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讲解PCB电镀镍工艺以及及故障解决的办法
2019-08-13
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效用与特别的性质

在PCB上,镍用来作为贵金属和贱金属的衬底镀层,同时,对于一点单面印制板,镍也常用作面层。对于重担荷磨耗的一点外表,如开关触点、触片或插头金,用镍来作为金的衬底镀层,可大大增长耐磨性。当用来作为阻止层时,镍能管用地避免铜和其他金属之间的廓张。哑镍/金组合镀层每常用来作为抗腐刻的金属镀层,并且能适合热压焊与钎焊的要求,惟独只有镍能够作为含氨类腐刻剂的抗蚀镀层,而不需热压焊又要

求镀层洁净的PCB,一般认为合适而使用光镍/金镀层。镍镀层厚度普通不低于2.5微米,一般认为合适而使用4-5微米。

PCB低应力镍的淀积层,一般是用改性型的瓦特镍镀液和具备减低应力效用的添加剂的一点氨基磺酸镍镀液来镀制。

我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍(也称低应力镍或半洁净镍),一般要求镀层平均精细周密,孔隙率低,应力低,延展性好的独特的地方1.png

氨基磺酸镍(氨镍)

氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。所取得的淀积层的内部策应力低、硬度高,且具备极为优良的延展性。将一种去应力剂参加镀液中,所获得的镀层将稍有一点儿应力。因为镀层的应力低,所以取得广泛的应用,但氨基磺酸镍牢稳性差,其成本相对高。

改性的瓦特镍(硫镍)

改性瓦特镍根据处方配药,认为合适而使用硫酸镍,连同参加溴化镍或氯化镍。因为内部策应力的端由,所以大都选用溴化镍。它可以出产出一个半洁净的、稍有一点儿内部策应力、延展性好的镀层;况且这种镀层为随即的电镀很容易活化,成本相对底。

镀液各组分的效用

主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐,镍盐主要是供给镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的效用。镀镍液的液体浓度随供应厂商不一样而稍有不一样,镍盐准许含量的变动较大。镍盐含量高,可以运用较高的负极电流疏密程度,淤积速度快 ,常用作高速镀厚镍。不过液体浓度过高将减低负极极化,散布有经验差,并且镀液的带出亏损大。镍盐含量低淤积速度低,不过散布有经验美好,能取得形成晶体精细周密洁净镀层。

缓和冲突剂──硼酸用来作为缓和冲突剂 ,使镀镍液的PH值保持在一定的范围内。实践证实,当镀镍液的PH值过低,将使负极电流速率减退;而PH值过高时,因为H2的不断析出 ,使紧靠负极外表近旁液层的PH

值迅疾升高,造成Ni(OH)2胶体的生成,而Ni(OH)2在镀层中的掺杂,使镀层脆性增加,同时 Ni(OH)2胶体在电极外表的吸附,还会导致氢气泡儿在电极外表的停留不动,使镀层孔隙率增加。硼酸不止有PH缓和冲突效用,并且他可增长负极极化,因此改善镀液性能,减损在高电流疏密程度下的“烧焦“现象。硼酸的存在还有帮助于改善镀层的机械性能。

阳极活化剂──除硫酸盐型镀镍液运用不溶性阳极外,其他类型的镀镍工艺均认为合适而使用可溶性阳极。而镍阳极在通电过程中极易钝化,为了保障阳极的正常溶解,在镀液中参加一定量的阳极活化剂。经过尝试发觉,CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。在包括氯化镍的镀镍液中,氯化镍除开作为主盐和导电盐外,还起到达阳极活化剂的效用。在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中,需依据实际性况添加一定量的食盐。 溴化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来维持镀层的内部策应力,并赋与镀层具备半洁净的外观。

添加剂——添加剂的主要成份是应力消弭剂,应力消弭剂的参加,改善了镀液的负极极化,减低了镀层的内部策应力,随着应力消弭剂液体浓度的变动,可以使镀层内部策应力由张应力变更为压应力。常用的添加剂有:萘磺酸、对甲苯磺酰胺、甲苯糖精等。与没有去应力剂的镍镀层相形,镀液中参加去应力剂将会取得平均精细周密并具备半洁净的镀层。一般去应力剂是按安培一钟头来添加(现通用组合专用添加剂涵盖防针孔剂等)。

润湿剂——在电镀过程中,负极上析出氢气是必然性的,氢气的析出不止减低了负极电流速率,并且因为氢气泡儿在电极外表上的停留不动,还将使镀层显露出来针孔。镀镍层的孔隙率是比较高的,为了减损或避免针孔的萌生,应该向镀液中参加小量的润湿剂,如十二烷基硫酸钠、二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等,它是一种阴离子型的外表活性事物,能吸附在负极外表上,使电极与溶液间的界面拉力减低,氢气泡儿在电极上的润湿接触须减小,因此使气泡儿容易离去电极外表,避免或减缓了镀层针孔的萌生。

镀液的保护

一、温度——不一样的镍工艺,所认为合适而使用的镀液温度也不一样。温度的变动对镀镍过程的影响比较复杂。在温度较高的镀镍液中,取得的镍镀层内部策应力低 ,延展性好,温度加致50度C时镀层的内部策应力达到牢稳。普通操作温度保持在55--60度C。假如温度过高,将会发生镍盐水分解,生成的氢氧气化镍胶体使胶体氢气泡儿停留不动,导致镀层显露出来针孔,同时还会减低负极极化。所以办公温度是很严明的 ,应当扼制在规定的范围之内,在实职中是依据供应商供给的最优温控值 ,认为合适而使用常温扼制器维持其办公温度的牢稳性。

二、PH值——实践最后结果表明,镀镍电解液的PH值对镀层性能及电解液性能影响莫大。在PH≤2的镪水性电镀液中,没有金属镍的淤积,只是析出轻气 。普通PCB镀镍电解液的PH值保持在3—4之间 。PH值较高的镀镍液具备较高的散布力和较高的负极电流速率。不过PH过高时,因为电镀过程中负极不停地析出轻气,使负极外表近旁镀层的PH值升高较快,当大于6时,将会有轻氧气化镍胶体生成,导致氢气泡儿停留不动,使镀层显露出来针孔。氢氧气化镍在镀层中的掺杂 ,还会使镀层脆性增加。PH较低的镀镍液,阳极溶解较好,可以增长电解液中镍盐的含量,准许运用较高的电流疏密程度,因此巩固出产。不过PH 过低 ,将使取得洁净镀层的温度范围变窄。 参加碳酸镍或碱式碳酸镍,PH值增加 ;参加氨基磺酸或硫酸,PH值减低,在办公过程中每四钟头查缉调试一次PH值。

三、阳极——到现在为止所能见到的PCB常理镀镍均认为合适而使用可溶性阳极 ,用钛篮作为阳极内装镍角已相当存在广泛。其长处是其阳极平面或物体表面的大小可做得足够大且未变动,阳极保护调养比较简单 。钛篮应装入聚丙烯材料织成的阳极袋内避免阳极泥掉入镀液中。并应定期清洗和查缉小孔是否顺畅。新的阳极袋在运用前,应在沸腾的水中泡在水中。

四、净化——当镀液存在有机化合物污染时,就应当用活性炭处置。但这种办法通例会去除一小批去应力剂(添加剂),务必加以补给。其处置工艺如下所述;

1、抽取阳极,加除杂水5ml/l,加热(60—80度C)鼓动(气拌和)2钟头。

2、有机杂质很长时间,先参加3—5ml/lr的30百分之百防腐剂处置,气拌和3钟头。

3、将3—5g/l面子状活性在不断拌和下参加,接着气拌和2钟头,关拌和静置4钟头,加助滤粉运用备用槽来过淋同时清缸。

4、清洗保护调养阳极挂回,用镀了镍的瓦垄形铁板作负极,在0.5—0.1安/平方分米的电流疏密程度下施行拖缸8—12钟头(当镀液存在无机物污染影响品质时,也常认为合适而使用)

5、换过淋芯(普通用一组棉芯一组碳芯串连蝉联过淋,按周期性便换可管用延期大处置时间,增长镀液的牢稳性),剖析调试各参变量、参加添加剂润湿剂即可试镀。

五、剖析——镀液应当用工艺扼制所规定的工艺规程的要领,定期剖析镀液组分与赫尔槽尝试,依据所得参变量引导出产部门调节镀液各参变量。

六、拌和——镀镍过程与其他电镀过程同样 ,拌和的目标是为了加速传质过程,以减低液体浓度变动,增长准许运用的电流疏密程度最大限度。对镀液施行拌和还有一个非常关紧的效用,就是减损或避免镀镍层萌生针孔。由于,电镀过程中,负极外表近旁的镀离子匮竭,氢气的数量多析出 ,使PH值升涨而萌生氢氧气化镍胶体,导致氢气泡儿的停留不动而萌生针孔。增强对留镀液的拌和,就可以消弭上面所说的现象。常用压缩空气、负极移动及强迫循环(接合碳芯与棉芯过淋)拌和。

七、负极电流疏密程度——负极电流疏密程度对负极电流速率、淤积速度及镀层品质均有影响。测试最后结果表明,当认为合适而使用PH较底的电解液镀镍时,在低电流疏密程度区,负极电流速率随电流疏密程度的增加而增加;在高电流疏密程度区,负极电流速率与电流疏密程度无关,而当认为合适而使用较高的PH电镀液镍时,负极电流速率与电流疏密程度的关系半大。
与其他镀种同样,镀镍所选取的负极电流疏密程度范围也应视电镀液的组分、温度及拌和条件而定,因为PCB拼板平面或物体表面的大小较大,使高电流区与低电流区的电流疏密程度相差非常大,普通认为合适而使用2A/dm2为宜。

故障端由与摈除

一、麻坑:麻坑是有机化合物污染的最后结果。大的麻坑一般解释明白有油污染。拌和不好,就不可以斥逐掉气泡儿,这便会形成麻坑。可以运用润湿剂来减小它的影响,我们一般把小的麻点叫针孔,处置不好、有金属什质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会萌生针孔。镀液保护及工艺扼制是关键,防针孔剂应用作工艺牢稳剂来补加。

二、不细腻、毛刺 :不细腻就解释明白溶液脏,充分过淋就可匡正(PH太高易形成氢氧气化物沉淀应加以扼制)。电流疏密程度太高 、阳极泥及补加水不纯带入杂质,严重时都将萌生不细腻及毛刺。

三、接合力低:假如铜镀层未经充分去氧气化层,镀层便会显露出来剥落现象,铜和镍之间的黏着力差 。假如电流中断 ,那将会在中断处导致镍镀层的自身剥落,温度太低,严重时也会萌生剥落。

四、镀层脆、可焊性差:当镀层受屈曲或遭受某种程度的磨耗时,通例会显示出镀层脆。这就表明存在有机化合物或重金属什质污染,添加剂过多、夹带的有机化合物和电镀抗蚀剂,是有机化合物污染的主要出处,务必用活性炭加以处置,添加济不充足及PH过高也会影响镀层脆性。

五、镀层发暗和颜色光泽翘棱均 :镀层发暗和颜色光泽翘棱均,就解释明白有金属污染。由于普通都是先镀铜后镀镍,所以带入的铜溶液是主要的污染源。关紧的是 ,要把挂具所沾的铜溶液减损到最低程度。为了去除槽中的金属污染 ,特别是去铜溶液应当用斑纹钢负极,在2~5安/平方英尺的电流疏密程度下,每加仑溶液空镀5安培一钟头。前处置不好、低镀层不好、电流疏密程度太小、主盐液体浓度太低、电镀电源回路接触不好都会影响镀层颜色光泽。

六、镀层烧灼 :引动镀层烧灼的有可能端由:硼酸不充足,金属盐的液体浓度低、办公温度太低、电流疏密程度太高、PH太高或拌和不充分。

七、淀积效率低: PH值低或电流疏密程度低都会导致淀积效率低。

八、镀层起泡或起皮:镀前处置不好、半中腰断电时间过长、有机杂质污染 、电流疏密程度过大、温度太低、PH太高或太低、杂质的影响严重特殊情况萌生起泡或起皮现象。

九、阳极钝化:阳极活化剂不充足,阳极平面或物体表面的大小太小电流疏密程度太高。