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浅析沉金工艺的控制方法

  一、 工艺简介
  沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色不乱,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)。
  二、 前处理
  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,以作沉镍活化中央。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。出产过程中,各种药水必需按期分析和补加,控制在要求范围内。较重要的好比:微蚀速率应控制在“25U—40U”,活化药水铜含量大于800PPM时必需开新缸,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。
  三、 沉镍
  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)以及不乱剂,因为化学镍对药水成分范围要求比较严格,在出产过程中必需每班分析化验两次,并依出产板的裸铜面积或经验补加Ni2还原剂,补加料时,
  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 不出产时,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,良多化学成分对化学镍有害,可分为以下几类:按捺剂:包括Pb.Sn..Hg.Ti.Bi(低熔点的重金属),
  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,重办时,会导致化学镀镍工艺完全休止。
  有机杂质:包括:除以上所提到的有机的不乱剂以外,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门杂质,但不能完全清除。
  不不乱剂:包括Pd和少量的铜,这两种成分造在化学镍不不乱,使镀层粗拙,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。
  总之:在出产过程中要采取有效措施减少此类杂质混入镀液。
  四、沉金
  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℃。
  五、后处理
  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,有前提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,而得到镀层平均,光亮度好的沉金板。
  六、出产过程中的控制
  在沉镍金出产过程中常常泛起的题目,经常是镀液成分失衡,添加剂品质欠佳及镀液杂志含量超标,防止和改善此题目,对工艺控制起到很大的作用,现将出产过程中应留意的因素有以下几种:
  1) 、化学镍金工艺流程中,由于有小孔,每一步之间的水洗是必须的,应特别留意。
  2) 、微蚀剂与钯活化剂之间
  微蚀以后,铜轻易褪色,严峻时使钯镀层不平均,从而导致镍层发生故障,假如线路板水洗不好,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。
  3)、钯活化剂与化学镍之间
  钯在化学镍工艺中是最危险的杂质,极微量的钯都会使槽液天然分解。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。
  4)、化学镍与浸金之间
  在这两步之间,转移时间则轻易使镍层钝化,导致浸金不平均及结协力差。这样轻易造成甩金现锡。
  5)、浸金后
  为保持可焊性及延展性,镀金后充分水洗(最后一道水洗最好用蒸馏水),并完全干燥,特别是完全干燥孔内。
  6)、沉镍缸PH,温度
  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值丈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,低温用来减慢针泛起。不操纵时,不要把温度保持在操纵温度,这会导致还原剂和不乱剂成分分解见下表:
  故障1:漏镀:在线路板边沿化学镍薄或没有镀上化学镍
  原因:1.1重金属的污染.1.2不乱剂过量1.3搅拌太激烈1.4铜活化不恰当
  改善方法:1.1减少杂质来源1.2检查维护方法,必要时进行改善1.3平均搅拌,检查泵的出口1.4检查活化工艺
  故障2:搭桥:在线之间也镀上化学镍
  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
  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调节操纵前提.2.5改善微蚀,微蚀时间稍长会更有利
  故障3:3、金太薄
  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
  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
  故障4:4、线路板变形
  原因:4.1化学镍或浸金的温度太高.
  改善方法:4.1降低温度.
  故障5:5、可焊性差
  原因:5.1金的厚度不准确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最后一道水洗的效果不好.
  改善方法:5.1金的最佳厚度是:0.05~0.1UM5.2参看1.15.3来自于设备和操纵者的原因5.4线路板应存放在干燥凉爽的地方,最好放于密闭的塑料袋里5.5更换水,增加水流速度
  故障6:6、金层不均
  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
  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,简朴碳处理恢复浸金工艺,首提高前辈行试验
  故障7:7、铜上面镍的结协力差
  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
  改善方法:7.1延长微蚀时间或进步温度.7.2减少活化时间.7.3降低温度7.4优化水洗前提
  故障8:8、金层外观昏暗
  原因:8.1镍层昏暗8.2金太厚
  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
  故障9:9、镀层粗拙
  原因:9.1化学镍溶液不不乱9.2化学镍溶液中有固体颗粒
  改善方法:9.1调节温度9.2减少杂质来源,改善过滤
  故障10:10、微蚀不平均
  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过侵蚀
  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缩短侵蚀时间
  七、题目与改善
  现将一些较典型沉金题目成因及解决方法列入上表1,以供参考:
  八、留意事项:
  在沉金的过程中,员工操纵时应留意安全,穿着好防护服,防护镜,而且必需采用透风设备,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。
  结论
  印制线路板沉金品质题目,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,对出产工艺的要求越来越高,一些传统的工艺控制方法已不能知足品质的要求,线路板公司应不断探索提高前辈工艺,严格控制所有参数,加强治理才能不断改善产品品质。