TA的每日心情 | 奋斗
2020-9-8 15:12 |
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一、 工艺简介
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+ x( }' A8 _$ C- x# M) R 沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。基本可分为四个阶段：前处理（除油，微蚀，活化、后浸），沉镍，沉金，后处理（废金水洗，DI水洗，烘干）。
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二、 前处理
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沉金前处理一般有以下几个步骤：除油（30%AD-482），微蚀（60g/InaPS,2%H2SO4）,活化（10%Act-354-2），后浸（1%H2S04）。以除去铜面氧化物，并在铜面沉钯，以作沉镍活化中心。其中某个环节处理不好，将会影响随后的沉镍和沉金，并导致批量性的报废。生产过程中，各种药水必须定期分析和补加，控制在要求范围内。较重要的比如：微蚀速率应控制在“25U—40U”，活化药水铜含量大于800PPM时必须开新缸，药水缸的清洁保养对联PCB的品质影响也较大，除油缸，微蚀缸，后浸缸应每周换缸，各水洗缸也应每周清洗。
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3 N( \* J4 G9 \3 D三、 沉镍9 \9 B& Q7 t) H$ y1 N, c1 S
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沉镍药水的主要成分为Ni2+(5.1-5.8g/1)和还原剂次磷酸钠（25-30g/1）以及稳定剂，由于化学镍对药水成分范围要求比较严格，在生产过程中必须每班分析化验两次，并依生产板的裸铜面积或经验补加Ni2还原剂，补加料时，! h. I6 L' S/ z4 s
1 v7 O( C( V6 [. t0 C0 u& L 应遵循少量，分散多次补料的原则，以防止局部镀液反应剧烈，导致镀液加速老化，PH值，镀液温度对镍厚影响比较大，镍药水温度抄袭控制在85℃-90℃。PH在5.3-5.7,镍缸 不生产时，应将镍缸温度降低至70℃左右，以减缓镀液老化，化学镍镀液对杂质比较敏感，很多化学成分对化学镍有害，可分为以下几类：抑制剂：包括Pb.Sn..Hg.Ti.Bi(低熔点的重金属)，
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/ X7 @' @5 J: c* l3 g8 x 有机杂质包括S2，硝酸及阴离子润湿剂。所有这些物质都会降低活性，导致化学镀速度降低并漏镀，严惩时，会导致化学镀镍工艺完全停止。
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( H4 e5 u- z2 t. I 有机杂质：包括：除以上所提到的有机的稳定剂以外，还有塑料剂以及来自于设备和焊锡的杂质。尽管可通过连续镀清除一部分杂质，但不能完全清除。3 v+ G4 i) \1 Y3 v
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不稳定剂：包括Pd和少量的铜，这两种成分造在化学镍不稳定，使镀层粗糙，而且过多地镀在槽壁及加热器上。固体杂质：包括硫酸钙或磷酸钙及其它不溶性物质沉入或带入溶液。过滤可清除固体颗粒。* {; y/ E! r, L W# D1 \4 R
) t) q' N" H8 U9 Y 总之：在生产过程中要采取有效措施减少此类杂质混入镀液。, P& ~: I$ ?5 I R
0 e' F6 L {/ Y四、沉金
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4 F: s& I I, b( a$ ^; n 沉金过程是一种浸金工艺，沉金缸的主要成分；Au(1.5-3.5g/l),结合剂为（Ec0.06-0.16mol/L），能在镍磷合金层上置换出纯金镀怪，使得镀层平滑，结晶细致，镀液PH值一般在4-5之间，控制温度为85℃-90℃。; ~$ T D# m, ~0 ^9 f3 l V& d( X
6 h' b) w% F$ b五、后处理5 {, L4 f9 @8 V# ~8 u( L$ ?
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沉金后处理也是一个重要环节，对印制线路板来说，一般包括：废金水洗，DI水洗，烘干等步骤，有条件的话可以用水平洗板积对沉金板进行进一步洗板，烘干。水平面洗板机可按药水洗（硫酸10%，双氧水30g/L），高压DI水洗（30~50PSI），DI水洗，吹干，烘干顺序设置流程，以彻底除去印制线路板孔内及表面药水和水渍，而得到镀层均匀，光亮度好的沉金板。! B2 w8 U" Y+ O! s- X
- Q' q0 j6 ]* G六、生产过程中的控制
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在沉镍金生产过程中经常出现的问题，常常是镀液成分失衡，添加剂品质欠佳及镀液杂志含量超标，防止和改善此问题，对工艺控制起到很大的作用，现将生产过程中应注意的因素有以下几种：
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$ W9 B7 i! R3 [$ c4 k0 w2 q5 k- ]/ v 1） 、化学镍金工艺流程中，因为有小孔，每一步之间的水洗是必需的，应特别注意。 r4 b& t8 |' j/ y
: i# D3 X9 }4 q$ ^$ c' k! h 2） 、微蚀剂与钯活化剂之间2 j$ J, U( Y# ^, a4 C- [
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微蚀以后，铜容易褪色，严重时使钯镀层不均匀，从而导致镍层发生故障，如果线路板水洗不好，来自于微蚀的氧化剂会阻止钯的沉积，结果影响沉金的效果，从而影响板的品质。
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- F0 f% A ~1 d2 y 3）、钯活化剂与化学镍之间: @; Z1 D: R& |0 e4 C
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钯在化学镍工艺中是危险的杂质，极微量的钯都会使槽液自然分解。尽钯的浓度很低，但进入化学镀槽前也应好好水洗，建议采用有空气搅拌的两道水洗。
2 X L! e" ]+ g. T- b$ ]4）、化学镍与浸金之间( O. K9 q ~5 Q; V! i) o/ l
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在这两步之间，转移时间则容易使镍层钝化，导致浸金不均匀及结合力差。这样容易造成甩金现锡。5 e: X! S2 [/ P
5）、浸金后2 L9 M$ h) v( \; ~' A' m2 B
为保持可焊性及延展性，镀金后充分水洗（一道水洗用蒸馏水），并完全干燥，特别是完全干燥孔内。7 j$ s: w- o3 W. v
6）、沉镍缸PH，温度) s+ p ^4 ?2 w
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沉镍缸要升高PH，用小于50%氨水调节，降低PH，用10%V/V硫酸调节。所有添加都要慢慢注入，连续搅拌。PH值测量应在充分搅拌时进行，以确保均衡的镀液浓度。温度越高，镀速越快。当镀厚层时，低温用来减慢针出现。不操作时，不要把温度保持在操作温度，这会导致还原剂和稳定剂成分分解见下表：
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故障1：漏镀：在线路板边缘化学镍薄或没有镀上化学镍; [- U" }1 M2 R' u
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原因：1.1重金属的污染.1.2稳定剂过量1.3搅拌太激烈1.4铜活化不恰当( T' i9 [" r2 r
2 U; `$ D" @* S 改善方法：1.1减少杂质1.2检查维护方法,必要时进行改善1.3均匀搅拌,检查泵的出口1.4检查活化工艺0 x" R" _' l" U8 V3 I/ F
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故障2：搭桥：在线之间也镀上化学镍) A7 L, E% U* n- m) Z
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原因：2.1用钯活化剂活化时间太长2.2活化剂里钯浓度太高.2.3活化剂里盐酸浓度太低2.4化学镍太活泼2.5铜与线之间没有完全被微蚀2.6水洗不充分
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改善方法：2.1缩短活化时间2.2稀释活化剂,调节盐酸浓度2.3调节盐酸浓度2.4调节操作条件.2.5改善微蚀,微蚀时间稍长会更有利
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故障3：3、金太薄
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8 W' \' s8 V q. L5 }1 B 原因：3.1浸金的温度太低.3.2浸金的时间太短.3.3金的PH值超过范围# F2 \* F4 |3 k) c) J8 M& ?$ o
2 C) H! C% o& `# v% A 改善方法：3.1检查后加以改善3.2延长浸金时间3.3检查后加以改善2 ?4 B g4 P. t- Q) ~9 g8 O
3 j& n& u0 F v" ?% U 故障4：4、线路板变形' q! G) d5 c5 ^/ I [
1 p: K5 L8 s0 I1 t- } 原因：4.1化学镍或浸金的温度太高.$ u- h7 o# A4 n, K, t2 X N1 z
* W! O" [. K3 G 改善方法：4.1降低温度.! e$ J5 t1 S* L
9 l- l3 R. r0 N1 M 故障5：5、可焊性差
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. W( ^% H! F' h' B 原因：5.1金的厚度不正确5.2化学镍或浸金工艺带来的杂质5.3工艺本身没有错误5.4线路板存放不恰当5.5一道水洗的效果不好.' p& U) `2 [! M: t
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改善方法：5.1金的厚度是:0.05~0.1UM5.2参看1.15.3来自于设备和操作者的原因5.4线路板应存放在干燥凉爽的地方,放于密闭的塑料袋里5.5更换水,增加水流速度
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故障6：6、金层不均
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原因：6.1转移时间太长.6.2镀液老化或受污染.6.3金浓度太低.6.4浸金工艺中,来自于设备的有机杂质' m: H8 E9 b3 p: c
Z0 { G) \! h# O6 N9 C 改善方法：6.1优化水洗并缩短转移时间.6.2化学镍重新开始6.3检查后加以改善,检查槽及过滤器,原材料是否合适,并应在使用前滤洗,简单碳处理恢复浸金工艺,首先进行试验. V0 k9 i0 ^3 R* p( j# |
* f+ B& L) b) ~- `9 M 故障7：7、铜上面镍的结合力差
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原因：7.1微蚀不充分7.2活化时间太长.7.3活化时间太高.7.4水洗不充分
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改善方法：7.1延长微蚀时间或提高温度.7.2减少活化时间.7.3降低温度7.4优化水洗条件( A m* t; D; @2 h6 U: c t
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故障8：8、金层外观灰暗
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% W$ d5 y; x/ Q! c' u1 P6 u' \4 F 原因：8.1镍层灰暗8.2金太厚6 y2 c0 ]. P" f$ O: Z5 H; x
# Z7 W7 {1 `+ S b- P4 N* U' h 改善方法：8.1 缩短微蚀时间性或降低温度8.2降低浸金温度缩短浸金时间3 B- q; S! E) W' W" S" \5 J
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故障9：9、镀层粗糙
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原因：9.1化学镍溶液不稳定9.2化学镍溶液中有固体颗粒
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1 t* l& h) l0 w) A 改善方法：9.1调节温度9.2减少杂质,改善过滤% L: X9 ] [8 S$ T
: b( Z# S1 J. f1 K1 k9 H% ? B0 K 故障10：10、微蚀不均匀0 ~# D9 _7 {, t1 R4 i
/ }! w+ }6 m1 j4 v0 b/ L5 j; t8 S 原因：10.1清洗不充分10.2清洗剂老化或含有杂质10.3微蚀液老化(大于30G/L)10.4过腐蚀
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改善方法：10.1增加在清洗剂里的时间或添加清洗剂.10.2更换清洗剂.10.3更换,微蚀10.4缩短腐蚀时间) G6 w; E0 p5 E
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七、问题与改善
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现将一些较典型沉金问题成因及解决方法列入上表1，以供参考：+ @! R! j) R8 S0 l' W* {
八、注意事项：1 q: Q3 [9 y( c$ \# I- [4 M
在沉金的过程中，员工操作时应注意安全，穿戴好防护服，防护镜，而且必须采用通风设备，于泄露液，应用抹布，毛巾或其它吸水性材料吸收泄露液，置于衬塑料的容器中，以回收金，将溶液存放于衬塑料的桶中以回收金。0 J1 ` o3 k' }, v- _ d
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结论
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印制线路板沉金品质问题，应考虑整个沉金工艺的控制，包括沉前表面处理，沉镍，沉金，及沉金后处理。在沉金工序中，应讨论沉金量，沉金液，添加剂配方，成分之素质等等，对生产工艺的要求越来越高，一些传统的工艺控制方法已不能满足品质的要求，线路板公司应不断探索先进工艺，严格控制所有参数，加强管理才能不断改善产品品质。
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发表于 2021-4-25 13:49
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