淺析多層PCB沉金工藝控制

　一、 工藝簡(jiǎn)介
　　沉金工藝之目的的是在印制線路表面上沉積顏色穩(wěn)定，光亮度好，鍍層平整，可焊性良好的鎳金鍍層。基本可分為四個(gè)階段：前處理（除油，微蝕，活化、后浸），沉鎳，沉金，后處理（廢金水洗，DI水洗，烘干）。
　　二、 前處理
　　沉金前處理一般有以下幾個(gè)步驟：除油（30%AD-482），微蝕（60g/InaPS,2%H2SO4），活化 （10%Act-354-2），后浸（1%H2S04）。以除去銅面氧化物，并在銅面沉鈀，以作沉鎳活化中心。其中某個(gè)環(huán)節(jié)處理不好，將會(huì)影響隨后的沉鎳 和沉金，并導(dǎo)致批量性的報(bào)廢。生產(chǎn)過(guò)程中，各種藥水必須定期分析和補(bǔ)加，控制在要求范圍內(nèi)。較重要的比如：微蝕速率應(yīng)控制在25U-40U,活化藥水 銅含量大于800PPM時(shí)必須開(kāi)新缸，藥水缸的清潔保養(yǎng)對(duì)聯(lián)PCB的品質(zhì)影響也較大，除油缸，微蝕缸，后浸缸應(yīng)每周換缸，各水洗缸也應(yīng)每周清洗。
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　　三、 沉鎳
　　沉鎳藥水的主要成分為Ni2+（5.1-5.8g/1）和還原劑次磷酸鈉（25-30g/1）以及穩(wěn)定劑，由于化學(xué)鎳對(duì)藥水成分范圍要求比較嚴(yán)格，在生產(chǎn)過(guò)程中必須每班分析化驗(yàn)兩次，并依生產(chǎn)板的裸銅面積或經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)加Ni2還原劑，補(bǔ)加料時(shí)，
　　應(yīng)遵循少量，分散多次補(bǔ)料的原則，以防止局部鍍液反應(yīng)劇烈，導(dǎo)致鍍液加速老化，PH值，鍍液溫度對(duì)鎳厚影響比較大， 鎳藥水溫度抄襲控制在85℃-90℃。PH在5.3-5.7,鎳缸 不生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)將鎳缸溫度降低至70℃左右，以減緩鍍液老化，化學(xué)鎳鍍液對(duì)雜質(zhì)比較敏感，很多化學(xué)成分對(duì)化學(xué)鎳有害，可分為以下幾類：抑制劑：包括 Pb.SnHg.Ti.Bi（低熔點(diǎn)的重金屬），
　　有機(jī)雜質(zhì)包括S2,硝酸及陰離子潤(rùn)濕劑。所有這些物質(zhì)都會(huì)降低活性，導(dǎo)致化學(xué)鍍速度降低并漏鍍，嚴(yán)懲時(shí)，會(huì)導(dǎo)致化學(xué)鍍鎳工藝完全停止。 字串
　　有機(jī)雜質(zhì)：包括：除以上所提到的有機(jī)的穩(wěn)定劑以外，還有塑料劑以及來(lái)自于設(shè)備和焊錫的雜質(zhì)。盡管可通過(guò)連續(xù)鍍清除一部分雜質(zhì)，但不能完全清除。
　　不穩(wěn)定劑：包括Pd和少量的銅，這兩種成分造在化學(xué)鎳不穩(wěn)定，使鍍層粗糙，而且過(guò)多地鍍?cè)诓郾诩凹訜崞魃稀９腆w雜質(zhì)：包括硫酸鈣或磷酸鈣及其它不溶性物質(zhì)沉入或帶入溶液。過(guò)濾可清除固體顆粒。
　　總之：在生產(chǎn)過(guò)程中要采取有效措施減少此類雜質(zhì)混入鍍液。
　　四、沉金
　　沉金過(guò)程是一種浸金工藝，沉金缸的主要成分；Au（1.5-3.5g/l），結(jié)合劑為（Ec0.06-0.16mol/L），能在鎳磷合金層上置換出純金鍍怪，使得鍍層平滑，結(jié)晶細(xì)致，鍍液PH值一般在4-5之間，控制溫度為85℃-90℃。
　　五、后處理
　　沉金后處理也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)印制線路板來(lái)說(shuō)，一般包括：廢金水洗，DI水洗，烘干等步驟，有條件的話可以用水平 洗板積對(duì)沉金板進(jìn)行進(jìn)一步洗板，烘干。水平面洗板機(jī)可按藥水洗（硫酸10%,雙氧水30g/L），高壓DI水洗（30~50PSI），DI水洗，吹干，烘 干順序設(shè)置流程，以徹底除去印制線路板孔內(nèi)及表面藥水和水漬，而得到鍍層均勻，光亮度好的沉金板。
　　六、生產(chǎn)過(guò)程中的控制
　　在沉鎳金生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，常常是鍍液成分失衡，添加劑品質(zhì)欠佳及鍍液雜志含量超標(biāo)，防止和改善此問(wèn)題，對(duì)工藝控制起到很大的作用，現(xiàn)將生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意的因素有以下幾種：
　　化學(xué)鎳金工藝流程中，因?yàn)橛行】?，每一步之間的水洗是必需的，應(yīng)特別注意。
　　微蝕劑與鈀活化劑之間
　　微蝕以后，銅容易褪色，嚴(yán)重時(shí)使鈀鍍層不均勻，從而導(dǎo)致鎳層發(fā)生故障，如果線路板水洗不好，來(lái)自于微蝕的氧化劑會(huì)阻止鈀的沉積，結(jié)果影響沉金的效果，從而影響板的品質(zhì)。
　　鈀活化劑與化學(xué)鎳之間
　　鈀在化學(xué)鎳工藝中是最危險(xiǎn)的雜質(zhì)，極微量的鈀都會(huì)使槽液自然分解。盡鈀的濃度很低，但進(jìn)入化學(xué)鍍槽前也應(yīng)好好水洗，建議采用有空氣攪拌的兩道水洗。
　　化學(xué)鎳與浸金之間
　　在這兩步之間，轉(zhuǎn)移時(shí)間則容易使鎳層鈍化，導(dǎo)致浸金不均勻及結(jié)合力差。這樣容易造成甩金現(xiàn)錫。
　　浸金后
　　為保持可焊性及延展性，鍍金后充分水洗（最后一道水洗最好用蒸餾水），并完全干燥，特別是完全干燥孔內(nèi)。
　　沉鎳缸PH,溫度
　　沉鎳缸要升高PH,用小于50%氨水調(diào)節(jié)，降低PH,用10%V/V硫酸調(diào)節(jié)。所有添加都要慢慢注入，連續(xù)攪拌。 PH值測(cè)量應(yīng)在充分?jǐn)嚢钑r(shí)進(jìn)行，以確保均衡的鍍液濃度。溫度越高，鍍速越快。當(dāng)鍍厚層時(shí)，低溫用來(lái)減慢針出現(xiàn)。不操作時(shí)，不要把溫度保持在操作溫度，這會(huì)導(dǎo)致還原劑和穩(wěn)定劑成分分解。
　　在沉金工序中，應(yīng)著重討論沉金量，沉金液，添加劑配方，成分之素質(zhì)等等，隨著生產(chǎn)工藝的要求提高，一些傳統(tǒng)的工藝控制方法已不能滿足品質(zhì)的要求，線路板公司應(yīng)不斷探索先進(jìn)工藝，嚴(yán)格控制所有參數(shù)，加強(qiáng)管理才能不斷改善產(chǎn)品品質(zhì)。
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