PCB电镀工艺基础介绍

time : 2021-04-12 09:16       作者:凡亿pcb

1,作用和特点

PCB(印刷电路板是英文缩写PCB)使用镍作为基板上的贵金属和基底金属涂层,用于某些单面PCB,也用作表面层。对于某些重载磨损表面,如开关触点,触点或插头是镀金的镍和金作为基板,可以大大提高耐磨性。当用作镍的阻挡层时,可以有效地防止铜和其他金属的扩散。哑光镍/金电镀组合物通常用作耐蚀刻金属涂层,并且可以适应热压粘合和钎焊要求,可用作只读镍 – 氨型蚀刻抗蚀剂涂层剂,无需热压也要求有光泽涂层PCB,通常是轻镍/金电镀。

PCB低应力镍沉积层,通常采用改进型瓦特镍镀液和氨基磺酸镍镀液,并在镀层中加入一些应力降低添加剂。

我们经常说PCB亚光镍和镀镍光亮镍(也称为低应力镍或半光亮镍)通常需要一致的涂层均匀性,低孔隙率,低应力和??良好的延展性。

2,氨基磺酸镍(镍氨)

氨基酸广泛用作基板上的镍金属电镀和印刷插塞接触孔电镀膜。沉积层的内应力获得低,高硬度,并且具有非常优异的可扩展性。将一种试剂添加到浴中的应力中,所得到的涂层将仅有一点压力。氨基磺酸盐浴有许多不同的配方,下表中的氨基磺酸镍电镀浴典型配方。由于涂层中的应力低,因此应用广泛,但氨基磺酸镍的稳定性差,成本相对较高。

3瓦镍改性(S Ni)

W.镍改性配方,使用硫酸镍,溴化镍或与氯化镍一起使用。由于内部应力,所选择的主要是溴化镍。它可以产生半光亮,只是一点压力,韧性涂层;?而这种涂层在电镀后很容易被激活,成本相对较低。

4,沐浴各组分的作用:

镍盐溶液中的主要盐类,镍盐是提供所需的镍和镍金属离子,并起到导电盐的作用──氨基磺酸镍对硫酸镍的作用。镀镍的浓度与供应商略有不同,镍盐含量的变化允许更大。镍盐含量,使用较高的阴极电流密度,沉积速率,高速镀镍的厚镀层。但浓度过高会降低阴极极化,分散能力,但随着大浴的损失。镍盐含量低,沉积速率低,但分散能力非常好,光亮涂层可以获得晶体细节。

──硼酸盐缓冲液用作缓冲剂,因此镀镍溶液的PH值保持在一定范围内。实践证明,镀镍时PH值过低,阴极电流效率会降低;?而PH值过高时,由于H2的连续沉淀,使阴极层表面附近的液体对PH值迅速增大,产生Ni(OH)2胶体,而Ni(OH)2混入涂层和涂层增加脆性,而Ni(OH)2胶体吸附在电极表面,电极会引起氢气泡保留表面,因此增加涂层的孔隙率。不仅具有PH的硼酸缓冲剂,而且他可以改善阴极极化,从而改善镀液的性能,从而将电流密度降低到很高的水平。

除阳极活化剂──使用不溶性阳极的硫酸盐型镀镍溶液外,还使用其他类型的可溶性镀镍阳极。并且镍阳极钝化过程可以很容易地通电,以确保阳极的正常溶解,阳极中一定量的活化剂在浴中。通过实验发现,CI-氯化镍优选是阳极活化剂。在含有氯化镍氯化镍和导电盐的镍镀液中除盐作为主要成分外,还起到正极活化剂的作用。在无氯化镍或低含量的镍电镀液中,要根据实际情况添加一定量的氯化钠。溴化物,镍或氯化镍也用于去除用于保持涂层应力的应力剂,

添加剂 – 添加剂的主要成分是应力消除剂,添加应力释放剂以改善浴液的阴极极化,涂层降低内应力,抑制应力集中的应力随涂层中的应力集中而变化。内层压力变化为压缩应力。常规添加剂包括:萘磺酸,对甲苯磺酰胺,糖精等。与无应力剂相比,通过添加到应力剂中的镍镀浴将获得均匀细致且具有半光泽涂层。对于应力剂通常需要一小时才能添加安培(现在是特殊添加剂的组合,包括抗GM针孔等)。

润湿剂 – 在电镀过程中,氢气不可避免地沉积在阴极上,氢气仅降低了阴极电流的沉淀效率,而且由于电极表面上的氢气泡保留,涂层会出现针孔。镍镀层的孔隙率相对较高,为了减少或防止针孔的产生,应将浴液加入少量润湿剂中,如十二烷基硫酸钠,二乙基己基钠,正辛基,如钠,它是一种阴离子表面活性物质,可以吸附在阴极表面,下电极和溶液之间的界面张力,氢气泡在电极的润湿接触角减小,使气泡容易远离电极表面,

5,洗澡保养

a)温度型镍工艺,所用浴槽的温度不同。温度对镀镍过程的影响是复杂的。在较高温度下镀镍溶液,镀镍,以获得低应力,可伸缩性,应力涂层,以达到50摄氏度的稳定温度,加上原因。一般工作温度保持在55-60摄氏度。如果温度过高,会发生镍盐溶液,而所产生的胶体氢氧化镍胶体保留了氢气泡,针孔引起涂层,同时也降低了阴极极化。因此,工作温度非常严格,应控制在规定范围内,实际工作基于最佳温度控制提供者的价值,

b)PH值 – 实际结果表明,涂??层的性能和电镀电解液的性能极大地影响了镍电解液的PH值。在PH≤2强酸性电镀液中,没有沉积镍,而是轻质气体沉淀。通常PCB镍电解液保持在PH 3-4之间的值。PH值高的镍镀液具有高强度和高分散阴极电流效率。但是,当PH过高时,由于电镀过程的阴极连续沉淀出轻质气体,阴极涂层表面附近的PH值在超过6时迅速增加,光线会产生胶体氧化镍,导致氢气泡滞留,使涂层针孔。涂层中的氢氧化镍夹杂物,涂层会增加脆性。PH较低的镍镀液,优选阳极溶解可以增加电解质盐的镍含量,允许使用更高的电流密度,从而提高产量。然而,PH太低,将允许进入明亮的涂层温度范围变窄。碳酸镍或碱式碳酸镍,PH值增加;?加入氨基酸或硫酸,降低PH值,每四小时调整一次,检查工作过程中的PH值。

c)阳极 – 目前可以看出,常规PCB可溶性阳极是由镍制成,钛阳极筐由于镍角已经建成相当普遍。其优点是阳极区域不能做足够大的变化,阳极维护相对简单。钛篮编织聚丙烯材料应装入阳极袋,以防止落入阳极泥浴中。并应定期清理并检查孔是否光滑。新阳极袋使用前,应浸入沸水中。

d)净化 – 洗浴时存在有机污染,应使用活性炭处理。但是,这种方法通常是去除一部分应力剂(添加剂)必须补充的。其处理过程如下;

(1)取下阳极,加水杂质5ml / l,加热(60-80℃)泵(空气搅拌)2小时。

(2)长时间有机杂质,加入3-5ml / lr的30%过氧化氢处理,气体搅拌3小时。

(3)在恒定搅拌下加入3-5g / l粉末状活性物质并继续搅拌2小时气体,搅拌下静置4小时,在使用储备罐清洁罐的同时将助滤剂加入粉末过滤器中。

(4)阳极悬挂的清洗和维护,以镀镍波纹铁为阴极,在0.5-0.1 A / dm电流密度下进行拖缸8-12小时(当无机污染浴存在时质量也经常使用)

(5)更换过滤器(通常用棉芯套连续碳过滤芯系列,根据周期性变化将有效延长大处理时间,提高浴液的稳定性),调整参数分析,润湿助剂剂试验电镀。

e)分析 – 应提供电镀过程控制点,用于工艺规划,定期分析浴槽组件和赫尔电池测试,调整浴槽参数的参数,指导生产部门的光线。

f)搅拌 – 镀镍工艺和其他工艺,目的是加速传质过程的搅拌,以减少浓度变化,提高允许的电流密度限制。搅拌浴有一个非常重要的作用,就是减少或防止镀镍针孔。由于电镀工艺,离子电镀阴极表面附近较差,大量氢沉淀PH值升高产生胶体氢氧化镍,氢气泡引起针孔停滞。加强电镀液左侧搅拌,可以消除上述现象。常见的空气阴极移动和强制循环(碳芯结合棉芯过滤器)搅拌。

g)阴极电流密度 – 阴极电流密度对阴极电流效率,沉积速率和涂层质量都有影响。试验结果表明,与最终使用PH镍电解液相比,在低电流密度区域,而阴极电流效率随电流密度的增加而增加;?在高电流密度下,无论阴极电流效率和电流密度如何,当使用较高的镀镍溶液PH时,阴极电流效率和电流密度都很小。

与其他类型的电镀一样,由于大尺寸PCB拼图,电流密度和低电流区域的高电流区域,所选择的镀镍阴极电流密度范围应作为电镀溶液的组分,温度和搅拌条件。变化很大,一般2A / dm2合适。

6,故障原因和故障排除

a)杭马:马坑是有机污染的结果。马坑通常表示主要的石油污染。搅拌不好,你不能将气泡排出,这将形成马坑。你可以使用润湿剂来减少其影响,我们通常称为点蚀小针孔,预处理性差,金属质量均匀,硼酸含量太少,浴温过低会产生针孔,浴槽维护和过程控制至关重要,抗针孔剂用作其他工艺的稳定剂。

b)毛刺粗糙:粗糙的解决方案充分说明过滤器可以纠正(PH太容易形成

应控制氢氧化物沉淀。电流密度过高,阳极泥和附加杂质进入水中不纯,会产生严重的粗糙和毛刺。

c)结合力低:如果氧化铜涂层没有被充分去除,涂层会剥离铜和镍之间的粘附现象。如果电流也中断剥落,则会中断,导致镀镍本身剥落,温度过高。

d)涂层脆性,焊接性差:当涂层弯曲或受到某种程度的涂层磨损时,通常会发现脆性。这表明有机化合物或重金属的存在即使是大量污染,过量的添加剂,夹带的有机物和电镀抗蚀剂,是有机污染的主要来源,必须用活性炭处理,添加经济不足和PH过高会影响涂料脆弱的。

e)涂层深色和不均匀的颜色:深色涂层和颜色不均匀,表明有金属污染。由于镀镍铜通常是第一种,因此溶液中的铜是污染的主要来源。重要的是,我们应该坚持将铜溶液减少到最低限度。为了去除金属污染罐,特别是铜溶液应使用波纹钢阴极在2至5安培/英尺的电流密度,溶液空间电镀每小时加仑5安培。不良预处理,低镀电流密度太低,主要浓度太低,电源电路电镀不良会影响涂层颜色。

涂层可能引起烧伤:: f)涂层烧伤酸缺乏,盐浓度低,温度过低,电流密度过高,PH高或搅拌不足。

g)沉积速率低:PH值低或低电流密度会导致沉积速率低。

h)涂层起泡或剥落:电镀前处理不良,中间停电时间过长,有机杂质污染,电流密度过大,温度过低,PH过高或过低,都会产生严重的起泡影响杂质或剥离现象的时间。

I)阳极钝化:阳极活化剂不足,小尺寸阳极电流密度过高。