印制电路板用化学镀镍金工艺探讨

文章摘要：H2PO2— + H2O → H + + HPO32— + 2 H Ni2+ + 2 H → Ni + 2 H +H2PO2—+ H → H2O + OH— + PH2PO2— + H2O → H + + HPO32— + H2 由上可见，在催化条件下，化学反应产生镍沉积的同时，不但伴随着磷（P）的析出，而且产生氢气（H2）的逸出。另外，化学镀镍层的厚度一般控制在4~5μm，其作用同金手指电镀镍一样，不但对铜面进行有效保护，防止铜的迁移，而且具备一定的硬度和耐磨性能，同时拥有良好的平整度。 在镀件浸金保护后

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H2PO2— + H2O → H +  + HPO32— + 2 H                                
Ni2+ + 2 H → Ni + 2 H +
H2PO2—+ H → H2O + OH— + P
H2PO2— + H2O → H +  + HPO32— + H2
    由上可见，在催化条件下，化学反应产生镍沉积的同时，不但伴随着磷（P）的析出，而且产生氢气（H2）的逸出。另外，化学镀镍层的厚度一般控制在4~5μm，其作用同金手指电镀镍一样，不但对铜面进行有效保护，防止铜的迁移，而且具备一定的硬度和耐磨性能，同时拥有良好的平整度。    
    在镀件浸金保护后，不但可以取代拔插不频繁的金手指用途（如电脑内存条），同时还可以避免金手指附近连接导电线处斜边时所遗留之裸铜切口。

2.3 浸金原理
    镍面上浸金是一种置换反应。当镍浸入含Au（CN）2—的溶液中，立即受到溶液的浸蚀抛出2个电子，并立即被Au（CN）2—所捕获而迅速在镍上析出Au：2 Au（CN）2—  +  Ni  → 2 Au + Ni2+  + 4 CN —
    浸金层的厚度一般在0.03~0.1μm之间，但最多不超过0.15μm。其对镍面具有良好的保护作用，而且具备很好的接触导通性能。很多需按键接触的电子器械（如手机、电子字典），都采用化学浸金来保护镍面。
    另外需指出，化学镀镍/金镀层的焊接性能是由镍层来体现的，金只是为了保护镍的可焊性能而提供的。作为可焊镀层金的厚度不能太高，否则会产生脆性和焊点不牢的故障，但金层太薄防护性能变坏

3、化学镀镍金工艺流程

    作为化学镀镍金流程，只要具备以下6个工作站就可满足其生产要求：
    除油（3~7min）→ 微蚀（1~2min）→ 预浸（0.5~1.5min）→ 活化（2~6min）→ 沉镍（20~30min）→ 浸金（7~11min）

3.1 安美特（Atotech）公司的化学镀镍金Aurotech工艺流程
    Aurotech 是安美特公司开发的化学镀镍/金制程的商品名称。适用于制作阻焊膜之后的印制电路板的裸铜区域（一般是焊脚或连接盘的导通孔）进行选择性镀覆的化学法。
Aurotech 工艺能在裸露的铜表面和金属化孔内沉积均匀的化学镍/金镀层，即使是高厚径比的小孔也如此。Aurotech 还特别用于超细线电路，通过边缘和侧壁的最佳覆盖达到完全抗蚀保护，同热风整平相比较，Aurotech 没有特别高的温度，印制板基材不会产生热应力变形。此外，热风整平对通孔拐角处的覆盖较差，而化学镀镍/金却很好。
与有机可焊涂层相比较，除了熔焊性能之外，Aurotech 镀层还具有好的搭接焊、接触导通和散热功能。Aurotech 的工艺流程及操作参数见表1。

表1  Aurotech 之工艺流程及操作参数
  工序号  工序名称   药品名称 配制浓度 PH值 温度 处理时间
1 酸性清洁剂 CupraprosH2SO4（d=1.84） 100ml/L10ml/L <1 35~40°C 4~6¢
3级逆流水洗 自来水    3~4¢
2 微蚀 Na2S2O8H2SO4（d=1.84） 100g/L20ml/L <1 25~35°C 2~3¢
3级逆流水洗 自来水    3~4¢
3 预浸 H2SO4（d=1.84） 50ml/L <1 22~32°C 3~5¢
活化 Aurotech-activatorH2SO4（d=1.84） 200ml/L50ml/L <1 23~25°C 1~2¢
3级逆流水洗 去离子水    3~4¢
4 化学镀镍 Aurotech CNN Mod配制液Aurotech CNN A 补充剂浓NH3水 150ml/L60ml/L15~20ml/L 4.8~5.3 82~90°C 20~30¢
化学镀镍 备用槽    
3级逆流水洗 去离子水    3~4¢
5 化学浸金 Aurotech SF配制液Aurotech 起始液K[Au（CN）2]（Au68.3%） 238ml/L2ml/L3g/L 4.0~5.0 72~80°C 10~15¢
回收 去离子水    1~2¢

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