微蚀Soft etching
微蚀液主成份 ： (1)过硫酸钠（SPS） (2)硫酸（H2SO4） 操作条件： 过硫酸钠浓度 80～120ml/L(控点100ml/L) 硫酸(98%)10-30ml/l(控点20ml/L) 铜含量 ≦25g/l 温度 26～30℃（标准28℃） 时间1 .5分 作用 ： (1)去除铜面氧化物. (2)铜面微粗化,使化学镍镀层有良好的密着性.
析出保护装置的电流太高
原因
1)浴温太高
对策
a)调整至正常温度
2 )pH值太高
a)用稀硫酸调整pH值 b)检查及调整控制器/补充装置
a)加热器附近加强搅拌 b)降低加热器单位面积发热速率 a)移出镀液，使用硝酸钝化 b)增加硝酸浓度或增加纯化时间 a)移出镀液，使用硝酸浸渍 b)检讨活化水洗槽进水量水洗时间 及水洗次数 a)检查及调整控制器 a)添加”C”剂后调整pH值 b)检查补充装置

化学镍Electroless nickel
主成份 ： 硫酸镍,次亚磷酸钠,错合剂,PH调整剂,安定剂 操作条件 镍浓度4.5 ~ 5.0g/L pH 4.6 ~ 5.0 温度83 ~ 87 ℃ M.T.O3.0 * 70 ℃以上需另添加PH调整剂

化学镍Electroless nickel
2) Ni槽有机污染(绿漆等)
3)镀镍后水洗时间过长
露铜
原因
1)铜面氧化严重或显像后水洗不良
对策
a)加强前处理制程与清洁剂 b)磨刷或Pumice处理 c)检讨及改善前制程 a)调整pH值 b)检查及调整控制器/补充装置 a)调整至正确操作温度 a)检查及调整钯/硫酸浓度 b)更改活化处理基准(KAT-450浓度及 浸渍时间等) a)缩短水洗时间
化学镍金前处理流程简介
酸 洗 溢流水洗1 溢流水洗2 刷 磨
超声波浸洗
溢流水洗3
喷砂冲洗
喷 砂
加压冲洗
溢流水洗4
吸水海绵
干板组合
出 板
冷 却
化学镍金前处理工艺原理
通过化学酸洗、机械磨刷和喷砂相结合的方法，能有效去除板 面氧化物和杂物，粗化铜面，以清洁板面和增大铜面与化学镍金的 接触面积，达到增强化学镍金层与铜面面结合力的目的。
板面平整、SMD焊垫平坦,适合于密距窄垫的 钖膏熔焊.

化学镍金与镀镍金之差异
特性 浴pH 操作溫度(℃) 析出速度(μ"/ hr) 浴壽命 成本 鍍層成份 鍍層組織 融點(℃) 電阻係數(μΩ- cm) 熱膨脹係數(μm/m/℃) 熱傳導率(Cal/cm/sec) 密度(g/cm3 ) 硬度(Vickers) 伸張率(%) 內應力(kg/mm) 磁性 厚度均一性 耐蝕性 Cu材直接 通電 Ni/P(NBP-8)化镍 電鍍鎳 4.6 2 ～ 4.5 80 ～ 85 50 ～ 60 500 ～ 600 960 4 MTO 半永久性 1 0.2 Ni:92～94% Ni ≧99.5% 非晶質 微晶質 890 1450 60 8 ～ 15 13 ～ 15 14 ～ 17 0.010 ～ 0.013 0.118 ～ 0.120 7.9 ～ 8.1 8.8 570 200 ～ 500 3～6 5 ～ 30 3 ～ 7(拉張應力) 38 ～ 140(壓縮應力) 非磁性 磁性 ±5% 不定 優於電鍍Ni 比 Ni/P 差 不能 可以 不須要 要