化金培訓(xùn)教材

培訓(xùn)教材化學(xué)(huàxué)鍍鎳金工藝基礎(chǔ)知識(shí)技術(shù)部/林登虎精品資料概述(ɡàishù)隨著表面貼裝技術(shù)的普遍應(yīng)用,超聲(US)焊接和熱超聲(TS)焊接兩種焊接工藝(gōngyì)都要求印制板的表面提供一個(gè)平整、均勻、可焊的表面?；瘜W(xué)鍍鎳金工藝(gōngyì)比電鍍鎳金工藝(gōngyì)其表面更平整、鍍層厚度分布更均勻?；瘜W(xué)鍍鎳金無(wú)需導(dǎo)線，其工藝(gōngyì)在印制板涂覆阻焊膜（綠漆、包封膜）后進(jìn)行，鍍層厚度均勻一致可達(dá)任何部位。精品資料化學(xué)鍍鎳層作為基體銅和金層的阻擋層，其厚度一般在3-5um，含磷量6-10%。無(wú)定性(dìngxìng)結(jié)構(gòu)，非磁性。缺點(diǎn)化學(xué)鍍鎳金工藝流程長(zhǎng)、操作溫度高、成本高是它的缺點(diǎn)。概述(ɡàishù)精品資料標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)工藝流程：磨板酸性除油雙水洗微蝕雙水洗預(yù)浸活化雙水洗后浸雙水洗純水洗化學(xué)鎳雙水洗純水洗化金回收(huíshōu)雙水洗烘干。精品資料各站藥水作用(zuòyòng)及原理：1、酸性除油：作用：清除表面的氧化物、手指模、為下工站提供清潔的表面。要求除油能力強(qiáng)且易于(yìyú)水洗。有檸檬酸型和硫酸型兩種，含非離子型表面活化劑。（ASL-007：10%V/V）作業(yè)條件：溫度45-55℃，時(shí)間5-8min，連續(xù)的過(guò)濾循環(huán)作攪拌。精品資料各站藥水(yàoshuǐ)作用及原理：2、微蝕（SPS：過(guò)硫酸鈉）作用：是一種蝕速比較穩(wěn)定的銅表面(biǎomiàn)微蝕劑，進(jìn)一步清潔銅表面(biǎomiàn)，并形成均勻的粗糙面，以便與后面的化鎳層有良好的結(jié)合力。

SPS80-100g/lH2SO41.5-2.5%溫度25-32℃蝕銅率0.5-1.0umCu2+<15g/L時(shí)間10-60Sec操作條件:精品資料各站藥水作用(zuòyòng)及原理：3、預(yù)浸（H2SO4）作用(zuòyòng)：活化銅面，同時(shí)避免生水帶入活化缸，維持活化缸的穩(wěn)定性。H2SO41.5-2.0%溫度25-32℃時(shí)間30-60Sec操作條件:精品資料4、活化（KAT-450）作用機(jī)理：硫酸型鈀（Pd）系活化劑，溶液的Pd濃度為10ppm，工件銅面經(jīng)活化處理后，銅面均勻分布Pd離子，且結(jié)合(jiéhé)牢固。Pd作為下游化鎳的催化劑，銅面有了Pd，也就有了活性。各站藥水(yàoshuǐ)作用及原理：精品資料各站藥水作用(zuòyòng)及原理：4、活化（KAT-450）生產(chǎn)時(shí)溶液需進(jìn)行連續(xù)的循環(huán)(xúnhuán)過(guò)濾。補(bǔ)加：1.1L/50m2;更換：3MTO；配槽：KAT-450：10%V/VH2SO4：1.8%V/VPd8-12ppmH2SO41.5-2.0%溫度25-32℃時(shí)間30-60Sec操作條件:精品資料5、化學(xué)鍍鎳（NPR-4）化學(xué)機(jī)理：是以次(yǐcì)磷酸鈉（NaH2PO2）為還原劑的弱酸性溶液。次磷酸（H3PO2）是一元酸，有兩個(gè)氫是不可電離的共價(jià)原子，當(dāng)有催化劑（如Pd、Fe等）存在時(shí)，次磷酸根（H2PO2-）離子釋放出具有很強(qiáng)活性的原子氫：各站藥水作用(zuòyòng)及原理：精品資料H2PO2-+H2OPd催化H2PO3-+2[H]

新生態(tài)原子(yuánzǐ)氫將Ni2+還原成金屬Ni：Ni2++2[H]Ni+2H+另一部分新生態(tài)原子(yuánzǐ)氫將H2PO2-還原生成P：H2PO2-+[H]P+OH-+H2O各站藥水(yàoshuǐ)作用及原理：精品資料新生的磷（P）和鎳（Ni）反應(yīng)：3Ni+PNi3P未參加反應(yīng)的新生態(tài)原子氫結(jié)合(jiéhé)成氫氣：2[H]H2

從機(jī)理來(lái)看，化學(xué)鍍鎳過(guò)程中，產(chǎn)生大量H+使溶液PH降低，同時(shí)也產(chǎn)生氫氣，故有大量氣泡逸出。各站藥水作用(zuòyòng)及原理：精品資料鎳鹽：鎳鹽是鍍液中的主鹽，以硫酸鎳（NiSO4）為主，鍍液中Ni2+濃度升高，并不一定會(huì)使沉積速度加快，反而會(huì)使鍍液穩(wěn)定性降低，易出現(xiàn)粗糙鍍層。Ni2+濃度太低，會(huì)導(dǎo)致沉積速度降低，濃度波動(dòng)(bōdòng)最好不超過(guò)10%。溶液中各成分(chéngfèn)的作用：精品資料還原劑：次磷酸鈉（NaH2PO2）是還原劑，它的濃度太高使溶液易分解，濃度太低導(dǎo)致鍍層沉積(chénjī)速度太慢。溶液中各成分(chéngfèn)的作用：絡(luò)合劑：絡(luò)合劑能使Ni2+生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，同時(shí)可防止生成氫氧化物或亞磷酸鹽沉淀。檸檬酸、羥基乙酸、乳酸等是常用的絡(luò)合劑。精品資料穩(wěn)定劑：穩(wěn)定劑可提高化學(xué)鍍鎳液的穩(wěn)定性，防止自分解。微量硫代硫酸鹽、硫脲、焦亞硫酸鉀等可作為穩(wěn)定劑使用，但用量不能過(guò)量，否則會(huì)引起(yǐnqǐ)相反的效果。溶液中各成分(chéngfèn)的作用：加速劑：加速劑的作用是提高鎳的沉積速度，如：琥珀酸，堿金屬氟化物（NaF）等。精品資料緩沖劑：緩沖劑的作用是維持(wéichí)pH值的穩(wěn)定，如H3BO3；NaF等。溶液中各成分(chéngfèn)的作用：潤(rùn)濕劑：為降低界面表面張力，改善表面潤(rùn)濕性，需要加入聚氧乙烯脂肪醇醚等表面活性劑。商業(yè)配方中將以上諸因素配合到最佳狀態(tài)，給出一個(gè)穩(wěn)定且可操作的化學(xué)鍍鎳溶液。精品資料操作(cāozuò)條件的影響當(dāng)鍍液配方選定以后，嚴(yán)格控制操作條件才能得到滿意的化學(xué)鍍鎳層。PH值最佳pH在4.6左右。當(dāng)降低時(shí)，反應(yīng)速度降低，鍍層中的磷含量降低。但當(dāng)pH達(dá)到6時(shí)，溶液中的H2PO2-會(huì)自發(fā)轉(zhuǎn)化為H2PO3-，進(jìn)而生成難溶的NiPO3，使溶液混濁而失效(shīxiào)。一般新配液pH可用高限，隨著溶液的使用，pH可用到低限。當(dāng)NiPO3累積太多，達(dá)100~130g/l時(shí)，溶液廢棄。精品資料鍍層的含磷量影響鍍層的可焊性、抗蝕性和化學(xué)金的沉積速度(sùdù)。磷含量升高，鍍層可焊性降低，抗蝕性升高，化學(xué)金的沉積速度(sùdù)降低。鎳鍍層中磷含量從6~10%，化學(xué)金的沉積速度(sùdù)幾乎降低一倍。鍍層中的P含量以6~8%為佳。操作(cāozuò)條件的影響磷（P）精品資料對(duì)印制板化學(xué)鍍鎳而言，較低的操作溫度是有利的。操作溫度的確定受溶液組成和前處理催化工藝的影響。選擇硫酸型的鈀催化劑比鹽酸型的鈀催化劑鍍鎳操作溫度可以(kěyǐ)低些。由于溫度對(duì)反應(yīng)速度至關(guān)重要，最好將操作溫度控制在±1℃。操作條件(tiáojiàn)的影響溫度精品資料化學(xué)鍍鎳用空氣攪拌或工件移動(dòng)（移速0.5~1m/min），不宜用超聲攪拌。目的:1.使鍍液溫度均勻,防止局部過(guò)熱;2.保持溶液的濃度均勻,從而(cóngér)使鍍層厚度均勻3.有利于工件表面H2↑的析出,防止產(chǎn)生針孔、凹點(diǎn)或粗糙;操作條件(tiáojiàn)的影響攪拌精品資料可根據(jù)加工板面積測(cè)算進(jìn)行補(bǔ)充。Ni2+濃度應(yīng)控制在最佳(zuìjiā)濃度的±10%，故要及時(shí)補(bǔ)充。由于不同料號(hào)的線路面積有差異，所以按加工面積補(bǔ)充會(huì)有一定的偏差。有條件的，按分析補(bǔ)充會(huì)更加準(zhǔn)確。鍍液維護(hù)(wéihù)

Ni2+的補(bǔ)充精品資料化學(xué)鍍鎳溶液的壽命(shòumìng)以周期（Turnover）計(jì)算，一般在4周期以上，有些也可達(dá)到5~7周期。所謂“周期”是以鎳的補(bǔ)充量而言，當(dāng)鎳補(bǔ)充量累積達(dá)到開(kāi)缸時(shí)鎳的含量時(shí)，即為一個(gè)周期。例：新缸中，Ni2+濃度4.5g/l，在操作過(guò)程中通過(guò)數(shù)次補(bǔ)充，當(dāng)補(bǔ)充量累積達(dá)到27g/l，Ni2+時(shí)，即認(rèn)為壽命(shòumìng)已達(dá)6周期。鍍液維護(hù)(wéihù)精品資料2）pH:調(diào)整(tiáozhěng)應(yīng)及時(shí)，降低pH用10%H2SO4，升高pH用10%NaOH，或用氨水(25%)。3）溫度:應(yīng)控制在±1℃。為防止鍍液局部過(guò)熱，不宜選用大功率的電加熱器，溶液要加強(qiáng)攪拌。鍍液維護(hù)(wéihù)精品資料4）過(guò)濾：溶液需要用1um的PP濾芯進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾，以保持溶液的凈化(jìnghuà)。5）化學(xué)鍍鎳液的裝載量不可過(guò)多，否則反應(yīng)過(guò)于劇烈還會(huì)導(dǎo)致鍍液的分解，一般以0.5dm2/l為宜。鍍液維護(hù)(wéihù)精品資料化學(xué)(huàxué)鎳槽的組成：項(xiàng)目名稱(chēng)配槽量工作條件NPR-4M150ml/lNPR-4A50ml/lNPR-4D4ml/lPH4.5-4.7溫度82-85℃時(shí)間20min補(bǔ)充(bǔchōng)時(shí)，先計(jì)算出NPR-4A的量，再按A:B:C:D=1:1:1:0.4的比例補(bǔ)加各成分,

精品資料化學(xué)(huàxué)鍍金化學(xué)鍍金有：鍍薄金和鍍厚金兩種化學(xué)鍍薄金又叫浸金、置換金，直接(zhíjiē)沉積在化學(xué)鎳基體上，其置換反應(yīng)式：Ni+2Au（CN）-2Au+Ni2++2CN-精品資料Ni（-0.25V）和Au（1.68V）的電極電位相差很大，Ni可以置換出溶液中的金，當(dāng)鎳全部被金層覆蓋后，反應(yīng)即停止(tíngzhǐ)，因此置換金的厚度一般只能是0.03—0.1um，不能再增厚?；瘜W(xué)(huàxué)鍍金精品資料化金槽的組分(zǔfèn):項(xiàng)目名稱(chēng)配槽量工作條件BX-61200ml/l金鹽0.7g/lPH4.4-4.8溫度88-92℃時(shí)間6-8min精品資