电镀镍工艺

   日期:2021-11-10     浏览:186    
核心提示:  一、氨基磺酸镍(氨镍)  氨基磺酸镍宽泛用来作为金属化孔电镀以及印制插头接触片上的衬底镀层。所取得的淀积层的内应力低、
   一、氨基磺酸镍(氨镍)

  氨基磺酸镍宽泛用来作为金属化孔电镀以及印制插头接触片上的衬底镀层。所取得的淀积层的内应力低、硬度高,且具备极为优胜的延展性。将一种去应力剂退出镀液中,所失去的镀层将稍有一点应力。有多种没有同配方的氨基磺酸盐镀液,典型的氨基磺酸镍镀液配方以下表。因为镀层的应力低,以是取得宽泛的使用,但氨基磺酸镍稳固性差,其老本高。

  二、改性的瓦特镍(硫镍)

  改性瓦特镍配方,采纳硫酸镍,连同退出溴化镍或氯化镍。因为内应力的缘由,以是年夜都选用溴化镍。它能够消费出一个半光洁的、稍有一点内应力、延展性好的镀层;而且这类镀层为随后的电镀很容易活化,老本底。

  三、镀液各组分的作用:

  主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐,镍盐次要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供给厂商没有同而稍有没有同,镍盐容许含量的变动较年夜。镍盐含量高,能够应用较高的阴极电流密度,堆积速率快,罕用作高速镀厚镍。然而浓渡过高将升高阴极极化,扩散才能差,并且镀液的带出丧失年夜。镍盐含量消沉积速率低,然而扩散才能很好,能取得结晶粗疏光洁镀层。

  缓冲剂──硼酸用来作为缓冲剂 ,使镀镍液的pH值维持正在肯定的范畴内。理论证实,当镀镍液的pH值太低,将使阴极电流效率降落;而pH值太高时,因为H2的一直析出 ,使紧靠阴极外表左近液层的pH值迅速降低,招致Ni(OH)2胶体的天生,而Ni(OH)2正在镀层中的混合,使镀层脆性添加,同时 Ni(OH)2胶体正在电极外表的吸附,还会造成氢气泡正在电极外表的滞留,使镀层孔隙率添加。硼酸不只有pH缓冲作用,并且他可进步阴极极化,从而改善镀液功能,缩小正在高电流密度下的“烧焦”景象。硼酸的存正在另有利于改善镀层的机器功能。

  阳极活化剂──除了硫酸盐型镀镍液应用没有溶性阳极外,其它类型的镀镍工艺均采纳可溶性阳极。而镍阳极正在通电进程中极易钝化,为了保障阳极的失常溶解,正在镀液中退出肯定量的阳极活化剂。经过实验发现,CI—氯离子是佳的镍阳极活化剂。正在含有氯化镍的镀镍液中,氯化镍除了了作为主盐以及导电盐外,还起到了阳极活化剂的作用。正在没有含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中,需依据实际性况增加肯定量的氯化钠。溴化镍或氯化镍还罕用来作去应力剂用来放弃镀层的内应力,并赋与镀层具备半光洁的外观。

  增加剂——增加剂的次要成分是应力消弭剂,应力消弭剂的退出,改善了镀液的阴极极化,升高了镀层的内应力,跟着应力消弭剂浓度的变动,能够使镀层内应力由张应力扭转为压应力。罕用的增加剂有:萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。与不去应力剂的镍镀层相比,镀液中退出去应力剂将会取得平均粗疏并具备半光洁的镀层。通常去应力剂是按安培一小时来增加的(现通用组合公用增加剂包罗防针孔剂等)。

  润湿剂——正在电镀进程中,阴极上析出氢气是不成防止的,氢气的析出不只升高了阴极电流效率,并且因为氢气泡正在电极外表上的滞留,还将使镀层呈现针孔。镀镍层的孔隙率是比拟高的,为了缩小或避免针孔的孕育发生,该当向镀液中退出大批的润湿剂,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物资,能吸附正在阴极外表上,使电极与溶液间的界面张力升高,氢气泡正在电极上的润湿接触角减小,从而使气泡容易分开电极外表,避免或加重了镀层针孔的孕育发生。

  五、镀液的保护

  1)温度——没有同的镍工艺,所采纳的镀液温度也没有同。温度的变动对镀镍进程的影响比拟复杂。正在温度较高的镀镍液中,取得的镍镀层内应力低,延展性好,温度加致50℃时镀层的内应力达到稳固。普通操作温度维持正在55--60℃。假如温渡过高,将会发作镍盐水解,天生的氢氧化镍胶体使胶体氢气泡滞留,造成镀层呈现针孔,同时还会升高阴极极化。以是工作温度是很严格的,应该管制正在规则的范畴以内,正在实际工作中是依据供给商提供的优温控值,采纳常温管制器放弃其工作温度的稳固性。

  2)pH值——理论后果标明,镀镍电解液的pH值对镀层功能及电解液功能影响极年夜。正在pH≤2的强酸性电镀液中,不金属镍的堆积,只是析出轻气。普通PCB镀镍电解液的pH值维持正在3—4之间。pH值较高的镀镍液具备较高的扩散力以及较高的阴极电流效率。然而pH太高时,因为电镀进程中阴极一直地析出轻气,使阴极外表左近镀层的pH值降低较快,当年夜于6时,将会有轻氧化镍胶体天生,造成氢气泡滞留,使镀层呈现针孔。氢氧化镍正在镀层中的混合,还会使镀层脆性添加。pH较低的镀镍液,阳极溶解较好,能够进步电解液中镍盐的含量,容许应用较高的电流密度,从而强化消费。然而pH 太低,将使取得光洁镀层的温度范畴变窄。退出碳酸镍或碱式碳酸镍,pH值添加;退出氨基磺酸或硫酸,pH值升高,正在工作进程中每一四小时反省调整一次pH值。

  3)阳极——今朝所能见到的PCB惯例镀镍均采纳可溶性阳极 ,用钛篮作为阳极内装镍角已相称普遍。其优点是其阳极面积可做患上足够年夜且没有变动,阳极颐养比拟简略。钛篮应装入聚丙烯资料织成的阳极袋内避免阳极泥掉入镀液中。并应活期荡涤以及反省孔眼能否畅通。新的阳极袋正在应用前,应正在沸腾的水中浸泡。

  4)污染——当镀液存正在无机物净化时,就应该用活性炭解决。但这类办法通常会去除了一局部去应力剂(增加剂),必需加以增补。其解决工艺以下:

  (a)掏出阳极,加除了杂水5ml/l,加热(60—80℃)打气(气搅拌)2小时。

  (b)无机杂质多时,先退出3—5ml/lr的30%双氧水解决,气搅拌3小时。

  (c)将3—5g/l粉末状活性正在一直搅拌下退出,持续气搅拌2小时,关搅拌静置4小时,加助滤粉应用备用槽来过滤同时清缸。

  (d)荡涤颐养阳极挂回,用镀了镍的瓦楞形铁板作阴极,正在0.5—0.1安/平方分米的电流密度下进行拖缸8—12小时(当镀液存正在有机物净化影响品质时,也常采纳)

  (e)换过滤芯(普通用一组棉芯一组碳芯串连延续过滤,按周期性便换可无效延期年夜解决工夫,进步镀液的稳固性),剖析调整各参数、退出增加剂润湿剂便可试镀。

  5)剖析——镀液应该用工艺管制所规则的工艺规程的要点,活期剖析镀液组分与赫尔槽实验,依据所患上参数指点消费部门调理镀液各参数

  6)搅拌——镀镍进程与其它电镀进程同样,搅拌的目的是为了减速传质进程,以升高浓度变动,进步容许应用的电流密度下限。对镀液进行搅拌另有一个非常首要的作用,就是缩小或避免镀镍层孕育发生针孔。由于,电镀进程中,阴极外表左近的镀离子窘蹙,氢气的年夜量析出,使pH值回升而孕育发生氢氧化镍胶体,造成氢气泡的滞留而孕育发生针孔。增强对留镀液的搅拌,就能够消弭上述景象。罕用紧缩空气、阴极挪动及强迫轮回(连系碳芯与棉芯过滤)搅拌。

  7)阴极电流密度——阴极电流密度对阴极电流效率、堆积速率及镀层品质均有影响。测试后果标明,当采纳pH较底的电解液镀镍时,正在低电流密度区,阴极电流效率随电流密度的添加而添加;正在高电流密度区,阴极电流效率与电流密度有关,而当采纳较高的pH电镀液镍时,阴极电流效率与电流密度的关系没有年夜。

  与其它镀种同样,镀镍所拔取的阴极电流密度范畴也应视电镀液的组分、温度及搅拌前提而定,因为PCB拼板面积较年夜,使高电流区与低电流区的电流密度相差很年夜,普通采纳2A/dm2为好。

  六、毛病缘由与扫除

  1) 麻坑:麻坑是无机物净化的后果。年夜的麻坑通常阐明有油净化。搅拌没有良,就不克不及驱赶掉气泡,这就会构成麻坑。能够应用润湿剂来减小它的影响,咱们通常把小的麻点叫针孔,前解决没有良、有金属什质、硼酸含量太少、镀液温度过低城市孕育发生针孔,镀液保护及工艺管制是要害,防针孔剂使用作工艺稳固剂来补加。

  2) 毛糙、毛刺 :毛糙就阐明溶液脏,充沛过滤就可纠正(pH过高易构成

  氢氧化物积淀应加以管制)。电流密度过高、阳极泥及补加水没有纯带入杂质,重大时都将孕育发生毛糙及毛刺。

  3) 连系力低:假如铜镀层未经充沛去氧化层,镀层就会剥落景象,铜以及镍之间的附出力就差。假如电流中缀,那就将会正在中缀处,造成镍镀层的本身剥落,温度过低重大时也会孕育发生剥落。

  4) 镀层脆、可焊性差:当镀层受蜿蜒或遭到某种水平的磨损时,通常会透出镀层脆。这就标明存正在无机物或重金属什质净化,增加剂过多、夹带的无机物以及电镀抗蚀剂,是无机物净化的次要起源,必需用活性炭加以解决,增加剂有余及pH太高也会影响镀层脆性。

  5) 镀层发暗以及色泽没有平均:镀层发暗以及色泽没有平均,就阐明有金属净化。由于普通都是先镀铜后镀镍,以是带入的铜溶液是次要的净化源。首要的是,要把挂具所沾的铜溶液缩小到低水平。为了去除了槽中的金属净化,尤为是去铜溶液应该用涟漪钢阴极,正在2-5安/平方英尺的电流密度下,每一加仑溶液空镀5安培一小时。前解决没有良、低镀层没有良、电流密度过小、主盐浓度过低、电镀电源回路接触没有良城市影响镀层色泽。

  6) 镀层烧伤 :惹起镀层烧伤的可能缘由:硼酸有余,金属盐的浓度低、工作温度过低、电流密度过高、pH过高或搅拌没有充沛。

  7) 淀积速度低: pH值低或电流密度低城市造成淀积速度低。

  8) 镀层起泡或起皮:镀前解决没有良、两头断电工夫太长、无机杂质净化、电流密渡过年夜、温度过低、pH过高或过低、杂质的影响重大时会孕育发生起泡或起皮景象。

  9)阳极钝化:阳极活化剂有余,阳极面积过小电流密度过高。

 









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