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pcb化學(xué)鎳金常見(jiàn)問(wèn)題及缺陷分析 - 全文

2018年05月03日 15:13 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評(píng)論(0

  化學(xué)鎳金工藝具有高度的平整性、均勻性、可焊性或耐腐蝕性等,正日益受到廣大客戶的青睞,本文就實(shí)際生產(chǎn)中遇到一些常見(jiàn)品質(zhì)問(wèn)題的原因及對(duì)策進(jìn)行探討,分別從滲鍍、漏鍍、鎳層“發(fā)白”、金層“粗糙、發(fā)白”等十個(gè)方面詳細(xì)解說(shuō),具體的跟隨小編一起來(lái)了解一下。

  

  第一、滲鍍

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1. 鎳缸活性太強(qiáng);

  2.前處理活化鈀濃度高或被污染(金屬鐵、銅離子污染或局部溫度高會(huì)加速藥水老化)、浸泡板時(shí)間長(zhǎng)、溫度過(guò)高或在活化缸后(即沉鎳前) 水洗不足;

  3.前工序磨板太深甚至傷基材易吸附鈀、磨板前未徹底清潔設(shè)備上之輥轆且水壓不足難沖洗干凈線路邊緣上殘留之銅粉(沒(méi)有完全被微蝕掉)、蝕刻后殘銅、沉鎳時(shí)易產(chǎn)生滲鍍; 4.化銅PTH 前處理膠體活化鈀濃度高。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1. 嚴(yán)格控制鎳缸負(fù)載在0.3~0.8dm2/L 及適當(dāng)穩(wěn)定劑,當(dāng)陽(yáng)極保護(hù)電流》0.8A 時(shí)需倒缸;

  2. 嚴(yán)格控制活化槽液濃度、浸板時(shí)間、工作溫度、水洗時(shí)間、活化后板子充分水洗及盡量避免槽液污染;

  3. 加強(qiáng)化鎳前QC 板子檢查蝕刻后確保無(wú)殘銅、磨刷設(shè)備清潔、微蝕深度、磨板深度以及水壓必須要充分(普通軟板刷磨選擇1000~1500‘,硬板刷磨800~1000’,現(xiàn)常采用噴刷機(jī)對(duì)外觀品質(zhì)更能夠保持色澤一致);

  4.化銅PTH 前處理膠體活化鈀濃度應(yīng)適當(dāng)控制低些。

  第二、漏鍍

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1.化鎳前處理活化鈀濃度太低、浸活化時(shí)間、溫度不夠、活化污染或沉鎳前的板子滯留在水槽里時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(鈍化);

  2.銅面有殘膠或銅面處理不干凈(退錫不凈,外界污染或前工序污染);

  3.沉鎳槽中藥水穩(wěn)定劑過(guò)量、溫度過(guò)低、活性不夠(鎳層呈暗黑,沉金后板面金色偏暗紅色)、負(fù)載量不足、金屬或有機(jī)污染或攪拌太激烈易產(chǎn)生“漏鍍”。銅面氧化嚴(yán)重或顯影后水洗不良,鎳槽PH、銅面受硫化物污染或控制添加不當(dāng)。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1.控制好活化槽液鈀濃度、浸板時(shí)間、工作溫度、減少銅離子污染(活化銅離子大于100PPM時(shí)需更換)以及確保沉鎳前的板子時(shí)間滯留在水槽時(shí)間過(guò)長(zhǎng);

  2.化鎳前處理時(shí)確保板子銅面無(wú)殘膠以及銅面處理干凈;

  3.控制好化鎳槽各操作參數(shù)、確?;嚽盎钚?、槽內(nèi)增加輔助銅板來(lái)提高負(fù)載量、避免金屬或有機(jī)污染和控制好攪拌不宜過(guò)激烈。

  第三、鎳層“發(fā)白”(鎳層亞、鎳層厚度不足)

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  鎳槽金屬鎳離子過(guò)低或過(guò)高、溫度低、PH 值低、活性不夠、時(shí)間不夠、負(fù)載量大、磷含量偏高(線路或孔邊緣發(fā)白) 或鎳浴液34MTO。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  金屬鎳離子調(diào)整到范圍內(nèi)、控制溫度、PH 值、提高活性、減少負(fù)載量、降低消耗磷含量達(dá)到允許范圍值或鎳達(dá)到34MTO 時(shí)須加強(qiáng)測(cè)試并視品質(zhì)要求選擇更換。

  

  第四、金層“粗糙、發(fā)白”

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1.來(lái)料銅面殘留膠漬或藥水、本身銅面不潔或銅層粗糙、銅面氧化嚴(yán)重、微蝕過(guò)度、微蝕銅離子高(不均勻)、退錫不凈;

  2.金槽污染(金屬鎳雜質(zhì)污染)或失衡(負(fù)載量過(guò)大或過(guò)?。?、溫度低、PH值低、金濃度低、比重低、穩(wěn)定劑(絡(luò)合劑) 太多、金層厚度不足或金槽藥水達(dá)到4MTO或以上;

  3.本身沉鎳不良(鎳層薄或呈陰陽(yáng)色),如沉金后金層外觀灰暗,其主要是鎳層灰暗,鎳浴液活性差(不穩(wěn)定)、鎳缸循環(huán)局部過(guò)快和鎳缸溫度局部過(guò)熱或鎳穩(wěn)定劑濃度過(guò)高;

  4.化學(xué)鎳溶液中有固體顆粒、阻焊發(fā)白或脫落(曝光量不夠或烤溫時(shí)間不夠) 導(dǎo)致鎳金藥水、 鈀或銅少量污染;

  5.鎳槽鍍液PH太高或水質(zhì)不潔。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  l. 加強(qiáng)檢查來(lái)料、電鍍銅層質(zhì)量或選優(yōu)質(zhì)板材、控制微蝕咬銅速率、退錫干凈(化鎳前的板子銅面必須確保干凈);

  2. 檢測(cè)金槽浴液各成分必須控制在范圍內(nèi);

  3.改善沉鎳質(zhì)量(把握好活性/MTO 以及其它成分的控制)、確保鎳槽循環(huán)過(guò)濾和槽液溫度達(dá)到均勻以及控制好鎳穩(wěn)定劑在范圍內(nèi);

  4.加強(qiáng)化學(xué)鎳溶液過(guò)濾及避免鈀或銅離子等雜質(zhì)污染; 5.確保水質(zhì)量以及鎳槽PH 值維持在范圍內(nèi)操作。

  第五、 金層“甩金、甩鎳金”(銅鎳或鎳與金結(jié)合力差)

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1. 鎳缸后(沉金前) 鎳面鈍化、鎳層發(fā)暗黑、一次性加入的量多于5%的鎳成分太高、鎳缸中加速劑失衡、磷高鎳孔口或線路發(fā)白易甩鎳、鎳液金屬銅離子雜質(zhì)污染或各參數(shù)控制不在范圍等;

  2.銅面不潔(氧化)、顯影后/ 微蝕后,/活化后水洗時(shí)間長(zhǎng)或前處理活化后鈀層表面鈍化、活化過(guò)度或濃度太高、活化水洗不充分、除油或微蝕效果差、活化液受銅離子的污染或非工作期間停留的時(shí)間長(zhǎng)使活性變差致銅鎳結(jié)合力差; 3.鎳缸與金槽之間的水洗不干凈或水洗時(shí)間長(zhǎng)、金液PH 值低(金層易腐蝕)、金液被金屬或有機(jī)雜質(zhì)污染(金屬銅、 鐵、鎳及綠漆等)、沉金體系對(duì)鎳層腐蝕(鎳層表面發(fā)黑) 攻擊性比較大(咬鎳) 或成分控制不在范圍內(nèi)等。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1. 防止鎳面鈍化、把關(guān)鎳層質(zhì)量、做到少量多次方式加料或選擇自動(dòng)添加器設(shè)備控制(每次添加最高不應(yīng)超過(guò)槽液鎳含量之15%,當(dāng)添加量大過(guò)15%時(shí)應(yīng)分次補(bǔ)充)、調(diào)整鎳液中之加速劑、磷含量降低靠消耗或稀釋槽液、盡量避免減少銅離子污染鎳液及控制好鎳各參數(shù)在范圍內(nèi);

  2. 加強(qiáng)銅面前處理板子干凈和防止銅活化后鈀層表面鈍化(滯留在空氣中或水中時(shí)間長(zhǎng))、控制好活化時(shí)間或濃度、活化水洗充分、改善除油或微蝕效果(如微蝕選擇雙氧水+硫酸+穩(wěn)定劑系列,過(guò)量穩(wěn)定劑會(huì)直接造成甩鎳金)、減少或避免銅離子污染活化或停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)視情況調(diào)整或更換;

  3.加強(qiáng)沉金板子水洗徹底干凈、調(diào)整PH 值在范圍內(nèi)、檢測(cè)藥水被雜質(zhì)污染程度、選擇適宜的沉金體系來(lái)滿足質(zhì)量以及確保各成分參數(shù)維持在范圍內(nèi)。

  第六、 化鎳金表面“焊接性不良”(可焊性)

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1. 金厚度太薄;

  2. 水質(zhì)太差(沉金出來(lái)的板子水洗的效果不好)、鎳或金缸超過(guò)4MTO、雜質(zhì)污染、活性不夠、黑盤、鎳外觀異常(發(fā)白、發(fā)朦);

  3.前處理微蝕(銅離子高、選擇雙氧水系列,如穩(wěn)定劑過(guò)量洗不凈或停留時(shí)間長(zhǎng)) 及活化(銅離子污染/活化過(guò)度);

  4.化鎳磷含量不低于7% (最好不要超過(guò)12%),鎳金層致密性及沉積速率需控制好(6~8 u”/min);

  5.沉金時(shí)間長(zhǎng)、金濃度低、溫度低或有機(jī)或金屬雜質(zhì)污染等。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1. 金的最佳厚度是0.05~0.1p m;

  2.沉金后的板子需過(guò)回收一溢流純水洗-再過(guò)純熱水洗。加強(qiáng)維護(hù)盡量減少活化、鎳或金槽藥水老化、避免污染、加強(qiáng)活性、杜絕黑盤問(wèn)題(黑盤在酸性浸金槽對(duì)P含量的化學(xué)鎳層腐蝕嚴(yán)重,容易產(chǎn)生富P 層導(dǎo)致可焊性下降,而鎳Ni 的高自由能比別的晶界更易發(fā)生氧化,到達(dá)一定程度氧化層呈現(xiàn)灰色至黑色) 及加強(qiáng)鎳層外觀質(zhì)量;

  3.加強(qiáng)前處理微蝕及活化各參數(shù)的控制;

  4.控制磷含量在7~9% (中磷) 及鎳沉積速率;

  5.提高金濃度或溫度來(lái)減少沉金時(shí)間(10 分鐘內(nèi))、減少金槽藥水污染或視污染程度進(jìn)行更換。

  第七、鎳層“腐蝕” (黑盤)

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1.沉金時(shí)間長(zhǎng);

  2.金槽液PH 值太低、溫度低、金濃度低;

  3.鎳磷分布不均造成電位差;

  4.藥水老化或雜質(zhì)污染難上金或上金速率太慢;

  5.沉金體系對(duì)鎳層攻擊性大;

  6.鎳層太?。ǖ陀?u m);

  7.鎳槽倒槽時(shí)沒(méi)有把硝酸殘留液徹底清洗干凈會(huì)導(dǎo)致沉鎳層有腐蝕現(xiàn)象;

  8.長(zhǎng)時(shí)間放置有腐蝕性的車間;

  9.鎳槽的PH太高導(dǎo)致鎳層的P含量太低,鎳層耐腐蝕性下降。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1.控制好沉金速率及時(shí)間并將厚度控制在0.05~ 0.1p m 比較適宜,建議不要超過(guò)8u“ ;

  2.控制金槽液PH 值、溫度、濃度到范圍內(nèi);

  3.改善鎳槽在加熱管底下無(wú)強(qiáng)的空氣攪拌,適當(dāng)搖擺、震動(dòng)、過(guò)濾或空氣攪拌來(lái)使鎳磷分布更均勻;

  4.提高金濃度或視藥水污染程度必要時(shí)進(jìn)行更換;

  5.選擇對(duì)鎳層攻擊性小的優(yōu)質(zhì)金體系產(chǎn)品;

  6. 將鎳層厚度控制在3~4u m; 7.杜絕硝酸根離子污染槽液;

  8.化鎳金出來(lái)的板子避免長(zhǎng)時(shí)間放置需及時(shí)轉(zhuǎn)入下道工序;

  9.生產(chǎn)時(shí)將鎳槽的PH控制在范圍內(nèi),盡量不要高于4.8,鎳槽后期尤其要注意。

  第八、鎳層“針孔”

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1. 鎳槽過(guò)濾機(jī)排氣不良、鎳層震蕩不良、鎳槽攪拌太弱; 2.鎳鍍液中有不溶性顆粒、前處理不良或鎳槽液有機(jī)污染(清潔劑/基材/綠漆等);

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1. 改善過(guò)濾機(jī)排氣狀況、循環(huán)管路漏氣、循環(huán)吸入口液位過(guò)低、保養(yǎng)震蕩器之排氣機(jī)件及加強(qiáng)震蕩強(qiáng)度或頻率、增加攪拌及搖擺速度(試出最佳攪拌條件);

  2.加強(qiáng)過(guò)濾鎳槽液、改善前處理及減少鎳槽液有機(jī)污染。

  第九、析出保護(hù)裝置的電流太高(耗鎳量大)

  問(wèn)題產(chǎn)生原因分析:

  1. 鎳浴溫度高、PH 高、局部溫過(guò)熱、補(bǔ)充液加過(guò)快、安定劑太低;

  2. 槽壁鈍化;

  3. 活化液少量帶入;

  4.掛架上的鎳金碎片掉入鎳槽內(nèi);

  5.析出保護(hù)裝置異常;

  6.不銹鋼槽體鈍化不良。

  相應(yīng)的改善對(duì)策:

  1. 控制鎳液各操作參數(shù);

  2.杜絕槽壁鈍化;

  3.避免前處理活化殘液少量帶入致污染鎳液;

  4. 需定期檢查掛架上沉積層并進(jìn)行脫除干凈;

  5.改善陽(yáng)極析出保護(hù)裝置確保正常使用;

  6.重新用硝酸鈍化處理。

  

  第十、鎳液“混濁”

  1. 軟板線路密集間距小于0.1毫米時(shí),活化時(shí)間控制在60~90 秒之間,Pd*控制在10~15PPM 為宜。如沉鎳不上或一塊板中有一小塊或線路沉上的金薄,說(shuō)明活化濃度或時(shí)間不夠。

  2. 測(cè)試板過(guò)除油、微蝕、預(yù)浸及活化,活化處理后并觀察CU 表面Pd 層情況: 表面顯灰白色活化適度(既沒(méi)有活化過(guò)度變黑色, 也沒(méi)有活化不夠顯CU 本色) 而后化鎳金沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏鍍和滲鍍情況,表明此活化劑選擇性良好。

  3. 生產(chǎn)前檢查陽(yáng)極保護(hù)電壓是否正常, 如不正常需檢查原因,正常電壓保護(hù)是0.8~1.2V;

  4. 生產(chǎn)前須用0.3~0.5dm/L 裸覆銅板對(duì)鎳槽啟鍍。生產(chǎn)時(shí)注意負(fù)載應(yīng)在0.3~0.8dm2/L 之間,如負(fù)載不足需增加拖缸板。防陰極析出裝置之電壓設(shè)定0.9伏特,當(dāng)電流超過(guò)0.8A 就要翻槽,接頭應(yīng)定期檢查。

  5. 生產(chǎn)需提前半小時(shí)拖缸確保活性及各參數(shù)正常,停線后鎳槽溫度降至60C以下,加溫時(shí)需開(kāi)循環(huán)或空氣攪拌。生產(chǎn)時(shí)鎳槽加熱區(qū)應(yīng)開(kāi)空氣攪拌,放板的區(qū)域應(yīng)避免空氣攪動(dòng);

  6. 沉鎳金非導(dǎo)通孔上鎳金: 直接電鍍或化學(xué)銅殘留鈀太多,鎳槽活性太高。如采用鹽酸+硫脲,藥水成分: 硫脲20~30 克/升、分析純鹽酸10~50毫升/ 升、酸性除油劑1毫升/升。操作條件: 時(shí)間4~5 分鐘; 溫度22~ 28 度,微蝕過(guò)硫酸鈉80 克/ 升,硫酸20~50毫升/升。另一種方法是蝕刻后浸此藥水(硫酸: 100毫升/升+硫脲: 20 克/升+硫酸亞錫: 60 克/升),接著退錫,過(guò)三道逆流水洗再走整條化鎳金線或流程為裝藍(lán)一浸硫脲(搖擺)一水洗(一次)+卸板(注意不能刮花)一放置裝有清水的盆中(不能放置于空氣中)一經(jīng)過(guò)刷磨機(jī)一第一道微蝕噴淋一清水噴淋一無(wú)需磨板一風(fēng)千一裝板一正?;嚱?。

  7. 如沉鎳》4MTO (補(bǔ)充量大于開(kāi)缸量的倍數(shù)) 時(shí)沉鎳速度隨MTO 變高而變慢,鎳層表面活性致沉金速率變慢,沉金后的板呈暗色。沉金時(shí)間要長(zhǎng), 如更換沉金藥水后外觀正常。如呈亞鎳或沉金浴液被污染,活性差時(shí)通過(guò)沉鎳金液,則上金速率慢難以沉上金或金面呈亞色。此外,金面淺白,不黃,偏亞。沉鎳板正常通過(guò)沉金出來(lái)有灰孔,通常金槽活性不足(備注: 有機(jī)物污染致金層發(fā)暗黑,提高金的含量或加長(zhǎng)時(shí)間所沉的金不黃)。

  8. 如沉鎳缸含亞磷酸鹽高時(shí)(沉鎳灰白),則沉再長(zhǎng)時(shí)間鎳的沉積厚度不變(不能再反應(yīng))。通常亞磷酸鈉(NaHPO3) 含量控制在《120g/ 1,如達(dá)到》120g/l需重配新液。

  9. 沉鎳漏鍍發(fā)白一一即已沉上一層薄薄的鎳層,且鎳層上發(fā)白,由此可知,沉鎳槽浴液活性差,辦法是拖缸及補(bǔ)加D 劑來(lái)激活鎳槽液活性。

  10. 退鎳金插架, 采用硝酸+鹽酸即可去除。

  11. 如沉鎳層呈黑色(污跡), 此時(shí)上金速率變慢,則沉金出來(lái)的金面呈紅黃色(發(fā)紅氧化)。

  12. 鎳液PH 值越高, 則磷含量越低。MTO越高,則PH 值應(yīng)相應(yīng)要提高,且析出速率變慢。

  13.金槽藥水金屬金濃度低且使用壽命長(zhǎng)或水洗不凈( 易產(chǎn)生金面氧化)。藥水使用壽命長(zhǎng)且雜質(zhì)高(金面顏色呈斑痕)。

  14. 當(dāng)金薄時(shí)可返工,其返工方法為: 酸洗(1~2 分鐘)一水洗(1~2 分鐘)一返沉金。

  15. 沉金后板子最好在半小時(shí)之內(nèi)烘干,烘千出來(lái)的板子需用適當(dāng)大小的白紙隔開(kāi),執(zhí)板人員必須戴防靜電手套。烘千后于30 分鐘之內(nèi)將板搬運(yùn)至檢板房,以避免酸霧引起金面氧化。

  16. 沉金槽金濃度低,被鎳、銅、金屬雜質(zhì)污染時(shí),會(huì)導(dǎo)致沉積速率下降(活性變差) 甚至難以沉上金(沉金時(shí)間長(zhǎng)厚度難達(dá)要求)。

  17. 必須保持溶液的工作溫度在2‘C左右波動(dòng),如果波幅過(guò)大,會(huì)產(chǎn)生片狀鍍層。

  18. 鎳槽小于8 小時(shí)停線,拖缸10~20 分鐘,超過(guò)8 小時(shí)停線,拖缸20~30 分鐘。

  19. 生產(chǎn)時(shí)鎳槽加熱區(qū)應(yīng)開(kāi)空氣攪拌。

  20. 負(fù)載量大: 粗糙,沉鎳不良(自發(fā)分解,鎳層粗糙),同時(shí)容易分解失效。

  21. 金槽Ni2+超過(guò)500ppm 時(shí),金屬外觀及附著力都會(huì)隨著變差,藥水慢慢呈綠色, 此時(shí)必須更換金槽, 對(duì)銅離子極敏感,20ppm 以上析出就會(huì)減緩?fù)瑫r(shí)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力增大, 沉鎳后也不宜久置以免鈍化。

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( 發(fā)表人:陳翠 )

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