化学镍金工艺介绍

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
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
• 2H+ + 2e- → H2↑ 氢离子得到电子反原成氢气（阴极反应）
• H2PO2- + e- → P + 2OH- 次磷酸要得到电子析出磷（阴极反应） • 总反应式：Ni2+ + H2PO2-+ H2O → H2PO3- + 2H+ + Ni
Ni-P沉积
置换型薄/厚金
• 主成份1、金氰化钾KAu(CN)2 2、有机酸 3、螯合剂
内置干燥剂。
镍与铜镀层密著不良
原因
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
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
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
酸洗 H2SO4
• 主成份：硫酸 • 作用：去除微蚀后的铜面氧化物 • 反应： • CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
预浸H2SO4
• 主成份： 硫酸
• 作用：1、维持活化槽中的酸度
•
2、使铜面在新鲜状态下（无氧化物），进入活化槽
• 反应 • CuO + H2SO4 --- CuSO4 + H2O •
•
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
百度文库
电化学理论
• H应2P）O2- + H2O→ H2PO32- + 2H+ +2e- 次磷酸要氧化释放电子（阳极反 • Ni2+ + 2e- → Ni 镍离子得到电子还原成金属镍（阴极反应）
化镍金板外观色泽不均（粗糙）问题
• 原因：铜面上绿油残渣未去除 • 改善方法： • 1、避免曝光后的板子放置过久，使得光阻剂在铜面上过度老化，
不易显干净 • 2、注意显影液的管理，浓度，温度，换槽频率，显影点的管控 • 3、显影后充分的喷水洗，检查喷嘴是否阻塞，喷压是否足够，
避免任何绿油残渣或显影液在铜面残留 • 4、增加出料段输送滚轮，尤其是吸水滚轮的清洗频率.
•
Ni+ Au(CN)2- → Ni2+ + Au + 2CN-
置换金反应
制程管制
• 挂架 • PVC树脂或铁氟龙包胶，破损时须重新包胶 • 定时将挂架上沉积的镍金层剥离
绿油阻焊
• 1、选择耐化性良好的绿油 • 2、印绿油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影后侧蚀 • 4、显影后充分的水洗，避免任何显影液在铜面残留 • 5、使用较低的后烤温度 • 6、避免曝光后的板子放置过久，使得光阻剂在铜面上过度老化，
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。
• 包装 • 包装前需防止置放于湿气或酸气环境。使用真空或氮气充填包装，
• 谢谢
洁
预浸及活化
• 使用高纯度稀硫酸，加热区避免局部过热。 • 防止微蚀液带入及化镍药水滴入。
化学镍
• 槽体需用硝酸钝化，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，加药区需有充足的搅拌 • 10um P.P .滤芯连续过滤，循环量4-6次/小时
Ni/P晶粒随镀镍时间增大
• 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)
苏州市三生电子有限公司 化镍 、金板镀层厚度要求
Ni/P层：3-5um 金层：0.025-0.075um
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 药水简介
苏州市三生电子有限公司 酸性清洁剂成份：柠檬酸，表面活性剂
苏州市三生电子有限公司 微蚀SPS
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
苏州市三生电子有限公司
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。
不易显干净 • 7、注意显影液的管理 • 8、增加出料段输送滚轮尤其是吸水海棉的清洗频率 • 9、避免过度烘烤，造成绿油脆化
刷磨或喷砂处理
• 使用1000#刷轮轻刷，注意刷幅及水压 • 避免铜粉在板面残留
喷砂处理
磨刷处理
刷 磨
喷 砂
微蚀
• 咬铜0.5-1.5um即可，避免过度咬蚀 • 水洗 • 各水洗时间要合适，充分洗涤 • 进水量0.8TO/h以上，药水槽前一槽水洗使用纯水 • 水洗槽槽壁刷洗，每周1-2次 • 特别注意镍后及金后的水洗槽 • 镀后立即水洗，烘干，待板子冷却后才可叠板 • 避免与其他制程共用水洗/烘干机 • 镀金后至包装前各段水洗烘干机之水洗槽及吸水海棉轮需经常清
镍镀层结构不良
原因
铜层针孔 镀镍时绿油溶出 微蚀过度
对策 改善镀铜，蚀刻等制程 检讨绿油特性，后烤条件及前处理流程 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