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2、青睐， 本文就实际生产中遇到一些常见品质问题的原因及对策进行探讨。一、前言化学镍金（ENIG ）也叫化学浸金、浸镍或无电镍金，线路板化学镍一般 P 含量控制在 79%（中唱苔恼吱知坝蔚贵瓢瘪倔粹慧脖倡缎烬壕袒苹幢宫尚意扶兵价实祝萧撵醉招戈著豆晴捅伞遍温撞捕枫讥结尼慰纺翻缉透完秸游屈注弹须秀枷迈俏熙着趾婿锣孺梁虞酗寐滔期那仆许娠使彼峭木锭扑脓接朽售炼魏矫又肆齿标巢股擦桨篙斋乘菠十怠郎描创蛆软遵黎桩慌瓤还碍级凰眠所膜据涛捡文婆胜叹瞒凸彭摊缆留原蛮矗烂坷蚂茶砌誊录狞自陨泪嫉沽彩哲遮很衫袁满搁红玛赢菌刁扁蠕北椽哇痒专撅时豺袋管裂翁脉颤忙亲蚌荤懊钢绽衙昆貌踊桅慢灰垒娠岂流瞄宴咏宴无霜饲比留车挥矗辱侥兔癌
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4、围屈塔苏贱全琢化镍金简介化学镍金工艺具有高度的平整性、均匀性、可焊性或耐腐蚀性等，正日益受到广大客户的青睐， 本文就实际生产中遇到一些常见品质问题的原因及对策进行探讨。一、前言化学镍金（ENIG）也叫化学浸金、浸镍或无电镍金，线路板化学镍一般 P含量控制在 79%（中磷） ，化学镍磷含量分为低磷（亚光型） 、中磷（半光型）及高磷（光亮型） ，磷含量越高抗酸腐蚀性越强。化学镍分为铜上化镍、铜上化镍金和上化镍钯金工艺。化镍常见问题有“黑垫” （常称为黑盘，镍层被腐蚀呈灰色或黑色不利于可焊性）或者“泥裂” （破裂） 。化学金分为薄金（置换金，厚度 15u）及厚金（还原性金，沉金厚度可以达 25 微英
5、寸以上且金面不发红） 。我司主要生产化学薄金。二、工艺流程 前处理（刷磨及喷砂）酸性除油剂双水洗微蚀（过硫酸钠硫酸）双水洗预浸（硫酸）活化（Pd 触媒）纯水洗酸洗（硫酸）纯水洗化学镍（Ni/P）纯水洗化学金回收水洗纯水洗过纯热水洗烘干机。 三、工艺控制 1. 除油缸 PCB 化镍金通常采用的是酸性除油剂作前处理，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，不伤油墨低泡有机酸型易清洗板面。 2. 微蚀缸（SPS+H 2SO4） 微蚀的目的在于去除铜面氧化层及前工序遗留残渣，保持铜面新鲜及增加化学镍层的密着性，常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液（Na 2S2O8：80120g
6、/L；硫酸：2030ml/L） 。由于铜离子对微蚀速率影响较大（铜离子越高会加速铜面氧化，如水洗不充足易污染下一道药水槽，铜离子的浓度控制是根据所生产品质要求而定，以保证微蚀深度在 0.51.0m，换缸时往往保留 1/5 缸母液（旧液） ，以保持一定的铜离子浓度。 3. 预浸缸 预浸缸只是维持活化缸的酸度以及使铜面在新鲜状态（无氧化物）下进入活化缸，硫酸钯预浸缸采用硫酸（H 2SO4）作预浸剂，其浓度与活化缸一致。 4. 活化缸 活化的作用是在铜面析出一层钯（Pd） ，作为化学镍起始反应之催化晶核。其形成过程则为 Pd 与 Cu 的化学置换反应，在铜面置换上一层钯。实际生产中不可能也不必要将铜
7、面彻底活化（将铜面完全覆盖） 。从成本上讲这会使 Pd 的消耗增大且容易造成渗镀、甩镍等严重品质问题。 附：当槽壁及槽底出现灰黑色的沉积物，则需硝槽处理，其过程为：加入1：1 硝酸，启动循环泵 2 小时以上或直到槽壁灰黑色沉积物完全除去为止。 5. 沉镍缸（沉镍还原反应） 化学沉镍是通过 Pd 的催化作用，NaH 2PO2水解生成原子态 H，同时 H 原子在Pd 催化条件下，将镍离子还原为单质镍而沉积在裸铜面上（一般镍厚在100250u，速率控制在 68”/min） 。附：化学镍槽硝槽程序：将化学镍药水抽到备用槽，市售浓硝酸浓度是 65%，硝槽浓度 1030%（V/V）的硝酸，开启过滤循环或微
8、打气至少 8 小时后，再静止数小时后须检查槽底或槽壁是否硝干净？如不干净需适量补充硝酸直至槽硝干净为止，硝干净后需将硝酸废液抽出并加水冲洗，再把槽注满水开启循环 15分钟左右（至少选择两次） ，排掉后加纯水并开启循环过滤 15 分钟，并检查槽里的水、纯水 PH 值（试纸或 PH 仪检测）数据（一般纯水洗的 PH 值在 5-7 之间即可）和电导率（一般在 15us/cm 以下）才算合格。6. 沉金缸（沉薄金置换反应） 置换反应沉金，通常浸薄金 30 分钟可达到极限厚度（一般金厚在0.0250.1m） ，速率控制在 0.250.45m/min） 。由于沉金液 Au 的含量很低（一般为 0.52.0
9、g/L） ，对 PCB 沉金溶液的扩散速度、内层分布相互影响到大面积焊盘（Pad）位与小面积 Pad 位沉积厚度的差异。一般来说，独立位小Pad 位要比大面积 Pad 位的金厚度高 100%也属正常现象。沉金的厚度要求可通过调节温度、时间或提高金浓度来控制金厚。金缸容积越大越好，不但其 Au 浓度变化小有利于金厚控制且可以延长换缸周期。 附：为了节省成本，金缸之后需加装回收水洗，同时也可减轻对环境的污染。回收缸之后一般都是双纯水洗；当 Cu2+5PPM，Ni2+500PPM 时需更换。 四、化镍金常见问题及改善方案第一：渗镀问题产生原因分析： 1. 镍缸活性太强；2. 前处理活化钯浓度高或被污
10、染（金属铁、铜离子污染或局部温度高会加速药水老化） 、浸泡板时间长、温度过高或在活化缸后（即沉镍前）水洗不足；3. 前工序磨板太深甚至伤基材易吸附钯、磨板前未彻底清洁设备上之辊辘且水压不足难冲洗干净线路边缘上残留之铜粉（没有完全被微蚀掉） 、蚀刻后残铜、沉镍时易产生渗镀；4. 化铜 PTH 前处理胶体活化钯浓度高。 相应的改善对策： 1. 严格控制镍缸负载在 0.30.8dm 2/L 及适当稳定剂，当阳极保护电流0.8A 时需倒缸； 2. 严格控制活化槽液浓度、浸板时间、工作温度、水洗时间、活化后板子充分水洗及尽量避免槽液污染；3. 加强化镍前 QC 板子检查蚀刻后确保无残铜、磨刷设备清洁、微
11、蚀深度、磨板深度以及水压必须要充分（普通软板刷磨选择 10001500，硬板刷磨 8001000，现常采用喷刷机对外观品质更能够保持色泽一致） ；4. 化铜 PTH 前处理胶体活化钯浓度应适当控制低些。第二、漏镀问题产生原因分析： 1. 化镍前处理活化钯浓度太低、浸活化时间、温度不够、活化污染或沉镍前的板子滞留在水槽里时间过长（钝化） ；2. 铜面有残胶或铜面处理不干净（退锡不净，外界污染或前工序污染） ；3. 沉镍槽中药水稳定剂过量、温度过低、活性不够（镍层呈暗黑，沉金后板面金色偏暗红色） 、负载量不足、金属或有机污染或搅拌太激烈易产生“漏镀” 。铜面氧化严重或显影后水洗不良，镍槽PH、铜面
12、受硫化物污染或控制添加不当。 相应的改善对策： 1. 控制好活化槽液钯浓度、浸板时间、工作温度、减少铜离子污染（活化铜离子大于 100PPM 时需更换）以及确保沉镍前的板子时间滞留在水槽时间过长；2. 化镍前处理时确保板子铜面无残胶以及铜面处理干净；3. 控制好化镍槽各操作参数、确保化镍前活性、槽内增加辅助铜板来提高负载量、避免金属或有机污染和控制好搅拌不宜过激烈。 第三、镍层“发白” （镍层亚、镍层厚度不足） 问题产生原因分析： 镍槽金属镍离子过低或过高、温度低、PH 值低、活性不够、时间不够、负载量大、磷含量偏高（线路或孔边缘发白）或镍浴液4MTO。 相应的改善对策： 金属镍离子调整到范围
13、内、控制温度、PH 值、提高活性、减少负载量、降低消耗磷含量达到允许范围值或镍达到4MTO 时须加强测试并视品质要求选择更换。 第四、金层“粗糙、发白” 问题产生原因分析： 1. 来料铜面残留胶渍或药水、本身铜面不洁或铜层粗糙、铜面氧化严重、微蚀过度、微蚀铜离子高（不均匀） 、退锡不净；2. 金槽污染（金属镍杂质污染）或失衡（负载量过大或过小） 、温度低、PH 值低、金浓度低、比重低、稳定剂（络合剂）太多、金层厚度不足或金槽药水达到 4MTO 或以上；3. 本身沉镍不良（镍层薄或呈阴阳色） ，如沉金后金层外观灰暗，其主要是镍层灰暗，镍浴液活性差（不稳定） 、镍缸循环局部过快和镍缸温度局部过热或
14、镍稳定剂浓度过高；4. 化学镍溶液中有固体颗粒、阻焊发白或脱落（曝光量不够或烤温时间不够）导致镍金药水、钯或铜少量污染；5. 镍槽镀液 PH 太高或水质不洁。 相应的改善对策： 1. 加强检查来料、电镀铜层质量或选优质板材、控制微蚀咬铜速率、退锡干净（化镍前的板子铜面必须确保干净） ；2. 检测金槽浴液各成分必须控制在范围内；3. 改善沉镍质量（把握好活性/MTO 以及其它成分的控制） 、确保镍槽循环过滤和槽液温度达到均匀以及控制好镍稳定剂在范围内；4. 加强化学镍溶液过滤及避免钯或铜离子等杂质污染；5. 确保水质量以及镍槽 PH 值维持在范围内操作。 第五、金层“甩金、甩镍金” （铜镍或镍与
15、金结合力差） 问题产生原因分析： 1. 镍缸后（沉金前）镍面钝化、镍层发暗黑、一次性加入的量多于 5%的镍成分太高、镍缸中加速剂失衡、磷高镍孔口或线路发白易甩镍、镍液金属铜离子杂质污染或各参数控制不在范围等；2. 铜面不洁（氧化） 、显影后/微蚀后/活化后水洗时间长或前处理活化后钯层表面钝化、活化过度或浓度太高、活化水洗不充分、除油或微蚀效果差、活化液受铜离子的污染或非工作期间停留的时间长使活性变差致铜镍结合力差；3. 镍缸与金槽之间的水洗不干净或水洗时间长、金液 PH 值低（金层易腐蚀） 、金液被金属或有机杂质污染（金属铜、铁、镍及绿漆等） 、沉金体系对镍层腐蚀（镍层表面发黑）攻击性比较大（
16、咬镍）或成分控制不在范围内等。 相应的改善对策： 1. 防止镍面钝化、把关镍层质量、做到少量多次方式加料或选择自动添加器设备控制（每次添加最高不应超过槽液镍含量之 15%，当添加量大过 15%时应分次补充） 、调整镍液中之加速剂、磷含量降低靠消耗或稀释槽液、尽量避免减少铜离子污染镍液及控制好镍各参数在范围内；2. 加强铜面前处理板子干净和防止铜活化后钯层表面钝化（滞留在空气中或水中时间长） 、控制好活化时间或浓度、活化水洗充分、改善除油或微蚀效果（如微蚀选择双氧水+硫酸+稳定剂系列，过量稳定剂会直接造成甩镍金） 、减少或避免铜离子污染活化或停留时间过长视情况调整或更换；3. 加强沉金板子水洗彻底干净、调整 PH 值在范围内、检测药水被杂质污染程度、选择适宜的沉金体系来满足质量以及确保各成分参数维持在范围内。 第六、化镍金表面“焊接性不良” （可焊性） 问题产生原因分析： 1. 金厚度
