印刷線路板電鍍與化學(xué)鍍

1、化學(xué)鍍與電鍍技術(shù)化學(xué)鍍與電鍍技術(shù) 化學(xué)鍍與電鍍技術(shù)化學(xué)鍍與電鍍技術(shù) 電鍍銅電鍍銅1電鍍電鍍Sn/Pb合金合金2 電鍍鎳和電鍍金電鍍鎳和電鍍金3脈沖鍍金、化學(xué)鍍金脈沖鍍金、化學(xué)鍍金 化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鎳/浸金浸金化學(xué)鍍錫、鍍銀、鍍鈀化學(xué)鍍錫、鍍銀、鍍鈀v電鍍的目的在于為制造中的印制電路板提供其本電鍍的目的在于為制造中的印制電路板提供其本身欠缺及并非固有的表面特性。身欠缺及并非固有的表面特性。v印制電路板的電鍍相對比較簡單，鍍種也較少，印制電路板的電鍍相對比較簡單，鍍種也較少，但電鍍本身，其基本原理是相同的。在當(dāng)前印制但電鍍本身，其基本原理是相同的。在當(dāng)前印制電路板制造工藝上采取鍍硬金方法或以鎳打底的

2、電路板制造工藝上采取鍍硬金方法或以鎳打底的鍍金或浸金工藝技術(shù)。鍍金或浸金工藝技術(shù)。v印制電路板化學(xué)鍍和電鍍的主要目的是確保印制印制電路板化學(xué)鍍和電鍍的主要目的是確保印制電路板的可焊性、防護性、導(dǎo)電性和耐磨性。電路板的可焊性、防護性、導(dǎo)電性和耐磨性。v本章主要介紹在印制板生產(chǎn)工藝中必須用到的本章主要介紹在印制板生產(chǎn)工藝中必須用到的v化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳金、化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳金、化學(xué)鍍鎳/ /浸金、激光化浸金、激光化學(xué)鍍金、化學(xué)鍍錫、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍銠、化學(xué)鍍學(xué)鍍金、化學(xué)鍍錫、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍銠、化學(xué)鍍鈀、鈀、v電鍍銅、激光鍍銅、電鍍錫鉛、電鍍鎳金、脈沖鍍電鍍銅、激光鍍銅、電鍍錫鉛、電鍍鎳金

3、、脈沖鍍金、電鍍銀及其它金屬的技術(shù)。金、電鍍銀及其它金屬的技術(shù)。6.1 電鍍銅電鍍銅v銅銅v元素符號元素符號Cu,Cu, 具有良好的具有良好的導(dǎo)電性導(dǎo)電性和良好的和良好的機械性機械性能能，并且銅容易活化，能夠與其它金屬鍍層形成，并且銅容易活化，能夠與其它金屬鍍層形成良好的金屬一金屬間鍵合，從而獲得鍍層間的良良好的金屬一金屬間鍵合，從而獲得鍍層間的良好的好的結(jié)合力結(jié)合力。電鍍廠電鍍廠v6.1.1 6.1.1 銅鍍層的作用及對鍍層，鍍液的基本要求銅鍍層的作用及對鍍層，鍍液的基本要求v1. 1. 鍍銅層的作用鍍銅層的作用v（1 1）是作為）是作為孔的化學(xué)鍍銅層孔的化學(xué)鍍銅層（一般（一般0.5-20.

4、5-2微米）微米）的加厚層，通過全板鍍銅達(dá)到厚度的加厚層，通過全板鍍銅達(dá)到厚度5-85-8微米，一般微米，一般稱為加厚銅；稱為加厚銅；v（2 2）是作為圖形電鍍）是作為圖形電鍍Sn-PbSn-Pb或低應(yīng)力鎳的或低應(yīng)力鎳的底層底層，其厚度可達(dá)其厚度可達(dá)20-2520-25微米，一般稱為圖形鍍銅。微米，一般稱為圖形鍍銅。v2. 2. 對銅鍍層的基本要求對銅鍍層的基本要求 (1). (1). 良好的良好的機械性能機械性能 (2). (2). 鍍液有良好的鍍液有良好的分散能力分散能力和和深鍍能力深鍍能力 (3). (3).鍍層與基體結(jié)合牢固，鍍層與基體結(jié)合牢固，結(jié)合力好結(jié)合力好。 (4). (4).鍍

5、層有良好的鍍層有良好的導(dǎo)電性導(dǎo)電性 (5). (5).鍍層均勻，細(xì)致，有鍍層均勻，細(xì)致，有良好的外觀良好的外觀。v3. 3. 對鍍銅液的基本要求對鍍銅液的基本要求 (1). (1).鍍液具有良好的分散能力和深鍍能力，以保鍍液具有良好的分散能力和深鍍能力，以保證在印制板比較厚和孔徑比較小時，仍能達(dá)到證在印制板比較厚和孔徑比較小時，仍能達(dá)到Ts:ThTs:Th接近接近1 1：1.1. (2). (2).鍍液在寬的電流密度范圍內(nèi)，都能得到均勻，鍍液在寬的電流密度范圍內(nèi)，都能得到均勻，細(xì)致，平整的鍍層。細(xì)致，平整的鍍層。 (3). (3).鍍液穩(wěn)定，便于維護，對雜質(zhì)的容忍度高。鍍液穩(wěn)定，便于維護，對雜

6、質(zhì)的容忍度高。6.1.2 6.1.2 鍍銅液的選擇鍍銅液的選擇v鍍銅溶液有多種類型如：硫酸鹽型，焦磷酸鹽型，鍍銅溶液有多種類型如：硫酸鹽型，焦磷酸鹽型，氟硼酸鹽型以及氰化物型。氟硼酸鹽型以及氰化物型。v硫酸鹽型硫酸鹽型鍍液獲得均勻，細(xì)致，柔軟的鍍層，并鍍液獲得均勻，細(xì)致，柔軟的鍍層，并且鍍液成分簡單，分散能力和深鍍能力好，電流且鍍液成分簡單，分散能力和深鍍能力好，電流效率高，沉積速度快，污水治理簡單，所以，印效率高，沉積速度快，污水治理簡單，所以，印制板鍍銅主要使用硫酸鹽鍍銅。制板鍍銅主要使用硫酸鹽鍍銅。v一種是用于零件電鍍的普通硫酸鹽鍍銅液一種是用于零件電鍍的普通硫酸鹽鍍銅液v一種是用于印制

7、板電鍍的高分散能力的鍍銅液，一種是用于印制板電鍍的高分散能力的鍍銅液，這種鍍液具有這種鍍液具有“高酸低銅高酸低銅”的特點，因而有很高的特點，因而有很高的導(dǎo)電性和很好的分散能力與深鍍能力。的導(dǎo)電性和很好的分散能力與深鍍能力。電鍍液電鍍液 名稱成分普通硫酸鹽鍍液高分散能力鍍液硫酸銅（克/升）180-24060-100硫酸（克/升）45-60180-220氯離子(毫克/升)20-10020-100添加劑適量適量表表6-1 硫酸鹽型鍍液硫酸鹽型鍍液v沒有添加劑的硫酸鹽鍍銅液，不可能達(dá)到使用的沒有添加劑的硫酸鹽鍍銅液，不可能達(dá)到使用的要求。要求。v我國對光亮酸性鍍銅添加劑的研制始于七十年代，我國對光亮酸

8、性鍍銅添加劑的研制始于七十年代，具有代表性的添加劑產(chǎn)品有電子部具有代表性的添加劑產(chǎn)品有電子部1515所的所的LC153LC153和和SH-110SH-110等。等。v 改革開放以來，從國外引進了大量印制板生產(chǎn)線，改革開放以來，從國外引進了大量印制板生產(chǎn)線，同時也引進了很多先進的電鍍添加劑，用于高分同時也引進了很多先進的電鍍添加劑，用于高分散能力的鍍銅液的添加劑及其工藝見表散能力的鍍銅液的添加劑及其工藝見表6-36-3 名稱配方及工藝條件 SH-110LC153硫酸銅（克/升）100100硫酸（克/升）200200氯離子（毫克/升）4020-90SH-110（毫克/升）10-20HB（毫克/升）

9、0.5-1OP-21（克/升）0.5LC153起始（毫克/升）3-5LC153補充劑（毫克/升）1-2溫度（C）10-4010-40陰極電流密度（安培/分米2）0.5-41-2.5陽極磷銅磷銅攪拌方式陰極移動陰極移動表表6-2 國產(chǎn)鍍銅添加劑及其工藝國產(chǎn)鍍銅添加劑及其工藝 名稱配方及工藝條件MHTGSPCMPC-667硫酸銅（克/升）60-758060-9060-120硫酸（克/升）180-200200166-202150-225氯離子（毫克/升）50-10010040-8030-60添加劑（毫克/升）MHT8-16GS整平劑20GS光亮劑3PCM2.5-7.5載體4-10光亮劑10-23陰極

10、電流密度（安培/分米2）2-41-30.1-80.1-8.6陽極電流密度（安培/分米2）1-20.3-21-2溫度（C）28-3222-2621-3221-32陽極（含P%）0.045-0.060.02-0.060.03-0.08攪拌方式空氣攪拌連續(xù)過濾陰極移動20-25mm/次5-45次/分可調(diào)空氣攪拌陰極移動連續(xù)過濾空氣攪拌陰極移動連續(xù)過濾表表6-3 各種鍍銅添加劑及其工藝各種鍍銅添加劑及其工藝v1. 1. 電鍍銅機理電鍍銅機理v鍍銅溶液的主要成分是硫酸銅和硫酸，在直流電鍍銅溶液的主要成分是硫酸銅和硫酸，在直流電壓的作用下，在陰，陽極上發(fā)生如下反應(yīng)：壓的作用下，在陰，陽極上發(fā)生如下反應(yīng)：

11、陰極：陰極：Cu2+2e CuCu2+2e Cu陽極：陽極： Cu-2e Cu2+Cu-2e Cu2+ v在直流情況下電流效率可達(dá)在直流情況下電流效率可達(dá)9898以上。以上。v2. 2. 鍍銅液的配制鍍銅液的配制v1 1）以）以1010NaOHNaOH溶液注入鍍槽，開啟過濾機和空氣攪溶液注入鍍槽，開啟過濾機和空氣攪拌。將此液加溫到拌。將此液加溫到6060C C，保持，保持4-84-8小時，然后用清水小時，然后用清水沖洗。再注入沖洗。再注入5 5硫酸，同樣浸洗然后用清水沖洗。硫酸，同樣浸洗然后用清水沖洗。v2 2）在備用槽內(nèi)，注入所配溶液）在備用槽內(nèi)，注入所配溶液1/41/4體積的蒸餾水或去體積

12、的蒸餾水或去離子水，在攪拌下緩慢加入計量的硫酸，借助于溶解離子水，在攪拌下緩慢加入計量的硫酸，借助于溶解所放出的熱量，加入計量的硫酸銅，攪拌使全部溶解。所放出的熱量，加入計量的硫酸銅，攪拌使全部溶解。v3 3）加入）加入1-1.51-1.5毫升毫升/ /升雙氧水升雙氧水, ,攪拌攪拌1 1小時，升溫至小時，升溫至650650C C，保溫，保溫1 1小時，以趕走多余的雙氧水。小時，以趕走多余的雙氧水。v4 4）加入）加入3 3克克/ /升活性炭，攪拌升活性炭，攪拌1 1小時，靜止半小時小時，靜止半小時后過濾，直至沒有炭粒為止。將溶液轉(zhuǎn)入鍍槽。后過濾，直至沒有炭粒為止。將溶液轉(zhuǎn)入鍍槽。v5 5）加

13、入計量的鹽酸，加入計量的添加劑，加蒸餾）加入計量的鹽酸，加入計量的添加劑，加蒸餾水或去離子水至所需體積。放入予先準(zhǔn)備好的陽水或去離子水至所需體積。放入予先準(zhǔn)備好的陽極。極。v6 6）以）以1-1.51-1.5安培安培/ /分米分米2 2陽極電流密度進行電解處陽極電流密度進行電解處理，使陽極形成一層致密的黑色薄膜。大約理，使陽極形成一層致密的黑色薄膜。大約3-43-4小小時以后，可以投入使用。時以后，可以投入使用。(1). (1). 硫酸銅硫酸銅v硫酸銅是鍍液中主鹽，它在水溶液中電離出銅離硫酸銅是鍍液中主鹽，它在水溶液中電離出銅離子，銅離子在陰極上獲得電子沉積出銅鍍層。硫子，銅離子在陰極上獲得電

14、子沉積出銅鍍層。硫酸銅濃度控制在酸銅濃度控制在60-10060-100克克/ /升。升。(2). (2). 硫酸硫酸v硫酸的主要作用是增加溶液的導(dǎo)電性。硫酸的濃硫酸的主要作用是增加溶液的導(dǎo)電性。硫酸的濃度對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響度對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響鍍液中各成份的作用鍍液中各成份的作用 v3. 3. 操作條件的影響操作條件的影響v(1). (1). 溫度溫度 (2). (2). 電流密度電流密度 (3). (3). 攪拌攪拌 (4). (4). 陽極陽極 (5). (5). 鍍液的維護鍍液的維護 v(1). (1). 溫度溫度v溫度對鍍液性能影響很大，溫度提

15、高，會導(dǎo)致允溫度對鍍液性能影響很大，溫度提高，會導(dǎo)致允許的電流密度提高，加快電極反應(yīng)速度，一般以許的電流密度提高，加快電極反應(yīng)速度，一般以20-30020-300C C為佳。為佳。v(2). (2). 電流密度電流密度v為了提高生產(chǎn)效率，在保證鍍層質(zhì)量的前提下，為了提高生產(chǎn)效率，在保證鍍層質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量使用高的電流密度。電流密度不同，沉積應(yīng)盡量使用高的電流密度。電流密度不同，沉積速度也不同。速度也不同。v(3). (3). 攪拌攪拌v攪拌可以消除濃差極化，提高允許電流密度，從攪拌可以消除濃差極化，提高允許電流密度，從而提高生產(chǎn)效率。攪拌可以通過使而提高生產(chǎn)效率。攪拌可以通過使工件移動工件

16、移動或或使使溶液流動溶液流動，或，或兩者兼有兩者兼有來實現(xiàn)。來實現(xiàn)。v1). 1). 陰極移動陰極移動： 陰極移動是通過陰極桿的運動來陰極移動是通過陰極桿的運動來實現(xiàn)工件的移動。實現(xiàn)工件的移動。v2). 2). 壓縮空氣攪拌壓縮空氣攪拌：對鍍銅液而言，它能提供足：對鍍銅液而言，它能提供足夠的氧氣，促進溶液中的夠的氧氣，促進溶液中的Cu+Cu+氧化成氧化成Cu2+Cu2+，協(xié)助消，協(xié)助消除除Cu+Cu+的干擾。的干擾。 v3). 3). 過濾過濾：過濾可以凈化溶液，使溶液中的機械：過濾可以凈化溶液，使溶液中的機械雜質(zhì)及時地除去，防止或減少了毛刺出現(xiàn)的機會雜質(zhì)及時地除去，防止或減少了毛刺出現(xiàn)的機會

17、攪拌的方式攪拌的方式v4. 4. 陽極陽極 v硫酸鹽光亮鍍銅，要使用含磷陽極，其磷含量硫酸鹽光亮鍍銅，要使用含磷陽極，其磷含量0.04-0.0650.04-0.065，銅含量不小于，銅含量不小于99.999.9。 其它雜其它雜質(zhì)的允許含量見表質(zhì)的允許含量見表6-46-4。主成分 雜質(zhì) Cu P Sn Pb Zn Ni Fe Sb Se Te As Bi 99.9 0.0040 -0.064 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 v為什么使用含磷銅陽極？為什么使用含磷銅陽極？v使用優(yōu)質(zhì)含磷銅陽極，能在陽極表面形成一

18、層黑使用優(yōu)質(zhì)含磷銅陽極，能在陽極表面形成一層黑色保護膜，它象柵欄一樣，能控制銅的溶解速度色保護膜，它象柵欄一樣，能控制銅的溶解速度并大大減少了陽極泥。并大大減少了陽極泥。v5 5鍍液的維護鍍液的維護 v(1). (1). 定期分析調(diào)整鍍液中硫酸銅，硫酸和氯離子定期分析調(diào)整鍍液中硫酸銅，硫酸和氯離子的濃度，使之經(jīng)常處于最佳狀態(tài)。的濃度，使之經(jīng)常處于最佳狀態(tài)。 v(2). (2). 添加劑的補充：在電鍍過程中，添加劑不斷添加劑的補充：在電鍍過程中，添加劑不斷消耗，可以根據(jù)安時數(shù)，按供應(yīng)商提供的添加量消耗，可以根據(jù)安時數(shù)，按供應(yīng)商提供的添加量進行補充，但還要考慮鍍件攜帶的損失，適當(dāng)增進行補充，但還要

19、考慮鍍件攜帶的損失，適當(dāng)增加加5-105-10。v(3). (3). 定期用活性碳處理：定期用活性碳處理： v在電鍍過程中，添加劑要分解，同時干膜或抗電在電鍍過程中，添加劑要分解，同時干膜或抗電鍍油墨分解物及板材溶出物等都會對鍍液構(gòu)成污鍍油墨分解物及板材溶出物等都會對鍍液構(gòu)成污染，因此要定期用活性炭凈化。一般每年至少用染，因此要定期用活性炭凈化。一般每年至少用活性炭處理一次活性炭處理一次生產(chǎn)故障可能原因糾正方法鍍層燒焦1) 銅含量過低 2) 陰極電流過大 3) 液溫太低4) 鍍層的延性降低5) 攪拌差 6) 光亮劑失調(diào) 7) 陽極過長或過多1) 補充硫酸銅到規(guī)定量 2) 適當(dāng)降低電流密度3)

20、適當(dāng)提高液溫 4) 稀釋鍍液，使酸含量到規(guī)定值5) 如用空氣攪拌，增加空氣流量，如用陰極移動，應(yīng) 保持在15-20次/分 6) 赫爾槽實驗來確定 7）陽極比陰極短7-8cm，使陽極面積/陰極面積為2：1鍍層粗糙 1) 鍍液添加劑失調(diào) 2) 鍍液太臟 3) Cl-含量太少 4) 電流過大 5) 有機物分解過多1) 赫爾槽實驗確定其添加量 2) 連續(xù)過濾鍍液 3) 通過分析調(diào)整Cl-量 4) 調(diào)整到適當(dāng)值5) 活性炭處理表6-5 電鍍銅故障原因及排除方法 6. 6. 常見故障及處理常見故障及處理 v6.1.4 6.1.4 半光亮酸性鍍銅半光亮酸性鍍銅 v半光亮酸性鍍銅的特點在于它所用光亮劑不含硫，

21、半光亮酸性鍍銅的特點在于它所用光亮劑不含硫，因而添加劑的分解產(chǎn)物少，鍍層的純度高，延性因而添加劑的分解產(chǎn)物少，鍍層的純度高，延性好。好。v同時鍍液具有極好的深鍍能力，鍍層外觀為均勻，同時鍍液具有極好的深鍍能力，鍍層外觀為均勻，細(xì)致，整平的半光亮鍍層。細(xì)致，整平的半光亮鍍層。 普通電流密度 高電流密度 硫酸銅(克/升) 60-98 90-106 硫酸(克/升) 160-200 230-250 氯離子(克/升) 40-100 80-120 溫度（0C） 20-25 36-40 陰極電流密度（安培/分米2） 1-3.5 3.5-8 陽極電流密度（安培/分米2） 0.5-1.75 1.2-2.5 過濾

22、 連續(xù) 連續(xù) 攪拌 空氣攪拌 強烈空氣攪拌 沉積速度 在2安培/分米2下，0.45微米/分 在4.5安培/分米2 下，1微米/分 表表6-6 半光亮酸性鍍銅半光亮酸性鍍銅Cu-200*的配方及操作條件的配方及操作條件v6.1.5 印制板鍍銅的工藝過程印制板鍍銅的工藝過程 鍍銅用于鍍銅用于全板電鍍?nèi)咫婂兒秃蛨D形電鍍圖形電鍍，其中全板鍍銅是，其中全板鍍銅是緊跟在化學(xué)鍍銅之后進行，而圖形電鍍是在圖相緊跟在化學(xué)鍍銅之后進行，而圖形電鍍是在圖相轉(zhuǎn)移之后進行的。轉(zhuǎn)移之后進行的。v全板電族的工藝流程如下：全板電族的工藝流程如下：v化學(xué)鍍銅化學(xué)鍍銅 活化活化 電鍍銅電鍍銅 防氧化處理防氧化處理 水沖洗水沖洗

23、 干燥干燥 刷板刷板 印制負(fù)相抗蝕印制負(fù)相抗蝕圖象圖象 修版修版 電鍍抗蝕金屬電鍍抗蝕金屬 水沖洗水沖洗 去除抗蝕劑去除抗蝕劑 水沖水沖 蝕刻蝕刻v圖形電鍍銅與電鍍錫鉛合金（或錫）連在一條生圖形電鍍銅與電鍍錫鉛合金（或錫）連在一條生產(chǎn)線上工藝過程如下：產(chǎn)線上工藝過程如下：鍍 低 應(yīng)力鎳鍍金圖像轉(zhuǎn)移后印制板修 板 / 或不修清 潔 處理噴淋/水洗粗 化 處理噴淋/水洗活化圖形電鍍銅活化電 鍍 錫 鉛合金噴淋/水洗v6.1.6 6.1.6 脈沖鍍銅脈沖鍍銅v脈沖電鍍（也稱為脈沖電鍍（也稱為PCPC電鍍）與傳統(tǒng)的直流電鍍電鍍）與傳統(tǒng)的直流電鍍（也成為（也成為DCDC電鍍）相比，可提高鍍層純度，降低電

24、鍍）相比，可提高鍍層純度，降低鍍層空隙率，改善鍍層厚度的均勻性。鍍層空隙率，改善鍍層厚度的均勻性。v脈沖電鍍的實現(xiàn)不僅需要一個工藝參數(shù)與鍍液相脈沖電鍍的實現(xiàn)不僅需要一個工藝參數(shù)與鍍液相匹配的脈沖電源，還必須加強溶液的傳遞過程，匹配的脈沖電源，還必須加強溶液的傳遞過程，如加強過濾、振動、甚至使用超聲攪拌等等。如加強過濾、振動、甚至使用超聲攪拌等等。v脈沖電鍍基本參數(shù)：脈沖電鍍基本參數(shù)：v脈沖導(dǎo)通時間（即脈寬）脈沖導(dǎo)通時間（即脈寬） Tonv脈沖關(guān)斷時間脈沖關(guān)斷時間 Toffv脈沖周期脈沖周期 Ton+Toffv脈沖頻率脈沖頻率 f=1/v脈沖占空比脈沖占空比 r=Ton/*100%v脈沖電鍍平均

25、電流密度脈沖電鍍平均電流密度 I（Ion*Ton-Ioff*Toff）/(Ton+Toff)6.2電鍍電鍍Sn/Pb合金合金v電鍍電鍍Sn/PbSn/Pb合金大多是與電鍍銅組成的自動生產(chǎn)線合金大多是與電鍍銅組成的自動生產(chǎn)線上來進行的。上來進行的。2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代開始，年代開始， 電鍍電鍍SnSnPbPb合金層除了作耐堿抗蝕劑外，還用作可焊層合金層除了作耐堿抗蝕劑外，還用作可焊層( (經(jīng)熱經(jīng)熱油熱熔或紅外熱熔后油熱熔或紅外熱熔后) )?；瘜W(xué)鍍膜處理層6.2.1 6.2.1 Sn/PbSn/Pb合金鍍配方與工藝規(guī)范合金鍍配方與工藝規(guī)范 體系與供應(yīng)商配方與工藝條件胨體系非胨體系Lea-R

26、onalU&T深圳華美Atotech Sn2+(gL)2040 2026 202622251826 Pb2+ (gL) 912813 811111469 HBF4(游離)(gL) 330410 160180 140190 190210110190 H3B03 (gL) 2034 20 20 25301030 蛋白胨(gL)結(jié)晶細(xì)化劑(mlL)5mlL410 校正劑(mlL)20mlL1030 穩(wěn)定劑(mlL)25310ST40PCs303060 工作溫度() 1525 15252530 2030 2530 陰極電流密度Dk(Adm2) 0.31.5 2412.5 1.52.0 l2.5

27、陽極（Sn/Pb）60/4060/4060/40或70/3060/4060/40陽極面積/陰極面積2:12:12:10.72.12:1沉積速率（u/min）(Dk=1.3A/dm2)0.3um/min(Dk=1.5A/dm2)0.39u/min(Dk=1.8A/dm2)0.8u/min陰極移動（次/min）01515201520102015206.2.2 6.2.2 主要成分的作用主要成分的作用v 1. 1. 金屬離子的作用金屬離子的作用 在在SnSnPbPb合金鍍中，總金屬離子濃度提高將有利合金鍍中，總金屬離子濃度提高將有利于提高于提高陰極電流密度的上限值陰極電流密度的上限值和提高鍍層的和提

28、高鍍層的沉積沉積速率速率。 2.2.氟硼酸的作用氟硼酸的作用 氟硼酸能與鍍液中的氟硼酸能與鍍液中的Sn2+Sn2+和和Sn2+Sn2+pb2+pb2+形成穩(wěn)定形成穩(wěn)定的絡(luò)離子，以提供電沉積時所需求的金屬離子。的絡(luò)離子，以提供電沉積時所需求的金屬離子。 v3.3.硼酸作用硼酸作用 硼酸的作用主要在于穩(wěn)定鍍液中的氟硼酸，使之硼酸的作用主要在于穩(wěn)定鍍液中的氟硼酸，使之不水解。從下式可看出。不水解。從下式可看出。 HBF4+3H2OH3BO3+4HFHBF4+3H2OH3BO3+4HF 4. 4.添加劑的作用添加劑的作用 蛋白胨添加劑和非胨體系添加劑有結(jié)晶細(xì)化劑，蛋白胨添加劑和非胨體系添加劑有結(jié)晶細(xì)化

29、劑，能提高分散能力和深鍍能力能提高分散能力和深鍍能力 v6.2.3 6.2.3 工藝參數(shù)的影響工藝參數(shù)的影響 1 1. .電流密度的影響電流密度的影響 2 2. .溫度溫度 3 3. .循環(huán)過濾與陰極移動循環(huán)過濾與陰極移動 4 4. .陽極陽極主成分雜質(zhì)元素含量（%）SnPbSbBiAsCuAgFeZnAlAuCdS600.5余點0.010.010.010.0050.0050.0050.0020.0010.0010.0010.001表69 60/40的Sn/Pb合金陽極技術(shù)條件6.3 電鍍鎳和電鍍金電鍍鎳和電鍍金v電鍍鎳電鍍鎳/ /金是指在金是指在PCBPCB表面導(dǎo)體先鍍上一層鎳后再表面導(dǎo)體先

30、鍍上一層鎳后再鍍上一層金而言的鍍上一層金而言的v一般要采用一般要采用工藝導(dǎo)線法工藝導(dǎo)線法或或圖形電鍍鍍法圖形電鍍鍍法v常用的電鍍鎳可分為常用的電鍍鎳可分為光亮鍍鎳光亮鍍鎳和和半光亮鍍鎳半光亮鍍鎳。其。其所用的配方體有硫酸鹽體系和氨基磺酸鹽體系等。所用的配方體有硫酸鹽體系和氨基磺酸鹽體系等。v6.3.16.3.1插頭電鍍鎳與金。插頭電鍍鎳與金。v其工藝流程如下：其工藝流程如下：v上板上板清洗清洗微蝕微蝕刷洗刷洗活化活化漂洗漂洗電鍍電鍍低應(yīng)力鎳低應(yīng)力鎳漂洗漂洗活化活化漂洗漂洗電鍍金電鍍金金回收金回收( (用用) )漂洗漂洗烘干烘干下板下板名稱低應(yīng)力鎳含量配方一配方二氨基橫酸鎳Ni(NH2SO3)2

31、4H2O(g/L)/500600硫酸鎳（NiSO4H2O）(g/L)240330/氯化鎳（NiCl46H2O）(g/L)/1020硼酸(H3BO3) (g/L)35403555陽極活化劑(ml/L)50100/添加劑(ml/L)618Nikalmp-200(SE)2535潤濕劑(ml/L)1適量PH 3.543.24.0T（C）555065陰極電流密度A/ dm2或ASD1.581050ASD表表614 低應(yīng)力鎳液組成、配方及工藝條件低應(yīng)力鎳液組成、配方及工藝條件 6.3.26.3.2電鍍鎳電鍍鎳/ /閃鍍金或電鍍鎳閃鍍金或電鍍鎳/ /電鍍厚金電鍍厚金v1. 1. 電鍍鎳電鍍鎳/ /閃鍍金閃鍍

32、金 它是在電鍍鎳（它是在電鍍鎳（3 35m5m厚）上再閃鍍厚）上再閃鍍0.050.050.15m0.15m厚度的金層。薄金層主要是用來保護和保厚度的金層。薄金層主要是用來保護和保證鎳層的可焊性能。證鎳層的可焊性能。采用電鍍的金手指部位名稱配方閃金364厚金150硬金CMAu(以氰化金鉀形式加入)12.5g/L412g/L16g/LCo/0.350.7g/LPH3.54.06.08.04.04.5SG1.081.131.081.181.061.11T3050C4860C3040C表表616 鍍閃金、厚金液組成配方鍍閃金、厚金液組成配方v2.2.電鍍鎳電鍍鎳/ /電鍍厚金電鍍厚金 工藝流程如下：工

33、藝流程如下： 圖形鍍銅圖形鍍銅水洗水洗微蝕微蝕雙逆水漂洗雙逆水漂洗酸洗酸洗水洗水洗電鍍鎳電鍍鎳雙逆水漂洗雙逆水漂洗鎳活化鎳活化雙逆水漂洗雙逆水漂洗電鍍金電鍍金金回收（用）金回收（用）酸洗酸洗水洗水洗烘干烘干v6.3.36.3.3電鍍鎳和電鍍金的維護電鍍鎳和電鍍金的維護故障名稱可能原因解決措施鎳層粗糙1. 陰極電流密度大。2. 溫度高，pH值高。3. 固體雜質(zhì)多（溶液本身和外來帶入）4. 陽極袋破損，顆粒鎳進入溶液。5. 配制、添加時藥品未完全溶解。1. 降低陰極電流密度。2. 降低溫度，pH值至正常范圍。3. 過濾溶液，注意掛具包膠脫落、自來中鈣、前處理雜質(zhì)帶入。4. 過濾溶液并更換陽極袋。5

34、. 過濾溶液或加熱攪拌使之溶解。6.4 化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鎳/浸金浸金v6.4.16.4.1化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鎳/ /金發(fā)展的背景金發(fā)展的背景v表面封裝技術(shù)表面封裝技術(shù)SMDSMD的興起，要求的興起，要求PCBPCB本身不能彎曲，本身不能彎曲，以避免潛在的應(yīng)力、滑位、塌坍和短路的危險。以避免潛在的應(yīng)力、滑位、塌坍和短路的危險?；瘜W(xué)化學(xué)Ni/AuNi/Au表面鍍層等可以滿足表面鍍層等可以滿足SMDSMD焊裝要求。焊裝要求。電鍍生廠線v 化學(xué)化學(xué)Ni/AuNi/Au鍍層原則上可以完全滿足上述所有要求。但是，鍍層原則上可以完全滿足上述所有要求。但是，一般所講的化學(xué)一般所講的化學(xué)Ni/AuNi/Au，指的是鎳

35、厚度大約為，指的是鎳厚度大約為5m5m，是用，是用自催化鍍鎳溶液制備的。而化學(xué)自催化鍍鎳溶液制備的。而化學(xué)AuAu，實際上是化學(xué)浸，實際上是化學(xué)浸AuAu，是通過是通過AuAu置換置換NiNi而產(chǎn)生的，厚度通常只能在而產(chǎn)生的，厚度通常只能在0.030.030.1m0.1m之間，最大也不超過之間，最大也不超過0.15m0.15m，只能滿足熔焊和金線搭接，只能滿足熔焊和金線搭接焊的要求。在搭接焊中，要求化學(xué)焊的要求。在搭接焊中，要求化學(xué)Ni/AuNi/Au中中AuAu層厚度在層厚度在0.30.30.5m0.5m。為此，。為此，AuAu層只好用自催化還原的層只好用自催化還原的AuAu的方法的方法來制

36、作。這樣，成本將是很高而難于接受的。來制作。這樣，成本將是很高而難于接受的。vATOATO公司在開發(fā)了化學(xué)公司在開發(fā)了化學(xué)Ni/AuNi/Au表面鍍層后，又開發(fā)表面鍍層后，又開發(fā)了化學(xué)了化學(xué)Ni/Pd/AuNi/Pd/Au（厚度：（厚度：5m/0.5m/0.02m5m/0.5m/0.02m）全功能的表面復(fù)合鍍層，可以代替全功能的表面復(fù)合鍍層，可以代替0.3m0.3m以上的以上的AuAu層，進行任何形式的焊接和搭接。層，進行任何形式的焊接和搭接。v2.2.各種因素對鍍鎳速度的影響各種因素對鍍鎳速度的影響(1). (1). 溫度溫度(2). (2). pHpH值值(3). (3). 鎳鹽的濃度鎳鹽

37、的濃度(4). (4). 添加劑添加劑(5). (5). 反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物v6.4.46.4.4化學(xué)浸金化學(xué)浸金v浸鍍金的置換反應(yīng)為：浸鍍金的置換反應(yīng)為： 2Au(CN)2 2Au(CN)2Ni - 2Au Ni - 2Au Ni(CN)42Ni(CN)42v原則上講，當(dāng)鎳面上完全覆蓋上一層原則上講，當(dāng)鎳面上完全覆蓋上一層AuAu之后，金之后，金的析出便停止。但由于金層表面孔隙很多，故多的析出便停止。但由于金層表面孔隙很多，故多孔的金屬下的鎳仍可溶解，而金還會繼續(xù)析出在孔的金屬下的鎳仍可溶解，而金還會繼續(xù)析出在鎳上，只不過速率愈來愈低，直至終止。鎳上，只不過速率愈來愈低，直至終止。67的KAu

38、(CN)2 2.94g/L氰化鈉23.5 g/L無水碳酸鈉29.4 g/L溫度65-850C表表6-22浸金溶液配方浸金溶液配方vAurotechAurotech是是ATOATO公司開發(fā)的化學(xué)公司開發(fā)的化學(xué)Ni/AuNi/Au制程的商品制程的商品名稱。適用于制作阻礙膜之后的印制電路板的裸名稱。適用于制作阻礙膜之后的印制電路板的裸露區(qū)域（一般是焊腳或連接盤的導(dǎo)通孔）進行選露區(qū)域（一般是焊腳或連接盤的導(dǎo)通孔）進行選擇性鍍覆的化學(xué)法。擇性鍍覆的化學(xué)法。vAurotechAurotech工藝能在裸露的工藝能在裸露的CuCu表面和金屬化孔內(nèi)沉表面和金屬化孔內(nèi)沉積均勻的化學(xué)積均勻的化學(xué)Ni/AuNi/Au

39、鍍層，即便是高厚徑比的小孔鍍層，即便是高厚徑比的小孔也如此。也如此。3. Aurotech工藝步驟說明工藝步驟說明1（1）酸性清潔）酸性清潔它的作用是除它的作用是除去輕氧化層、去輕氧化層、油脂、以及焊油脂、以及焊劑抗蝕劑殘余劑抗蝕劑殘余物。物。2（2）微蝕）微蝕使使Cu表面產(chǎn)生表面產(chǎn)生最佳的粗糙度，最佳的粗糙度，促進促進Cu與化學(xué)與化學(xué)鎳的良好附著。鎳的良好附著。3（3）活化）活化1）通過預(yù)浸形）通過預(yù)浸形成一種酸性膜成一種酸性膜2）浸活化劑，使浸活化劑，使暴露的暴露的Cu表面表面上形成勻形的上形成勻形的晶種薄層。晶種薄層。6.5脈沖鍍金、化學(xué)鍍金及激光化學(xué)鍍金脈沖鍍金、化學(xué)鍍金及激光化學(xué)鍍金

40、v6.5.1脈沖鍍金脈沖鍍金v脈沖鍍金工藝是應(yīng)用脈沖技術(shù)最早，最多和最有脈沖鍍金工藝是應(yīng)用脈沖技術(shù)最早，最多和最有成效的鍍種之一，它比直流鍍金具有更優(yōu)異的鍍成效的鍍種之一，它比直流鍍金具有更優(yōu)異的鍍層性能，如鍍金層結(jié)晶致密光亮、純度高、可焊層性能，如鍍金層結(jié)晶致密光亮、純度高、可焊性好、孔隙少和耐蝕性高等。性好、孔隙少和耐蝕性高等。 含量（g/l） 配方號 組成和工藝條件12345金以KAu（CN）2形式檸檬酸銨（NH4）3C6H5O7檸檬酸鉀（K3C6H5O7H2O）酒石酸銻鉀K（SbO）C4H4O61/2H2O硫酸鉀（K2SO45H2O）檸檬酸（H3C6H5O7H2O）10201200.3

41、681200.375203510012018221020110130205101101200.10.3PH溫度 （）波形頻率通斷比平均電流密度（A/dm2）5.55.84550矩形波20101:5100.30.44.85.6室溫矩形波10001:5100.45.46.465矩形波6501:70.350.45474565矩形波90010001:90.10.55.25.54045矩形波10001:7150.10.4表表623 酸性脈沖鍍金工藝規(guī)范酸性脈沖鍍金工藝規(guī)范v6.5.26.5.2化學(xué)鍍金化學(xué)鍍金v化學(xué)鍍與浸鍍其機理完全不同，化學(xué)鍍是指在沒化學(xué)鍍與浸鍍其機理完全不同，化學(xué)鍍是指在沒有外電流的

42、作用下，利用溶液中的還原劑將金屬有外電流的作用下，利用溶液中的還原劑將金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面，而形成金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面，而形成金屬鍍層的表面加工方法，又成為自催化電鍍和無電鍍層的表面加工方法，又成為自催化電鍍和無電電鍍。電鍍。配方名稱自配SWJ8101Aureus79502Tel613Immersion4Au（以KAu（CN）2形式加入） （g/L）11.41.4216檸檬酸二氫銨 （g/L）次磷酸鈉 （g/L）氯化鎳 （g/L）氯化銨 （g/L）5010275開缸劑600ml/L濃縮液250ml/LTel61M5200ml/LKCN0.05g/L開缸劑600ml/

43、LPH溫度 （）時間 （min）56沸177.585955109705154.60.1851345.56.570901015/0.1m表表6-24化學(xué)鍍薄金工藝配方化學(xué)鍍薄金工藝配方v 2 2化學(xué)鍍厚金工藝化學(xué)鍍厚金工藝v化學(xué)鍍厚金是在化學(xué)浸金的鍍層上進行，鍍液中化學(xué)鍍厚金是在化學(xué)浸金的鍍層上進行，鍍液中加入特殊的還原劑，使在置換與自催化作用下鍍加入特殊的還原劑，使在置換與自催化作用下鍍金。鍍層厚度達(dá)金。鍍層厚度達(dá)0.50.51m1m，是金線壓焊的理想鍍，是金線壓焊的理想鍍層。有特殊要求也可鍍層。有特殊要求也可鍍2m2m。電鍍生長 配方組成及操作條件自配AurunA5161TSK252金（以K

44、au（CN）2形式加入） （g/L）檸檬酸銨 （g/L）氯化銨 （g/L）偏亞硫酸鉀 （g/L）次磷酸鈉 （g/L）0.524060708025101544PH溫度 （）沉積速度 （m/h）裝載量 （dm2/L）4.55.8907.47.7701.50.71.20.124.54.7851表表625 化學(xué)鍍厚金工藝化學(xué)鍍厚金工藝v 1. 1. 化學(xué)鍍錫機理化學(xué)鍍錫機理v 銅基體上的化學(xué)鍍錫原則上屬于化學(xué)浸錫，是銅與鍍液中銅基體上的化學(xué)鍍錫原則上屬于化學(xué)浸錫，是銅與鍍液中絡(luò)合錫離子發(fā)生置換反應(yīng)的結(jié)果。當(dāng)錫層形成后，反應(yīng)立絡(luò)合錫離子發(fā)生置換反應(yīng)的結(jié)果。當(dāng)錫層形成后，反應(yīng)立即停止。即停止。v 普通酸性

45、溶液中，銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位普通酸性溶液中，銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位0Cu+/Cu=0.51V0Cu+/Cu=0.51V，錫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位錫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位0Sn2+/Sn=0.136V0Sn2+/Sn=0.136V，故金屬銅不可能，故金屬銅不可能置換溶液中的錫離子而生成金屬錫。置換溶液中的錫離子而生成金屬錫。 v1. 1. 化學(xué)鍍錫化學(xué)鍍錫v在有絡(luò)合物（如硫脲）存在的條件下，使銅置換在有絡(luò)合物（如硫脲）存在的條件下，使銅置換溶液的錫離子成為可能。此時的化學(xué)反應(yīng)如下：溶液的錫離子成為可能。此時的化學(xué)反應(yīng)如下： 4(NH2)2CS + 2Cu2+-2e 2Cu(NH2)2CS4+ 4(NH2)2CS + 2C

46、u2+-2e 2Cu(NH2)2CS4+ Sn2+-2e Sn2+-2e SnSn 4(NH2)2CS + 2Cu2+ + Sn2 + 2Cu(NH2)2CS4+ 4(NH2)2CS + 2Cu2+ + Sn2 + 2Cu(NH2)2CS4+ + Sn2+ (1)+ Sn2+ (1)6.6化學(xué)鍍錫、鍍銀、鍍鈀和鍍銠化學(xué)鍍錫、鍍銀、鍍鈀和鍍銠v2 2、化學(xué)鍍銀的工藝方法仍以浸鍍?yōu)橹鳎浠瘜W(xué)反、化學(xué)鍍銀的工藝方法仍以浸鍍?yōu)橹?，其化學(xué)反應(yīng)式如下：應(yīng)式如下： 2Ag+CuCu+2+2Ag 2Ag+CuCu+2+2Agv3 3、工藝流程：酸性除油、工藝流程：酸性除油水沖洗水沖洗微蝕微蝕水洗水洗刷光刷光預(yù)浸預(yù)浸化學(xué)鍍銀化學(xué)鍍銀水洗水洗干燥。干燥。鍍液的組成及工藝條件含（g/L）量氰化銀（AgCN）氰化鈉（NaCN）氫氧化鈉（