印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(二)

3 化学镀镍金工艺流程
作为化学镀镍金流程，只要具备以下6个工作站就可满足其生产要求：
除油（3~7min）→ 微蚀（1~2min）→ 预浸（0.5~1.5min）→ 活化（2~6min）→ 沉镍（20~30min）→ 浸金（7~11min）
3.1 安美特（Atotech）公司的化学镀镍金Aurotech工艺流程
Aurotech 是安美特公司开发的化学镀镍/金制程的商品名称。适用于制作阻焊膜之后的印制电路板的裸铜区域（一般是焊脚或连接盘的导通孔）进行选择性镀覆的化学法。
Aurotech 工艺能在裸露的铜表面和金属化孔内沉积均匀的化学镍/金镀层，即使是高厚径比的小孔也如此。Aurotech 还特别用于超细线电路，通过边缘和侧壁的最佳覆盖达到完全抗蚀保护，同热风整平相比较，Aurotech 没有特别高的温度，印制板基材不会产生热应力变形。此外，热风整平对通孔拐角处的覆盖较差，而化学镀镍/金却很好。
与有机可焊涂层相比较，除了熔焊性能之外，Aurotech 镀层还具有好的搭接焊、接触导通和散热功能。Aurotech 的工艺流程及操作参数见表1。

表1  Aurotech 之工艺流程及操作参数
  工序号  工序名称   药品名称配制浓度 PH值温度处理时间
1 酸性清洁剂 CupraprosH2SO4（d=1.84） 100ml/L10ml/L <1 35~40°C 4~6¢
3级逆流水洗自来水    3~4¢
2 微蚀 Na2S2O8H2SO4（d=1.84） 100g/L20ml/L <1 25~35°C 2~3¢
3级逆流水洗自来水    3~4¢
3 预浸 H2SO4（d=1.84） 50ml/L <1 22~32°C 3~5¢
活化 Aurotech-ac tivatorH2SO4（d=1.84） 200ml/L50ml/L <1 23~25°C 1~2¢
3级逆流水洗去离子水    3~4¢
4 化学镀镍 Aurotech CNN Mod配制液Aurotech CNN A 补充剂浓NH3水 150ml/L60ml/L15~20ml/L 4.8~5.3 82~90°C 20~30¢
化学镀镍备用槽
3级逆流水洗去离子水    3~4¢
5 化学浸金 Aurotech SF配制液Aurotech 起始液K[Au（CN）2]（Au68.3%） 238ml/L2ml/L3g/L 4.0~5.0 72~80°C 10~15¢
回收去离子水    1~2¢
2级逆流水洗去离子水    2~3¢
热水洗去离子水    0.5~1¢
烘干

4 化学镀镍/金之工艺控制
4.1 除油槽
一般情况下，印制板化学镀镍/金采用酸性除油剂来处理待加工印制板，其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增加润湿效果的目的。它应当具备不伤阻焊膜、低泡型及易水洗的特性。
4.2 微蚀槽
微蚀的目的，在于清洁铜表面之氧化及前工序遗留残渣，保持铜面新鲜及增加化学镀镍层的密着性。常用的微蚀液为酸性过硫酸钠溶液，参见表1。
4.3 预浸槽
预浸槽在制程中没有特别的作用，只是维持活化槽的酸度以及使铜面在新鲜状态下（无氧化物），进入活化槽。
4.4 活化槽
活化的作用，是在铜面析出一层钯，作为化学镀镍起始反应之催化晶核。如前所述，其形成过程为Pd与Cu的化学置换反应。
工艺控制需关心的问题有：钯槽稳定性问题、活化槽硝槽处理问题、增加后浸处理问题和活化后水洗问题。
4.5 化学镀镍槽
化学镀镍是通过在Pd的催化作用下，NaH2PO2水解生成原子态H，同时H原子在Pd催化条件下，将Ni2+还原为单质Ni而沉积在裸铜面上的过程。
工艺控制需关心的问题有：磷含量问题、溶液PH值控制问题、镍槽寿命控制问题、溶液活性与稳定剂关系问题、溶液负载量（Loading factor）问题、镀镍槽的配制问题、程式选择问题和槽内壁镍层之去除问题。
4.6 化学浸金槽
1）金槽之Au络合剂、PH值、SG、温度、浸渍时间要控制好。
    在一般情况下，浸金槽的浸渍时间设定在7~11分钟，操作温度控制在80~90℃，可以根据客户的要求，通过调节温度来控制金厚。
    2）沉积速率与浸金厚度问题
    以励乐公司“RONMERSE  SMT 药水”为例，其沉积速率一般控制在0.05μm/ 5min，使金层厚度最小为0.03μm，最大为0.12μm，此金层能防止镍底不被氧化。
    3）使用寿命问题
    由于化学浸金是一个置换式反应过程，随着金不断在镍底基上沉积，其反应速度逐渐下降，因而需注意浸金液的寿命，对于励乐公司“RONMERSE  SMT 药水”体系，大约在3MTO，超过它要及时进行更换。
    4）金回收处理问题
为了节省成本，金槽后需加装回收水洗，同时还能减轻对环境的污染。

5 化学镀镍/金可焊性控制
   5.1金层厚度对可焊性和腐蚀的影响
    在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随后的波峰焊，由于金层很薄，在高温接触的一瞬间，金迅速与锡形成“界面合金共化物”（如AuSn、AuSn2 、AuSn 3等）而熔入锡中。故所形成的焊点，实际上是着落在镍表面上，并形成良好的Ni-Sn合金共化物Ni3Sn4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，防止其钝化（氧化）。因此，若金层太厚，会使进入焊锡的金量增多，一旦超过3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。
    据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或很少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超过0.3μm时，镍层里发生强烈的不可控制的腐蚀。
  5.2镍层中磷含量的影响
    化学镀镍层的品质决定于磷含量的大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，一般可控制在7~9%。当镍面镀金后，因Ni-Au层Au层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，Ni为负极，Au为正极，由于电子迁移产生化学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊之后发生潜伏在内的黑色镍锈，导致可焊性劣化与焊点强度不足。原因是Au面上的助焊剂或酸类物质通过孔隙渗入镍层。如果此时镍层中磷含量适当（最佳7%），情况会改善。
   5.3镍槽液老化的影响
    镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化的槽液中，阻焊膜渗出的有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，一般在金属追加量达4~5MTO时，应更换。
  5.4 PH值的影响
    过高的PH，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特公司之Aurotech （酸性）镀镍/金体系，一般要求PH不超过5.3，必要时可通过稀硫酸降低PH。
  5.5稳定剂的影响
    稳定剂可阻止在阻焊Cu焊垫之间的基材上析出镍。但必须注意，太多时不但减低镍的沉积速度，还会危害到镍面的可焊性。
  5.6不适当加工工艺的影响
    为了减少Ni/Au所受污染，烘烤型字符印刷应安排在Ni/Au工艺之前。光固型字符油墨不宜稀释，并且也应安排在Ni/Au工艺之前进行。
    做好Ni/Au之后，不宜返工，也不宜进行任何酸洗，因为这些做法都会使镍层埋伏下氧化的危险，危及可焊性和焊点强度。
   5.7两次焊接的影响
对低档卡板只做一次焊接，一般不会有问题。但如笔记型电脑的主板、手机或PC等高档板，一般需两次焊接。
第一次焊接后，助焊剂残余会浸蚀镍层。第二次焊接的高温会促使氧化甚至变黑，其固有强度变坏，无法通过振动试验。遇到这种情况，只能从槽液管理上入手进行改进，使镀镍层具有更好的抗蚀性能。

6 化学镀镍/金与其它表面镍金工艺
    化学镀镍/金除了通常所指之化学镀薄金外，应打金线等需求，又派生出化学厚金工艺；出于耐磨导电等性能要求，也派生出化学镀镍金后的电镀厚金工艺；针对HDI板BGA位拉力要求，也派生出选择性沉金工艺。
6.1 化学厚金工艺
1）工艺流程
    除油®水洗®微蚀®水洗®预浸®活化®水洗®沉镍®水洗®化学薄金®回收®水洗 ®化学厚金®回收®水洗®干板
2）化学厚金之特点
    化学厚金是指在还原条件下，金离子被还原为金单质（还原剂同化学镀薄金），均匀沉积在化学薄金上面，在自催化作用下，达到所需要的厚度。
    一般情况下，印制板化学厚金的金厚控制在20μin左右。某些情况下，也有超过30μin金厚的。
3）工艺控制
    化学厚金最重要的是成本问题，所以，反应速度的控制尤为重要。络合剂、还原剂、稳定剂以及温度，是影响反应速度的重要因素。
6.2 沉金金手指电镀工艺
1）工艺流程
阻焊膜®沉镍金®干板®包胶纸®电镀金®去胶纸
其中，电镀金为如下工艺流程：
酸洗®水洗®刷磨®水洗®活化®水洗®镀金®回收®水洗®干板
2）沉金金手指电镀的特点
    沉金金手指这种类型的板，在制作过程中，先将整板的露铜部分，包括金手指部分进行化学镀镍金。然后，单独将金手指按客户要求之厚度进行电镀金。
这种工艺流程简单，性能可靠，既能满足客户元件粘贴要求，又能满足插接性能。
3）工艺控制
    包蓝胶纸时，一定要防止药水渗漏，避免金药水污染。此外，电镀厚金前，一定要将被镀表面磨刷干净，否则会引起分层。刷磨时，不可吝啬沉金层的浪费，刷磨效果越好，电镀金层的结合力越牢固。
6.3 选择性沉金工艺
1）工艺流程
阻焊膜®干菲林®曝光®显影®干板®沉镍金®褪菲林®干板®有机保焊涂敷
2）选择性沉金的特点
    选择性沉金既具有元件粘贴平整的特点，又具有良好的装配焊接性能。同时，针对HDI板BGA位等小型Pad位采用有机保焊涂覆（如Cu106），避免因Pad位太小而造成镍金拉力不足的缺点。而且，选择性沉金的成本低于整板沉金，是一种很有发展潜力的工艺。
3）工艺控制
干菲林是专用于沉镍金的类型，它不但应具有耐高温药液能力，且须具备良好的掩孔能力。由于沉镍金疏孔的局限性，其表面对微蚀药水非常敏感，极易造成镍层腐蚀。所以，在有机保焊涂覆制程中，微蚀率应在保证铜面清洁的前提下，控制的越低越好。能够采用贴红胶纸的制板，最好能象喷锡板那样，贴红胶纸加以保护。

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2021-04-21 06:35:11

如何预防印制电路板在加工过程中产生翘曲？

预防印制电路板在加工过程中产生翘曲印制电路板翘曲整平方法

2021-02-25 08:21:39

常用印制电路板标准汇总

的以及表面贴装技术和倒装晶片的组装技术）和对后续焊接、清洗和覆膜工艺的考虑。　　28） IPC-7129：每百万机会发生故障数目（DPMO）的计算及印制电路板组装制造指标。对于计算缺陷和质量相关

2018-09-20 11:06:00

常用印制电路板的版面设计注意事项和考虑因素

　　在常用的印制电路板类型中，版面设计应注意的事项详细说明如下:　　1)单面板:在成本要求较低的情况下通常使用这种类型的面板。在版面设计时，有时需要元器件或使用跨接线来跳过电路板的走线。如果数量太多

2018-09-07 16:26:44

正面金属化工艺高CP值选择-化学镀

移除后，再进行第二次的锌活化工艺，锌的活化颗粒表面将较为致密，因此目前各化学镀同业均以进行两次锌活化为主要标准工艺，避免表面形态不佳。三、成长镍金或镍钯金(一) 镍槽导入了在线实时监控系统此时，已完

2021-06-26 13:45:06

汇总印制电路板设计经验

作为一名电子工程师，印制电路板是电子工程师做电子设计必备的功课，相信大家在工作中也遇到过一些电子设计中的困惑和难题，这里我总结了一下印制电路板过程中的一些设计方法，希望能给予你们解答。一、印制电路板

2015-02-09 15:37:15

浅谈多层印制电路板的设计和制作pdf

浅谈多层印制电路板的设计和制作pdf浅谈多层印制电路板的设计和制作株洲电力机车研究所蒋耀生摘要从生产制作工艺的角度介绍了多层印制电路板以下简称多层板设计时应考

2008-08-15 01:14:56

深圳市印制电路板行业清洁生产技术指引

电镀化学镀过程的清洁生产技术 305 蚀刻工艺的清洁生产技术 346 清洗工艺和清洗水再生回用技术 367 多层压印制电路板层压过程的清洁生产工艺 38点击下载

2019-04-09 07:35:41

深度了解什么是柔性电路板FPC表面电镀

否漂流充分。 2.柔性电路板化学镀 　　当要实施电镀的线路导体是孤立而不能作为电极时，就只能进行化学镀。一般化学镀使用的镀液都有强烈的化学作用，化学镀金工艺等就是典型的例子。化学镀金液就是pH值非常高

2017-11-24 10:54:35

电镀在PCB板中的应用

之前再将其除去。这就增加了复杂性，额外增加了一套湿化学溶液处理工艺。　　对于印制电路板的制造来讲，线路电镀是一种好的方法，其标准厚度如下：　　1) 金(连接器顶端) ：50μm　　2) 镍

2009-04-07 17:07:24

电镀对印制PCB电路板的重要性

铜印制线上的另外一种涂层是有机物，通常是一种防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用丝网印制技术覆上一层环氧树脂薄膜。这种覆上一层有机保焊剂的工艺不需要电子交换，当电路板浸没在化学镀液中后，一种具有氮耐受性的化合物可以沾附到暴露的金属表面且不会被基板吸收。

2019-12-13 16:41:14

电镀对印制PCB电路板的重要性

，通常是一种防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用丝网印制技术覆上一层环氧树脂薄膜。这种覆上一层有机保焊剂的工艺不需要电子交换，当电路板浸没在化学镀液中后，一种具有氮耐受性的化合物可以站附到暴露的金属表面且不

2018-11-22 17:15:40

电镀对印制PCB电路板的重要性有哪些？

涂层是有机物，通常是一种防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用丝网印制技术覆上一层环氧树脂薄膜。这种覆上一层有机保焊剂的工艺不需要电子交换，当电路板浸没在化学镀液中后，一种具有氮耐受性的化合物可以站附到暴露

2023-06-09 14:19:07

电镀对印制电路板的重要性

的另外一种涂层是有机物，通常是一种防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用丝网印制技术覆上一层环氧树脂薄膜。这种覆上一层有机保焊剂的工艺不需要电子交换，当电路板浸没在化学镀液中后，一种具有氮耐受性的化合物可以

2012-10-18 16:29:07

线路板基础问题解答

）、去除抗蚀层、全板涂覆电镀抗蚀剂、钻孔、孔内化学镀铜、去除电镀抗蚀剂。　　6．减成法工艺中印制电路分为几类？写出全板电镀和图形电镀的工艺流程。　　--非穿孔镀印制板、穿孔镀印制板、穿孔镀印制板和表面

2018-09-07 16:33:49

线路电镀和全板镀铜对印制电路板的影响

2018-09-07 16:26:43

组装印制电路板的检测

　　为完成印制电路板检测的要求，已经产生了各种各样的检测设备。自动光学检测( AOI) 系统通常用于成层前内层的测试;在成层以后，X 射线系统监控对位的精确性和细小的缺陷;扫描激光系统提供了在回流

2018-11-22 15:50:21

组装并焊接的印制电路板存在哪些缺陷？

印制电路板的检测要领是什么？组装并焊接的印制电路板存在哪些缺陷？

2021-04-23 07:16:25

请问印制电路板基本原则是什么？

印制电路板基本原则是什么？

2021-04-21 06:45:37

请问印制电路板是怎样应用互联技术的？

请问印制电路板是怎样应用互联技术的？

2021-04-21 06:36:39

高速PCB设计| 深度了解什么是柔性电路板FPC表面电镀

2017-11-24 10:38:25

印制电路板设计规范

印制电路板设计规范:规范印制电路板工艺设计，满足印制电路板可制造性设计的要求，为硬件设计人员提供印制电路板工艺设计准则，为工艺人员审核印制电路板可制

2008-12-28 17:00:45

Pcb化学镀镍/金工艺介绍

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

2009-10-17 14:55:02

印制电路板污水处理技术探讨

印制电路板污水处理技术探讨 印制电路板污水处

2006-04-16 21:06:28

903

印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(一)

镍金之工艺流程、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。[关键词] 印制电路板，化学镍金，工艺1

2006-04-16 21:24:27

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印制电路板工艺设计规范

印制电路板工艺设计规范一、目的：规范印制电路板工艺设计，满足印制电路板可制造性设计的要求，为硬件设计人员

2008-12-28 17:00:21

494

印制电路板的分类

印制电路板的分类 印制电路板根据制作材料可分为刚性印制板和挠性印制板。刚性印制板有酚醛纸质层压板、环

2009-03-08 10:33:40

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印制电路板的制作工艺流程

印制电路板的制作工艺流程要设计出符合要求的印制板图，电子产品设计人员需要深入了解现代印制电路板的一般工艺流程。

2009-03-08 10:34:14

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印制电路板的设计基础

印制电路板的设计基础电子设计人员的电路设计思想最终要落实到实体，即做成印制电路板。印制电路板的基材及选用，组成电路各要素的物理特性，如过孔、槽、

2009-03-08 10:35:43

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印制电路板电镀及层压化学类实用手册

印制电路板电镀及层压化学类实用手册 印制电路板制造技术的飞速发展，促使广大从事印制电路板制造行业的人们，加快知识更新。为此，就必须掌握必要的新知识并

2009-04-15 08:54:19

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印制电路板的印制图案要宽而短

印制电路板的印制图案要宽而短　　印制电路板图上的印制导线是将敷铜板需要的铜箔保存下来，构成连接元器件的导线，本书将这

2009-11-19 09:07:20

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探讨印制电路板用化学镀镍金工艺

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2016-06-15 15:53:57

挠性电路板化学镍钯金工艺技术研究

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2017-01-22 20:56:13

PCB电路板的图形和全板电镀法工艺流程介绍

阻焊层（2）全板电镀法覆铜箔板一钻孔一去毛刺一表面清整处理一弱腐蚀一活化一化学镀铜一全板镀铜一贴膜或网印一蚀刻一退抗蚀剂一涂阻焊剂一热风整平或化学镀镍金在以上印制电路板制作过程中都有化学镀铜工艺，化学镀铜是印制电路板制作过程

2017-09-26 15:18:05

印制电路板的质量要求_印制电路板的原理

本文首先阐述了印制线路板的制造原理，其次介绍了印制电路板的质量控制和印制电路板质量认证的基本要求，最后介绍了印制电路板设计质量的要求。

2018-05-03 09:33:49

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为什么叫印制电路板?印制电路板来由介绍

本文首先阐述了为什么叫印制电路板以及印制电路板来源与发展，其次介绍了印制电路板的优点和制作工艺，最后介绍了印制电路板在下游各领域中的运用及未来发展趋势。

2018-05-03 09:59:53

7382

印制电路板的一般布局原则_印制电路板前景

本文首先介绍了印制电路板的一般布局原则，其次介绍了印制电路板（PCB）行业深度分析，最后介绍了印制电路板的前景。

2019-05-17 17:48:59

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印制电路板的装配工艺

　印制电路板在整机结构中由于HH54BU-100/110V具有许多独特的优点而被大量使用，电子产品的整机组装几乎都是以印制电路板为核心展开的。印制电路板的装配主要是将电阻器、电容器、晶体管，以及各种电子元器件通过焊接或表面贴装的方法安装到印制电路板上。

2019-05-24 15:42:21

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印制电路板翘曲的原因及预防方法

印制电路板翘曲的成因，一个方面是所采用的基板（覆铜板）可能翘曲，但在印制电路板加工过程中，因为热应力，化学因素影响，及生产工艺不当也会造成印制电路板产生翘曲。

2019-05-24 14:31:41

5720

刚挠印制电路板去钻污及凹蚀技术

去钻污及凹蚀是刚-挠印制电路板数控钻孔后，化学镀铜或者直接电镀铜前的一个重要工序，要想刚-挠印制电路板实现可靠电气互连，就必须结合刚-挠印制电路板其特殊的材料构成，针对其主体材料聚酰亚胺和丙烯酸不耐

2019-05-28 16:17:35

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印制电路板工艺设计规范

安装有主要器件（IC等主要器件）和大多数元器件的印制电路板一面，其特征表现为器件复杂，对印制电路板组装工艺流程有较大影响。通常以顶面（Top）定义。

2022-11-16 10:02:02

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印制电路板工艺设计规范

　规范印制电路板工艺设计，满足印制电路板可制造性设计的要求，为硬件设计人员提供印制电路板工艺设计准则，为工艺人员审核印制电路板可制造性提供工艺审核准则。

2023-07-20 14:49:42

546

印制电路板的镀金槽液在线XRF分析应用研究

光谱分析（X Ray Fluorescence，简称XRF）在测定印制电路板化学镀金工序金缸中镍金含量的应用。 &nbs

2023-08-11 14:52:59

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印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(二)

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