PCB化学镀镍金工艺介绍

PCB化学镀镍/金工艺介绍（一）
印制电路板化学镍/金工艺是电路板表面涂覆可焊性涂层的一种。

其工艺是在电路板阻焊膜工艺后在裸露铜的表面上化学镀镍，然后化学镀金。

该工艺既能满足日益复杂的电路板装配焊接的要求，又比电镀镍/金工艺的成本低，更易于实现全自动化连续生产。

同时更利于有效的保护导线的侧边缘。

一、化学镀镍
化学镀镍溶液的工艺配方很多，采用次磷酸二氢钠为还原剂的镀液比较普遍。

其实采用化学镀镍的方法，得不到纯镍镀层，而是二元以上的镍基合金。

应用最多的是以镍为基，含有一定量的磷、硼、或氮的二元合金。

电路板较适合于采用以次磷酸二氢钠为还原剂的酸性镀液（得到镀层含磷量体裁衣3-14%）。

酸性化学镀镍的PH值一般在内4-6，与碱性镀液比其稳定性高，易于维护，沉积速率高。

但其操作温度高。

典型工艺如下：硫酸镍（NiSO4.7HO2）-----------------21克/升
次磷酸钠（NaH2PO2.H2O）--------------18-26克/升
丙酸---------------------------------2毫升/升
乳酸---------------------------------30毫升/升
稳定剂------------------------------0-1毫升/升
PH-----------------------------------4-6
温度---------------------------------80-90度C
1、镀液中各成份的作用及操作条件影响：
1．1、镍盐---硫酸镍，他的作用是提供还原为金属镍所需的Ni2+离子。

但是镍盐浓度不能过高，实践结果表明，当镍盐浓度增加到一定数值时，沉积速度趋于稳定，这时PH 过高和络合剂含量不足时，还会生成氢氧化镍或亚磷酸镍沉淀，影响镀液的稳定性。

1．2、还原剂---次磷酸钠为还原剂，提供NI2+离子还原为金属镍所需的电子。

浓度提高，沉积速度加快，但比例浓度过高稳定性下降。

次磷酸钠在镀液中的作用主要是使Ni2+离子还原为金属镍，但也有部分H2PO2离子被还原为磷。

控制不同的镀液组分及操作条件，可得到不同的含磷量（0-14%）的化学镍。

其比例浓度大于20g/L时沉积速度不再增加，过量添加所得镀层粗糙无光泽，甚至会生成镍粉，使镀液很分解失效。

1．3、络合剂---作用是使Ni2+离子生成稳定络合物，以防止氢氧化镍或亚磷酸镍沉淀的生成。

同时可使结晶细致光亮。

1．4、缓冲剂---因为沉积速率、镀层质量、的稳定性与PH 值有很大关系。

因此需加入适量的缓冲剂，使镀液的PH值稳定在工艺所需的范围内。

1．5、稳定剂---在化学镀过程中，由于各种原因，常常在镀液中产生一些细小的金属镍的颗粒，这些金属镍微粒的表面做为众多的催化中心将加速镀液的分解。

在实践中发现，加入一些稳定剂，它们能吸附在NI微粒的表面，以防止防止镀液的自分解，加入量极少，若添加过量将会大大降低沉积速度。

1．6、加速剂---为了提高沉积速度，加些加速剂，这些加速剂
能降低络合剂和稳定剂的功能，提高沉积速度。

现在普遍使用专利性的商用综合添加剂。

1．7、PH值---提高PH值，可使沉积速度加速，也抑制了析氢的副反应。

但过高大于6时镀液的自分解严重，太低时反应无法进行（一般4.3-5.0）为宜。

1．8、温度---随温度的升高沉积速度加快，每增加10度C，沉积速度加快一倍。

实践证明酸性次磷酸镍钠化学镀液在60度C以下，沉积速度非常慢，甚至根本不发生反应。

但超出过多，一方面能耗过大，另一方面易出现镀液自分解现象。

2、稳定性及其维护
2．1、当镀液出现如下现象时，就不能生产了。

2．1．1、气体不仅从镀件表面逸出，而且从整个镀液中放出，有甚至很剧烈。

2．1．2、镀液中出现黑色沉淀物。

2．1．3、在容器壁及镀件表面生成黑色镀层。

2．1．4、镀液的颜色逐渐变浅。

2．2、影响稳定性的因素：
2．2．1、镀液的前处理不当---镀件在除油或浸蚀后清洗不彻底，将除油液或浸蚀液带入镀液，使PH值发生变化，PH值过高或过低都会使镀液出现沉淀。

非金属在镀镍前的钯盐活化液若清洗不干净，将钯盐带入镀液，由于pb2+离子Ni2+离子还原为金属Ni的颗粒存在于镀液中，也会加速镀液的分解。

2．2．2、镀液的配比或镀液配制方法不当---若次磷酸钠的浓度过高，会加速镀液内部还原反应，使亚磷酸根浓度过高，易产生亚磷酸镍沉淀；若镍盐浓度过高、络合剂的浓度过底，由于产生氢氧化镍沉淀而诱发镀液自分解。

另外，在配制镀液时，还原剂、主盐或碱加得过快，使局部浓度过高，也会产生亚磷酸镍或氢氧化镍沉淀。

有时，在配制镀液时，组分添加顺序不当或搅拌不充分，都可能诱发沉或金属镍颗粒的产生，加速镀液的自分解。

2．2．3、操作方法不当---如果用电炉或蒸气直接加热镀液，使镀液局部温度过高，或者镀液PH值过高，均会使镀液迅速出现沉淀而加速镀液分解。

沉积速度过高，而得镀液比较疏松，部分金属颗粒进入镀液，形成催化中心，也会促进镀液的自分解。

3、镀液的维护与管理：
3、1严格按照一定的配比及配制方法配制镀液。

3、2加强镀前处理中的清洗工序，不能将酸、碱或活化液带入镀液。

3、3严格控制操作条件，如镀液加热要均匀，镀液不能空载、装载量要适宜，按工艺要求控制PH值等。

3、4采用连续过滤的方法及时清除处理镀液中的沉积物，保持容器壁的清洁。

3、5建立分析镀液成分的可靠方法，定期分析主盐、还原剂及亚磷酸根的含量，以更随时调整镀液。

3、6加入适量的稳定剂，以延长镀注液的使用寿命，但不能添。