浅谈化学镍金常见问题的解决方法

发布日期:2016-07-26

  摘  要  本文主要介绍了几项化镍金制程中容易出现的问题,并提出了解决问题的思路。

  关键词  化学镍金、漏镀、渗镀、SEM&EDS

  0 前言

  化学镍金作为一种常见的PCB表面处理方式,它因具有表面平整、可焊性好、优良的耐腐蚀性、耐磨性,在国内外得到了迅速的推广。但PCB在过化镍金制程时,可能因为前制程处理不良或者本身工艺控制不当,容易出现一些问题如:漏镀、渗镀、镀层粗糙等。本文将对这些容易出现的问题进行详细解析。

  1 漏镀

  1.1 产生原因

  因体系活性(镍缸及钯缸)相对不足,铅锡等铜面污染,导致镍缸活性不满足该pad位反应势能,或者根本没有沉积金属镍。

  1.2问题分析

  a、首先确认是否由于铜面污染所致(借助于SEM&EDS对问题铜面进行分析或可实用氯化铜测试方式进行确认是否存在显影不净等问题),如果确认为铜面异常可采取过退锡/碱性除油/喷砂等手段进行处理表面异物。

  b、提高体系的活性,而影响体系的活性的主要因素依次是镍缸稳定剂的浓度、镍缸温度、活化浓度,温度及时间、镍缸的pH值。综合这些因素,一般不会降低稳定剂含量来解漏镀问题,因为镍缸稳定剂难以操作控制,适当的提高镍缸温度及延长活化时间可以有效地改善漏镀问题。

  2 渗镀

  2.1 产生原因

  因体系活性太高,外界污染或前工序问题,不在铜面发生化学沉积,同时其他区域(基材、绿油侧边等)也发生化学沉积,造成不该出现沉积的地方沉积化学镍金。

  2.2 问题分析

  a、首先须确认是否由外界污染或残渣(铜、绿油等)所致,若是,将通过一些外部手段进行处理(如加强清洗,加强微蚀等)

  b、降低体系的活性,同漏镀问题改善方向相反,适当的降低镍缸温度及降低钯缸温度和浓度,减少钯缸处理时间可以有效地改善渗镀问题。

  3 金面粗糙

  3.1 产生原因

  因铜面粗糙、铜面异物或者由于药水缸失衡而造成。

  3.2问题分析

  首先判断该问题是由什么原因产生的,方法是对该样品粗糙位置进行切片分析及SEM&EDS检测:

  若通过切片观察到铜层与镍层结合良好,但镍层不平整,呈凹凸状(图1),另对其表面进行SEM分析,其晶格结构不均(图2),出现这种现象就是由于铜面本身粗糙所造成,在生产过程中需要对铜面进行特殊处理,如加强喷砂等。

  若通过对粗糙位置进行切片后SEM观察到铜层与镍层分离(图3),或者可以看出在铜层与镍层之间有一层异物存在(图4),而进一步对该切片进行EDS检测,EDS检测到该铜镍层之间所存在的物质含有油墨成分或者别的杂质成份(具体异物成份相关对应元素见表1),就能推测出铜面不洁造成的,出现这种情况的解决方法是,改善化镍金的前处理(磨板、喷砂、化学微蚀、除油等),保证铜面的洁净。

  

  元素质量百分比(%)误差百分比(%)原子百分比(%)

  C(碳)14.560.140.24

  Al(铝)2.590.083.18

  Si(硅)15.440.0718.25

  P(磷)0.460.070.49

  S(硫)0.360.050.37

  Cr(铬)3.390.112.16

  Ni(镍)52.530.2229.71

  Cu(铜)10.680.295.58

  表1 铜镍之间物质EDS分析结果

  另还有一种粗糙是由于化学镍金制程过程中管控不到位所造成的,而出现此类粗糙的主要原因有以下几点:除油后水洗不净,微蚀不良,镍缸活性不稳定等。

  4 结束语

  本文主要介绍了化镍金制程中容易出现的几个问题及处理思路,然而在PCB的生产过程中,其每道工序都有可能出现一些问题,面对这些问题要形成一套处理思路,那么解决问题就会轻松许多。

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