化镍化金制程管理与简介教材课件.ppt

1、内部讲师训练讲义化镍浸金制程管理与简介化镍浸金制程管理与简介分享是学习的开始内部讲师训练讲义化镍浸金制程简介脫脂脫脂酸性清潔劑酸性清潔劑40 50,4 7分40 50,4 7分水洗水洗兩段式水洗兩段式水洗常溫常溫微蝕微蝕過硫酸鈉 H過硫酸鈉 H2 2SOSO4 425 35,1 2分25 35,1 2分水洗水洗兩段式水洗兩段式水洗常溫常溫酸洗酸洗5%H5%H2 2SOSO4 4常溫,0.5 1.5分常溫,0.5 1.5分水洗水洗兩段式水洗兩段式水洗常溫常溫預浸預浸H H2 2SOSO4 4 或 HCl或 HCl常溫 0.5 1.5分常溫 0.5 1.5分活化活化 Pd 觸媒 Pd 觸媒25 3

2、0,0.5 1.5分25 30,0.5 1.5分水洗水洗兩段式水洗兩段式水洗常溫常溫化學鎳化學鎳Ni/P 合金Ni/P 合金78 88,10 40分78 88,10 40分水洗水洗兩段式水洗兩段式水洗常溫常溫浸鍍金浸鍍金置換型薄金置換型薄金80 90,5 15分80 90,5 15分回收回收水洗水洗兩段式水洗兩段式水洗内部讲师训练讲义酸性清洁洗主成份主成份 (1)(1)有机酸或无机酸有机酸或无机酸 (2)(2)界面活性剂界面活性剂功功 能能(1)去除铜面轻微氧化物及污物(2)降低液体表面张力,将吸附于铜面之空气及污物排开,使药液在其表面扩张,达润湿效果主反应主反应CuO+2 H+Cu+H2O2

3、Cu+4 H+O2 2Cu2+2H2O 内部讲师训练讲义微蚀主成份(1)过硫酸钠 (2)硫酸功能功能 (1)(1)去除铜面氧化物去除铜面氧化物(2)铜面微粗化,使与化学镍层有良好的密着性主反应主反应 NaS2O8+H2O Na2SO4+H2SO5H2SO5+H2O H2SO4+H2O2H2O2+Cu CuO+H2OCuO+H2SO4 CuSO4+H2O内部讲师训练讲义预浸主成份主成份:硫酸功能(1)维持活化槽中的酸度(2)使铜面在新鲜状态(无氧化物)下,进入活化槽主反应主反应CuO+H2SO4 CuSO4+H2O内部讲师训练讲义活化主成份主成份(1)硫酸钯或 氯化钯(2)硫酸或盐酸?功能功能在

4、铜面置换(离子化趋势 Cu Pd)上一层钯以作为化学镍 反应之触媒(作为氧化剂,使次磷酸根氧化).阳极反应 Cu Cu2+2 e-阴极反应 Pd2+2 e-Pd全反应 Cu+Pd2+Cu2+Pd内部讲师训练讲义化学镀镍功能功能:在活化后的铜面镀上一层在活化后的铜面镀上一层Ni/P合金合金,作为阻绝金与铜之间作为阻绝金与铜之间迁移（迁移（MigrationMigration）或扩散（）或扩散（DiffusionDiffusion）的障蔽层）的障蔽层.主成份主成份 :(1):(1)硫酸镍硫酸镍 -提供镍离子提供镍离子.(2)次磷酸二氢钠-还原剂,使镍离子还原为金属镍.(3)错合剂-形成镍错离子,防

5、止氢氧化镍及亚磷酸镍生成,增加浴安定性,缓冲pH变动.(4)pH 调整剂-维持适当pH.(5)安定剂-防止镍在胶体粒子或其它微粒子上还原.(6)添加剂-增加被镀物表面的负电位,使启镀容易及增加还原效率.内部讲师训练讲义化学镀镍 H2PO2 H2O HPO32 2H+2e次磷酸根氧化释放电子次磷酸根氧化释放电子 阳极反应阳极反应Ni2 2e Ni镍离子得到电子还原成金属镍镍离子得到电子还原成金属镍 阴极反应阴极反应2 H+2 e H2氢离子得到电子还原成氢气氢离子得到电子还原成氢气 阴极反应阴极反应?H2PO2 e P2 OH次磷酸根得到电子析出磷次磷酸根得到电子析出磷 阴极反应阴极反应?总反应

6、式总反应式:Ni2 H2PO2 H2O H2PO32 H+Ni内部讲师训练讲义浸镀金浸镀金主成份(1)金氰化钾KAu(CN)2 (2)有机酸 (3)螯合剂?功能 (1)提供Au(CN)2 错离子来源,.在镍面置换(离子化趋势 Ni Au)沉积出金层.(2)防止镍表面产生钝态并与溶出的Ni2+结合成错离 子.(3)抑制金属污染物(减少游离态的Ni2+,Cu2+等).阳极反应 Ni Ni2+2 e-阴极反应 Au(CN)2-+e-Au+2 CN-Ni+Au(CN)2-Ni2+Au+2 CN-内部讲师训练讲义浸镀金浸镀金置换金置换金电镀金电镀金底材会有针孔腐蚀底材会有针孔腐蚀厚度限制厚度限制管理容易

7、管理容易寿命寿命:约约 8-10g-Au/L8-10g-Au/L底材无针孔腐蚀底材无针孔腐蚀无厚度限制无厚度限制管理容易管理容易寿命寿命:半永久性半永久性内部讲师训练讲义化镍浸金制程简介 整个化镍浸金的过程相当于给手机板化妆的过程,如下图:内部讲师训练讲义系以金属为支持，外面包覆PVC或PVDF之耐化学品涂料。由于PVC中含有铅份，用久了难免会溶入高温的镍槽中，对化镍的还原反应将造成伤害。含氟的PVDF虽已无此烦恼但却价格较贵，两者都要注意披覆皮膜的损伤与维修，以减少污染钯槽与上镍之麻烦。挂架的管理内部讲师训练讲义微蚀不可过久太强，以防对“绿漆设限”的底铜造成刨根的小动作。微蚀后的水洗也不可太

8、久，以防再次过度氧化。钯槽中Pd+正常浓度量仅数十ppm，室温（25-30）操作时呈现“维大力”汽水般的淡黄色。铜面长钯亦属置换作用，当然就会发生Cu+污染。密线路板类处理时其钯槽含铜量不可超过100ppm，一般板子也应低于300ppm。一旦超出较多时即应弃槽，以免造成后续长镍不顺甚至出现露铜。微蚀及钯活化微蚀及钯活化内部讲师训练讲义化镍用不锈钢槽之保养为了长期高温（80-86）的安全操作起见，量产镍槽几乎全用不锈钢（304或316）建造，100L至1250L大小场面都有。现行的正常管理，是当镍金属补充到了4个MTO（Metal Turn Over，指建浴金属量）时就要换槽，通常全天量产者，1

9、000L大槽只能维持三天，即告寿终正寝。此时须立即换上备槽而继续生产，并将旧槽药水抽掉至线外，另行中和沈淀收集污泥之环保处理。而旧槽的“削槽”则需添加50%体积比(硝酸浓度至少350g/L)的强硝酸，溶蚀掉槽壁上的化镍颗粒。同时也对不锈钢槽进行钝化处理（Passivation），以减少再被镀上的机会。许多金属表面处理的教科书上，都说应另加入铬酸（CrO3）才会有更好的钝化效果。只可惜PCB业界的现行废水处理系统中，少有除铬的功能，于是良药也只好束之高阁。正电性槽体防止长镍-化镍槽液中任何带有负电性的物体，都会被化镍所还原析附。一般操作中只要其负电位到-0.7V时，就难免钉牢镀上。为了保护不锈钢

10、槽壁与加热器之不被裹胁，乃刻意使用外电源使带有+0.9V的正电位，以免遭到化镍的青睐。至于负极-0.9V者，则另接数根已钝化的不锈钢棒，刻意使其在电镀过程中牺牲上镍。此种假镀棒的布局，可在大槽的对角各放一支，在液面较低的回水集流区也再加设一支。所施加之正电压却不可太高（应1V以下），以防槽壁反遭电流与SO42-之盲目围攻。削槽洗槽的同时，还要用吸尘器将槽底的落屑清除。须知即使少许不起眼的金屑，在高温镍槽中就会变成强力的活化起镀剂，小处不可不慎。内部讲师训练讲义纯水纯水 配槽或清洗所用之纯水也要特别留意，由于纯水中已不含杀菌的氯气，故储槽中很容易生长霉菌。有时甚至连管路出口的龙头内缘，都会因死的

11、活的堆积太多厚厚而发黑。您若不信邪，食指一摸即可真相大“黑”如假包换。一般长菌的纯水槽壁，常会有油油滑滑的感觉。有菌的纯水当然不能派上用场，金槽中尤其是“代志大条”。内部讲师训练讲义三大参数 化镍沈积的pH（4.5-4.8），液温（80-86），与浴负载（Loading Factor 0.3-0.6dm2/L，不可低于0.2也不可超过1.0），是主宰反应快慢的三大参数，必须采用精密仪器，执行自动添加与全程监控。且应定时线外分析进行比对其数据（每班一次）。凡此三参数上升者，都可能因过度活化而长胖（因其主还原剂NaH2PO2次磷酸二氢钠，要在高咸中活力才会强）；反之三大条件不足时，亦将会导致起镀不

12、良甚至表演露铜。老手们都有这种经验，每天一大早的第一架，总是偶而泄气露铜不给面子，彷佛是神不守舍沈睡未醒一般。在第一挂的牺牲打（Dummy plating）之后槽液中充满氢气时，才会逐渐赏脸出现活性。此等充满氢气士气大振的故事（注意Loading太低者也不易反应），早在化学铜的操作中就已有历史记载。不过对于金槽而言，此种打气加油则大可不必了。有经验的业者甚至还设计了D?内部讲师训练讲义浸金制程管理酸性金水中含金量约 0.8-1.5g/L。一般之铜污染不可超过5ppm，一旦少许清洁铜垫在全无镍面覆盖之下，很可能在金水中也发生铜与金的置换，进而造成铜份溶入。当金水中的铜污染量增多时，会常出现金面异

13、常而呈现较红的色泽，使得金与镍之间的密着力也会变差。ENIG的某些焊垫若出现雾雾暗暗时，就可能是无镍的金面。倘有怀疑时，可用剥金液剥除金层，是镍是铜自必一目了然。内部讲师训练讲义金槽建浴用纯水或回收槽纯水 一旦发霉即表已有多量的霉菌带入。此时金水中原配方的有机酸错化剂，加上霉菌代谢的有机物，将使得金水活性更强，其连手腐蚀的化镍层，下场当然很惨。回收水中虽然不会再出现置换反应，但其中的菌类与有机酸的互相帮忙打气，以贾凡尼效应的助虐，仍然会透过金层疏孔而对底镍继续猛咬，不断造成镍层的暗中氧化，迟早会引发黑垫。想要免于恐惧避祸求福，最好的办法就是换掉回收槽，品管严格的大厂，几乎隔天就换少惹麻烦。内部讲师训练讲义结论 化金制程重在管理