化学镍金讲座.docx
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化学镍金讲座
化學鎳金講座
化學鎳金講座
1.概述
化學鎳金又叫沉鎳金,業界常稱為無電鎳金(ElestrolssNickelImnersionGold)又稱為沉鎳浸金。
PCB化學鎳金是指在裸銅表面上化學鍍鎳,然後化學浸金的一種可焊性表面塗覆工藝,它既有良好的接觸導通性,具有良好的裝配焊接性能,同時它還可以同其他表面塗覆工藝配合使用,隨著日新日異的電子業的發展,化學鎳金工藝所顯現的作用越來越重要。
2.化學鎳金工藝原理
2.1化學鎳金催化原理
2.1.1催化
作為化學鎳金的沉積,必須在催化狀態下,才能發生選擇性沉積,VⅢ族元素以及Au等多金屬都可以為化學鎳金的催化晶體,銅原子由於不具備化學鎳金沉積的催化晶種的特性,所以通過置換反應可使銅面沉積所需要的催化晶種;
PCB業界大都使用PdSO4或PdCl2作為化學鎳前的活化劑,在活化制程中,化學鎳反應如下:
Pd2++Cu Cu2++Pd
2.2化學鎳原理
2.2.1在Pd(或其他催化晶體)的催化作用下,Ni2+被NaH2PO2還原沉積在將銅表面,當Ni沉積覆蓋Pd催化晶體時,自催化反應繼續進行,直到所需的Ni層厚度
2.2.2化學反應
在催化條件下,化學反應產生的Ni沉積的同時,不但隨著氫析出,而且產生H2的溢出
主反應:
Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2
副反應:
4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H2
2.2.3反應機理
H2PO2-+H2O H++HPO32-+2H
Ni2++2H Ni+2H2
H2PO2-+H H2O+OH-+P
H2PO2-+H2O H++HPO32-+H2
2.2.4作用
化學鎳的厚度一般控制在3-5um,其作用同金手指電鎳一樣不但對銅面進行有效保護,防止銅的遷移,而且備一定硬度和耐磨性能,同時擁有良好的平整度,在鍍鎳浸金保護後,不但可以取代拔插頻繁的金手指用途(如電腦的記憶體條),同時還可避免金手指附近的導電處斜邊時所遺留裸銅切口
2.3浸金原理
2.3.1浸金
是指在活性鎳表面,通過化學置換反應沉積薄金
化應式:
2Au(CH)2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-
2.3.2作用
浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um,其對鎳面有良好的保護作用,而且具備很好的接觸導通性能,很多需按鍵接觸的電子器械(如手機、電子字典)都採用化學浸金來保護鎳面
3.化學Ni/Au的工藝流程
3.1工藝流程簡介
作為化學鎳金流程,只要具備6個工作站就可滿足生產要求
3-7分鐘 1-2分鐘 0.5-4.5分鐘 2-6分鐘
除油
微蝕
活化
預浸
沉Au
沉Ni
20-30分鐘 7-11分鐘
3.2工藝控制
3.2.1除油缸
一般情況下,PCB沉鎳金採用酸性除油劑處理制板,其作用在於除掉銅面的輕度油脂及氧化物,達到清潔及增加濕潤效果的目的,它應當具備不傷SOiderMask(綠油)以及低泡型易水洗的特點。
除油缸之後通常為二級水洗,如果水壓不穩定或經常變化,則將逆流水洗設計為三級水洗更佳。
3.2.2微蝕缸
微蝕的目的在於清除銅面氧化物及前工序遺留的殘渣,保持銅面的新鮮及增加化學鎳層的密著性,常用微蝕液為酸性過硫酸鈉溶液:
Na2S2O8:
60-120g/L
CP.H2SO4:
20-50ml/L
沉鎳金生產也有使用硫酸雙氧水或酸性過硫酸鉀微蝕液來進行的
由於銅離子對微蝕速率影響較大,通常須將銅離子的濃度控制在15-25g/L,以保證微蝕速率處於0.5-1.5um,生產過程中,換缸時往往保留1/5-1/3母液(舊液),以保持一定銅離子濃度,也有少量氯離子加強微蝕效果;另外,由於帶出的微蝕殘液,會導致銅面在水洗過程中迅速氧化,所以微蝕的水質和流量、浸泡時間都須特別考慮,否則,預浸缸會產生太多的銅離子,進而影響鈀缸壽命。
所以,在條件允許的情況下(有足夠的排缸)微蝕後二級水洗之後,再加入1-5%左右的硫酸浸洗,經二級逆流水洗之後進入預浸缸。
3.2.3預浸缸
預浸缸在制程中沒有特別的作用,只是維持活化缸的酸度以及銅面在新鮮狀態(無氧化物)下進入活化缸;
理想的預浸缸除了Pd之外,其它濃度與活化缸一樣,實際上,一般硫酸鈀活化系列採用硫酸鹽作預浸劑,鹽酸鈀活化系列採用鹽酸鹽作預浸劑,也有使用銨鹽作預浸劑(PH值另外調節)否則,活化制程失去保護會造成鈀離子活化液局部水解沉澱
3.2.4活化缸
活化的作用是在銅面析出一層鈀,作為化學鎳起始反應之催化晶種,其形成過程則為Pd與Cu的化學置換反應;
從置換反應來看,Pd與Cu的反應速度會越來越慢,當Pd將Cu完全覆蓋後(不考慮浸鍍的疏孔性)置換反應即會停止,但實際生產中,人們不可能也不必要將銅面徹底活化(將銅面完全覆蓋)從成本上講,這會使Pd的消耗大幅大升,更重要的是,這容易造成滲鍍等嚴重品質問題;由於Pd的本身特性,活化缸存在著不穩定這一因素,槽液中會產生細微的(5m濾芯根本不可能將其過濾)鈀顆粒,這些顆粒不但會沉積在PCB的Pd位上,而且會沉積在基材、綠油以及缸壁上,當其積累到一定程度,就有可能造成PCB滲鍍及缸壁發黑等現象.
影響鈀缸穩定性的因素除了藥水系列的不同外,鈀缸控制溫度和鈀離子濃度則是藥水首要考慮的問題,溫度越低、鈀離子濃度越低越有利於鈀缸的控制,但不能太低,否則會引起漏鍍發生;
通常情況下,鈀缸溫度設在20-30℃,其控制範圍應在±1℃,而鈀離子濃度則跟據活化種類不同控制在10-40PPM,至於活化效果,則按需要選取適當時間;
當槽壁及槽低中灰黑色沉積物,則需要硝槽處理其過程為:
加入1:
1硝酸,啟動迴圈泵2h以上或直到槽壁灰黑色沉積物完全除去為止,適當時可考慮加溫,不可超過50℃以免空氣污染;
另外,也有人認為活化帶出的鈀離子殘液在水洗過程中會造成水解,從而吸附在基材上引起滲鍍,所以應在活化逆流水洗之後,多加硫酸或鹽酸的後浸及逆流水洗的制程,事實上,正常狀況下,活化帶出的Pd2+的殘液體在二級水洗過程中可以被洗乾淨,吸附在基材上的微量元素,在Ni缸中不足以導致滲鍍出現,另一方面,如果是不正常因素導致基材吸附大量活化殘液,並不是硫酸或鹽酸能將其洗去,只能從根源去調整Pd缸或Ni缸。
增加後浸及逆流水洗,其作用只是避免水中Pd含量大多而影響鎳缸;
需留意的是,水洗缸中少量的Pd帶入Ni缸,並不會對鎳缸造成太大的影響,所以不必太在意活化後水洗時間太短,一般情況下,二級水洗時間控制在1-3min為佳,尤其重要的是活化後水洗不可使用超聲波裝置,否則,不但導致大面積漏鍍,而且滲鍍問題依然存在。
3.2.5沉鎳缸
化學沉鎳是通過Pd的催化作用下,NaH2PO2水解生成原子態H,同時原子態H在Pd催化條件下,將鎳離子還原為單質鎳而沉積在銅面上;作為化學沉積的金屬鎳,其本身也具有催化能力,由於催化能力劣於鈀晶體,所以反應初期主要是催化作用在進行,當鎳的沉積將鈀晶體完全覆蓋時,如果鎳缸活性不足,化學沉鎳就會停止,於是產生漏鍍,這種漏鍍與鎳缸活性嚴重不夠所產生的漏鍍不同,前者因沉積大約20u〞的薄鎳,因而漏鍍Pad位在沉金後呈現白色粗糙金面,而後者根本無化學鎳的沉積,外觀是發黑的銅面;從化學鎳沉積的反應看出,在金屬鎳沉積的同時,伴隨著單質磷的析出,而且PH值升高,鎳沉積速度加快的同時,磷析出速度減慢,結果則是鎳磷含金的P含量降低,反之,隨著PH的降低,鎳磷含金的P含量升高;化學鎳沉積中,磷含量一般在7-11%之間變化,鎳P合金的抗蝕性能優於電鍍鎳,其硬度也比電鍍鎳高;
在化學沉鎳的酸性鍍液中,當PH﹤3時,化學鎳沉積反應就會停止,而當PH﹥6時,鍍液很容易產生Ni(OH)2沉澱,所以一般情況生產中PH值控制在4.4-5.0之間,由於鎳沉積過程產生氫離子﹝每個鎳原子沉積的同時釋放4個氫離子﹞,所以生產過程中PH的變化是很快的,必須不斷添加鹼性藥液維持PH值平衡;
通常情況下,氨水和氫氧化鈉都可用於生產維持PH值的控制,兩者在自動添加方面差別不大,但手動加藥時要特別注意,加氨水時,可以觀察到藍色鎳氨絡離子的出現,隨擴散時藍色消失,說明氨水對化學鎳是良好的PH調整劑,在加入氫氧化鈉溶液時,槽液立即出現白色氫氧化鎳沉澱析出,隨著藥水擴散,白色粉末在槽液的酸性環境下緩緩溶解,所以當氫氧化鈉溶液作為化學鍍的PH調整劑時,其配製濃度不能太高,加藥時應緩慢加入,否則會產生絮狀粉末,當溶解過程未徹低完成前,絮狀粉末就會出現鎳的沉積,必須將槽液濾乾淨後,才可重新生產;
在化學鎳沉積的同時,會產生亞磷酸鹽(HPO32-)的副產物,隨著生產的進行,亞磷酸鹽的濃度越來越高,於是反應速度受到生成物濃度的增長而抑制,所以鎳缸壽命末期與初期的沉積速度相差1/3則為正常現象,但此先天不足可採用調整反應物濃度方式予以彌補。
開缸初期Ni2+濃度控制在4.60g/L,隨著MTO的增加,Ni2+濃度控制值隨之提高,直到5.0g/L停止,以維持鎳析出速度及磷含量的穩定,以確保鍍層品質;
影響鎳缸活性最重要的因素是穩定劑的含量,常用的穩定劑是Pb(CH3COO)2或硫脲,也有兩種同時使用,穩定劑是控制化學沉鎳的選擇性,適量的穩定劑可以使活化後的銅面發生良好的鎳沉積,而基材或綠油部分則不產生化學沉積,當穩定劑含量偏低時,化學沉鎳的選擇性變差,PCB表面稍有活性的部分都發生鎳沉積,於是滲鍍問題就發生了,當穩定劑含量偏高時,化學沉積的選擇性太強,PCB銅面只有活性好的部位才發生沉積,於是部分Pad位元出現漏液的現象;
鍍覆PCB的裝載量(裸銅面積計算)應適中,以0.2-0.5dm2/L為宜,負載太大會導致鎳缸活性逐漸升高,甚至導致反應失控,負載太低會導致鎳缸活性逐漸降低,造成漏鍍問題,在批量生產過程中,負載應盡可能保持一致,避免空缸或負載波動太大的現象,否則,控制鎳缸活性的各參數範圍就會變得很窄,很容易導致品質問題發生;
鍍液連續過濾,以除去溶液中固體雜質,鍍液加熱時,必須要有空氣攪拌和連續循環系統,使被加熱的鍍液迅速傳播。
當槽內壁沉積鎳層時,應該及時倒缸,用25%-50%(V/V)的硝酸進行退除,適當可考慮加熱,但不可能超過50℃
至於鎳缸的操作控制,在溫度方面,不同系列的沉鎳藥水其控制範圍不同,一般情況下,鎳缸操作範圍85±5℃,有的不控制在81±5℃,在生產中,具體結果應根據試板結果來定,不同型號的板,有可能操作溫度不同,通常一個制板的良品操作範圍只有±2℃,個別制板也有可能小於±1℃,在濃度控制方面,採用對Ni2+的控制來調節其他組分的含量,當Ni2+濃度低設定值時,自動加藥器開始添加一定數量的藥水來彌補Ni2+的消耗,而其他成分則依據Ni2+的添補量按比例同時添加。
鎳層的厚度與鍍鎳時間呈線性關係,一般情況下,200μ”鎳層厚度需鍍鎳時間28分鐘,150μ”鎳層厚度需鍍時間21分鐘左右。
由於不同的制板所需的活性不同,為減輕Ni缸的控制壓力(即增大鎳缸各參數的控制範圍),可以考慮採用不同的活化時間,容易滲鍍的制板可另設定活化時間;
鎳缸的迴圈量一般設計在5-10turnover∕h,布袋式應優先選擇考慮,搖擺通常都是前後擺動設計,但對於Laser盲孔板,鎳金缸均設計為上下振動為佳。
3.2.6沉金缸
置換反應形式的浸金薄層,通常30分鐘可達極限厚度,由於鍍液Au的含量很低,一般為1-2g/L,溶液的擴散速度影響到大面積Pad位與小面積Pad沉積厚度的差異,一般來說,獨立位小Pad位要比大面積Pad位的金厚高100%也屬於正常現象。
對於PCB的沉金,其金面厚度也會因內層圖形分佈而相應影響,其個別Pad位也會出現大的差異。
通常情況下,沉金缸的浸鍍時間設定在7-11分鐘,操作溫度一般在80-90℃,可以根據客戶的金厚需求通過調節溫度來控制金厚,金缸容積越大越好,不但Au濃度變化小而有利於金面厚度控制,而且可延長換缸週期。
為了節省成本,金缸之後需加裝回收水洗,同時也可減輕對環境的污染,回收缸之後,一般都是逆流水洗。
常見缺陷分析:
5.1漏鍍
5.1.1主要原因:
體系活性(鎳缸及鈀缸)相對不足,鉛錫等銅面污染。
5.1.2問題分析:
漏鍍的原因在於鎳缸活性不滿足該Pad位反應勢能,導致沉鎳化學反應中途停止,或者根本沒有沉積金屬鎳
漏鍍的特點是:
如果一個Pad位漏鍍與其相連的所有Pad位都漏鍍;出現漏鍍問題,首先須區分是否由於污染板面所致。
若是,將該板進行水準微蝕或採用磨板方式除去污染。
影響體系活性的最主要原因是鎳缸穩定劑的濃度,但由於難以操作控制,一般不採用降低穩定劑濃度解決該問題。
影響體系活性的主要原因鎳缸溫度,升高溫度一定有利於漏鍍的改善。
如果不考慮對部分環境以及內部穩定性,無限度的升高鎳缸溫度,應該能解決漏鍍問題。
影響體系活性的次要因素是活化濃度,溫度和時間。
延長活化的時間或提高活化濃度和溫度,一定有利於漏鍍的改善。
由於活化的溫度和濃度太高會影響鈀缸的穩定性,而且會影響其他制板的生產,所以,在這些次要因素中,延長時間是首選改善措施。
鎳缸的PH值、次磷酸鈉以及鎳缸負載都會影響鎳缸活性,但其影響程度較小,而且過程緩慢,所以不宜作為解決漏鍍的主要方法。
5.2滲鍍 5.2.1主要原因
體系活性太高,外界污染或前工序殘渣;
5.2.2問題分析
滲鍍的主要成因在於鎳缸活性過高,導致選擇性太差,不但使銅面發生化學沉積,同時其他區域(如基材、綠油側邊等)也發生化學沉積,造成不該出現沉積的地方沉積化學鎳金。
出現滲鍍問題,首先須區分是否由外界污染或殘渣(如銅、綠油等)所致。
若是,將該板進行水準微蝕或其他的方法去除。
升高穩定劑濃度是改善體系活性太高的最直接的方法,但是,用漏鍍問題改善一樣,因難以操作控制而不宜採用。
降低鎳缸溫度是改善滲鍍的最有效的方法,理論上無限度的降低溫度,可以徹底解決滲鍍問題。
降低鈀缸溫度和濃度,以及減少鈀缸處理時間,可以降低體系活性,有效地改善滲鍍的問題。
鎳缸的PH值,次磷酸鈉以及鎳缸負載,降低其控制範圍有利於滲鍍的改善,但因其影響較小而且過程緩慢,不宜作為改善滲鍍問題的主要方法。
因操作不當導致鈀缸或鎳缸產生懸浮顆粒彌漫槽液,則應採取過濾或更新槽液來解決!
5.3甩金
5.3.1主要原因:
鎳缸後(沉金前)造成鎳面鈍化,鎳缸或金缸雜質太多
5.3.2問題分析:
金層因鎳層發生分離,鎳層與金層的結合力很差,鎳面出現異常的造成甩金,鎳面出現鈍化是造成甩金的主要原因,沉鎳後暴露時間過長和水洗時間過長,都會造成鎳面鈍化面導致結合力不良,當然,水洗的水質出現異常,也有可能導致鎳層鈍化
至於鎳缸或金缸是否為甩金出現的主要原因,可在實驗室燒杯中做對比實驗來確定,若是,則更換槽液。
5.4甩鎳
5.4.1主要原因:
銅面不潔或活化鈀層表面鈍化,鎳缸中加速劑失衡。
5.4.2問題分析:
鎳缸以前制程不良或不能除去銅面雜物(包括綠油殘渣),鎳層與銅面結合力就會受到影響,從而就導致甩鎳。
出現甩鎳問題,首先須檢查做過程中板面狀況,區分銅面雜物還是活化後鈀層表面鈍化,若是後者,則追蹤是否活化後空氣中太長還是水洗時間太長。
如果銅面雜物引起甩鎳,則檢查前處理水準微蝕是否正常,同時須檢查前處理之前銅面是否正常,另外,前處理中硫脲藥液殘留銅面,輕則出現沉鎳金色粗糙,重則甩鎳。
鎳缸中加速劑(如Na2S2O3)太多則會導致鎳沉積鬆散,造成鎳層剝落,此時多伴鎳面啞色出現(失去光澤),出現這種情況,用拖缸板(鎳板)消耗掉多餘加速劑,即可重新進行生產。
5.5非導通孔上金
5.5.1主要原因:
直接電鍍或化學沉銅殘留的鈀太多,或鎳缸活性太高
5.5.2問題分析:
由於直接電鍍導體吸附的Pd層很厚,在沉鎳金工序之前,必須用催化劑中毒(毒化)方法使其失去活性,“鹽酸+硫脲”是目前毒化藥水的主流,其對於金面粗糙問題都可避免,但毒化效果有不穩定,隨不同批號的來板差異較大,所以非導通孔Pd的厚度對毒化效果有很大的影響。
對於化學沉銅類型的制板,由於Pd層較薄,一般通過降低鎳缸活性的方法,就可以解決非導通孔上金的問題。
但是,由於鎳缸活性的調節是用於控制滲鍍和漏鍍問題,人們不願因非導孔上金問題而縮鎳缸活性的控制,所以通常也採用毒化的方法來使殘留Pd失去活性。
關於鎳缸,活性太高也會造成非導通孔上金,因此,不宜採用額外添補加速劑(如Na2S2O3)來調節鎳缸活性,如果在正常控制下仍有少量非道通孔上金問題,可採取降低鎳缸溫度或延長毒化時間來解決。
鑒於以上狀況及考慮硫脲對銅面之咬蝕會造成金面粗糙等狀況,可採用以下流程來改善毒化效果。
化學銅 一次銅 D/F 二次銅錫鉛 蝕銅 鈀毒化劑 剝錫鉛 化學鎳金
如果用硫脲+鹽酸,工藝如下:
硫脲:
30g/L 鹽酸:
(37%)5% 溫度:
40℃ 時間3分鐘
三道逆流水洗
5.6金面粗糙
5.6.1主要原因:
銅面(鍍面)粗糙,銅面不潔,鎳缸藥水失衡
5.6.2問題分析:
電鍍產生的銅面粗糙,只能在電鍍通過調整光劑或電流密度來改善,至於沉金線,水準微蝕也不能明顯改變其粗糙程度;
對於銅面不潔則考慮用磨板或水準微蝕的方式加以改善,可以做到解決銅面不潔造成的金面粗糙。
鎳缸藥水失衡也會導致沉積鬆散或粗糙,影響沉積粗糙的主要原因是加速劑太高或穩定劑太少,至於改善對策,則可在實驗燒杯加入穩定劑,按1m/L,2ml/L,3m/L做對比實驗。
這時就會發現鎳面逐漸變得光亮,找出適當的比例將穩定劑加入鎳缸即可試板和重新生產。
需要注意的是,藥水往往是加藥過程中出現偏差,中要糾正錯誤偏差,調整穩定劑並不是一危險操作:
5.7角位平鍍﹝啟鍍不良﹞
5.7.1主要原因:
鎳缸迴圈局部過快
鎳缸溫度局部過高
鎳缸穩定劑濃度過高,加速劑量不夠
5.7.2問題分析:
角位元平鍍是指化學沉鎳過程中,出現Pad的角位不沉積鎳的現象,它通常具有方向性的特徵,例如圓型Pad則出現同一方向的月芽形不上鎳,方型Pad則出現一邊完好,對邊嚴重不上鎳,兩個側邊逐漸變差。
對於鎳缸迴圈局部過快,往往是鎳缸藥液迴圈設計不合理或出水管變形造成,它特點是鎳缸某個角落固定出現該問題,當然,不合理的打氣衝擊板面出會導致該問題的出現。
對於鎳缸溫度局部過熱,往往出現在副溢流的鎳缸設計,當水位不足的時候,副缸溫度往往比主缸高出5℃以上,溢流的熱水流量在偏小的同時,往往只擴散在主缸的頂層,造成生產板頂部出現角位平鍍的現象。
對於鎳缸穩定劑濃度過高,只要不是來料(供應藥水)出現太大的品質問題,通過補加適量的加速劑或拖缸,均能解決該問題的出現。
5.8金面顏色不良
5.8.1原因:
金缸穩定劑(絡合劑)太多,金層厚度嚴重不足,金缸使用壽命太長或水洗不淨。
5.8.2問題分析
金面顏色不良主要有兩種形式,一種是由於金缸穩定劑(絡合劑)太多或金層厚度嚴重不足而形式的金面顏色發白,另一種是由於金缸使用壽命太長或水洗不淨造成金面氧化。
當金缸穩定劑補充過多時,往往會出現金面發白而金厚正常的現象,此狀況多發生在新開缸初期。
遇到這種情況,只要不拘於化驗分析的控制範圍,幾次補藥,顏色就會逐漸轉為金黃色。
當然,將金缸溫度升高,也會一定程度的改善金面顏色。
對於金層厚度嚴重不是導致的顏色發白,主要是金缸溫度低於下限太多或金鹽濃度嚴重不足,使金層不能將鎳的顏色完全覆蓋,以至出現白色
對於沉金缸後的水洗過程,殘留藥水會對金面造成污染,尤其是回收缸,浸洗時間控制在半分鐘左右為佳,金面污染的制板,當經過乾燥後,金面就會出現棕色的斑痕,用酸洗或普通橡皮擦少除去。
當金缸使用壽命太長,槽液積聚的雜質就會越來越多,金面棕色斑痕就容易出現,所以沉金後水洗一定嚴重控制,尤其是回收缸藥水濃度不能太高。
5.9滲漏鍍(這是指滲鍍和漏鍍在同一塊板上同時出現)
5.9.1問題分析:
滲鍍和漏是沉鎳金工序最常見問題,首先區分是否外界污染或殘留渣(包括殘銅)導致問題出現,若是,則採用磨板或水中微蝕的方式去除。
對於漏鍍和滲鍍在同一塊板上同時出現,這說明體態活性不能滿足該制板的需求,升高活性,會加劇滲鍍的出現,而降低活性則又會導致漏鍍的加劇,所以改善對策出現從滲鍍、漏鍍的特性調整鈀缸和鎳缸。
首先漏鍍的成因在於鎳缸選擇性太強,導致活性效果不佳的Pad位沉鎳化學反應中途停止或鎳根本不能沉積,所以唯一能做的就是大幅度提高活化效果(不考慮調節加速劑和穩定劑濃度)縮小Pad位間活化效果差異,方能調整鎳缸的空間。
滲鍍的成因在於鎳缸的選擇性太差,降低鎳缸的溫度可解決該問題出現,一般來講,將活化時間延長一倍,適應時可以考慮升高活化缸溫度(最好不要超過30℃)Pd2+濃度也可以考慮升高10-20PPM,同時將鎳缸溫度降低到適當值則可解決漏鍍和滲鍍同時出現的問題。
解決滲鍍和漏鍍的方法表面看起來好像很矛盾,其實從化學反應原理去看待,則不難理解。
首先,拉的兩個問題同時存在,說明單從鎳缸入手根本沒有調整的空間,其次,活化缸是Pd2+和Cu的置換反應,其反應初期各Pad位有Pd的沉積,隨著Pd層的加厚,化學反應速度逐漸減慢,沉鈀快的Pad位(Pd較厚)反應趨於停止,而沉鈀快的Pad位仍然繼續沉積,因而就縮小了各Pad間的活化效果的差異,為解決該矛盾的問題提供調整空間。
化學Ni/Au問題與對策
問 題
原因
對策
鎳與銅鍍層
密著不良
1)綠漆殘渣附著於銅面
a)檢討前制程與加強清潔劑,微蝕,磨刷或Pumice處理
2)顯像後水洗不良
a)檢討前制程與加強清潔劑,微蝕,磨刷或Pumice處理
3)綠漆溶入鍍液
a)更新鍍液
b)檢討綠漆特性(類型),硬化條件及前處理流程
4)銅表面氧化未完全去除
a)加強前處理流程(磨刷,清潔劑,微蝕等)
5)微蝕或活化後水洗時間過長
a)縮短水洗時間
b)增加水洗槽進水量
鎳鍍層
結構不良
1)銅層針孔
a)改善鍍銅,蝕刻等制程
2)鍍鎳時綠漆溶出
a)檢討綠漆特性(類型),硬化條件及前處理流程
3)微蝕過度
a)調整至正確操作溫度,濃度,
時間等
金與鎳鍍層
密著不良
1)金屬(尤其是Cu)或有機雜質(綠漆等)混入Au鍍液中
a)更新鍍液
b)檢討雜質來源
2)Ni槽有機污染(綠漆等)
a)更新鍍液
b)檢討雜質來源
3)鍍鎳後水洗時間過長
a)縮短水洗時間
b)增加水洗槽進水量
露銅
1)銅面氧化嚴重或顯像後水洗不良
a)加強前處理制程與清潔劑
b)磨刷或Pumice處理
c)檢討及改善前制程
2)Ni槽液pH太低
a)調整pH值
b)檢查及調整控制器/補充裝置
3)Ni槽液溫度太低
a)調整至正確操作溫度
4)活化不足
a)檢查及調整鈀/硫酸濃度
b)更改活化處理基準(濃度及浸漬時間等)
5)活化後水洗時間太久
a)縮短水洗時間
6)剝錫未淨或銅面受硫化物污染
a)改善剝錫等制程
7)金屬/有機雜質混入Ni鍍液中
a)更新鍍液
b)檢討雜質來源
8)Ni槽補充異常
a)由手動分析Ni/pH並做調整
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