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。
原因
铜层针孔 对策
改善镀铜，蚀刻等制程
镀镍时绿油溶出
检讨绿油特性，后烤条件及前处理流程
微蚀过度
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
更换镀液 检讨杂质来源 缩短水洗时间 增加水洗槽进水量
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 • 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
Ni/P晶粒随镀镍时间增大
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， 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 绿油溶入镀液
检讨前制程与加强清洁剂，微蚀，磨刷或喷砂
同上
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）
铜表面氧化没完全去除
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
镍镀层结构不良
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 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
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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
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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
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 • 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) • Ni+ Au(CN)2- → Ni2+ + Au + 2CN-
电化学理论
• H2PO2- + H2O→ H2PO32- + 2H+ +2e- 次磷酸要氧化释放电子（阳极反 应） • Ni2+ + 2e- → Ni 镍离子得到电子还原成金属镍（阴极反应） • 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
微蚀SPS
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 •
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
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.
• 谢谢
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， 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