插脚镀金实用工艺培训教材Word下载.docx

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1.2.1贴蓝胶带和压蓝胶带：

材料：

目前使用的蓝胶带为3M蓝胶带，该胶带的粘性比较小，不会有余胶，操作方便。

我们以前曾经使用过日东的蓝胶带，该胶带粘性好，但是有余胶，喷锡或沉金等表面处理都容易出现板面露铜的情况，有余胶一般采取走褪膜的方法。

蓝胶带要求为：

结合力好，切面状况整齐，切面处有余胶少，胶带表面平整，涂胶面手感较不粘手，压板后气泡较少，操作性能好，容易拉、切、撕（如下图1）。

设备：

压蓝胶带机，压辊每班都要用酒精清洁，主要是清洁压辊表面的胶带碎等，防止沾附在板面或金手指上造成污染，或损伤蓝胶带造成板面上金。

（如下图2）

（图1：

蓝胶带，切面整齐，切面处余胶少）

原理：

在非金手指区域的板面贴上蓝胶带，目的防止板面镀金。

工艺要求：

胶带相交处重叠要超过2mm。

胶带贴得平整，板边不许存在明显的褶皱或空隙；

以药水不是因为贴胶带不规而藏匿在胶带中，最后吹干时胶带上面的水能够较顺利的吹走为原则。

其他注意事项参考工作指示（如下图3）。

（图2：

压蓝胶带机）（图3）

1.2.2切角或锣边：

切板机和锣板机。

一般要求使用锣板机，原因是切角后，板角非常锋利，容易擦花板面，而锣板却可以杜绝此问题。

（如图4、5）

（图4：

切板角）（图5：

锣板角）

作用：

切断板边的连接导线，防止板边镀上金。

不可锣入板或锣断工艺导线（图6），质量批量管制卡上的流程上有开V槽的板件不可以锣掉角孔（V槽孔）。

（图6）

1.2.3微蚀：

NPS（过硫酸钠）和50%硫酸。

化学反应方程式S2O82-+2H++CuO→2SO42-+Cu2++H2O，利用氧化还原反应清楚铜表面的氧化物，同时把铜面微粗化，提高镍铜结合力。

1.2.4打磨

800目针刷。

曾经使用毡刷，但是磨痕大，而且孔隙率大，对一些金手指铜面镀层不良严重的时候可以考虑使用。

（图7、8）

（图7：

毡刷）（图8：

针刷）

对铜面进行打磨，使铜面粗化，提高镍铜结合力，改善金手指的颜色。

1.2.5前后活化

50%硫酸。

曾经使用物料MP49，该物料对铜面有一定的微蚀作用，当铜面清洁不良导致的结合力不好的时候使用，不过由于现在硫酸的效果也可以，该物料已经停止购买。

对铜面进行简单的清洗，除去板面的氧化物，防止水洗后进入镀镍时插头部分不被氧化而影响镀层结合力作用，同时防止带进药水污染镍缸。

1.2.6电镀镍

a．材料：

硫酸镍、镍块、硼酸、氯化镍、碳酸镍、光剂-G、润湿剂-N

b．原理：

该系统属高速镀镍阳极为金属镍块，镀液主要组成是硫酸镍及光亮剂，由于溶液的流动是通过泵产生高速流动，使镀液中金属镍离子迅速得到补充，而实现快速镀镍过程，镀镍的厚度是通过调整电流密度和运行速度来实现。

C．镀液中各成分作用：

1）硫酸镍：

为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。

镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同，镍盐允许含量的变化较大。

镍盐含量高，可以使用较高的阴极电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。

但是浓度过高将降低阴极极化，分散能力差，而且镀液的带出损失大。

镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。

2）硼酸：

用来作为缓冲剂，使镀镍液的PH值维持在一定的围。

实践证明，当镀镍液的PH值过低，将使阴极电流效率下降；

而PH值过高时，由于H2的不断析出，使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高，导致Ni（OH）2胶体的生成，而Ni（OH）2在镀层中的夹杂，使镀层脆性增加，同时Ni（OH）2胶体在电极表面的吸附，还会造成氢气泡在电极表面的滞留，使镀层孔隙率增加。

硼酸不仅有PH缓冲作用，而且他可提高阴极极化，从而改善镀液性能，减少在高电流密度下的“烧焦“现象。

硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能。

3）CI—（氯离子）（图11）：

镍阳极活化剂。

因为我们现工艺采用可溶性阳极。

而镍阳极在通电过程中极易钝化，为了保证阳极的正常溶解，在镀液中加入一定量的阳极活化剂。

通过试验发现，CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。

在含有氯化镍的镀镍液中，氯化镍除了作为主盐和导电盐外，还起到了阳极活化剂的作用。

在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中，需根据实际性况添加一定量的氯化钠。

溴化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来保持镀层的应力，并赋与镀层具有半光亮的外观。

4）光剂（MPS-G）——该添加剂的主要成份是应力消除剂，应力消除剂的加入，改善了镀液的阴极极化，降低了镀层的应力，随着应力消除剂浓度的变化，可以使镀层应力由应力改变为压应力。

常用的添加剂有：

萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。

与没有去应力剂的镍镀层相比，镀液中加入去应力剂将会获得均匀细致并具有半光亮的镀层。

通常去应力剂是按安培一小时来添加的（现通用组合专用添加剂包括防针孔剂等），而我们现在是手动补加。

5）润湿剂（MPS-N）——在电镀过程中，阴极上析出氢气是不可避免的，氢气的析出不仅降低了阴极电流效率，而且由于氢气泡在电极表面上的滞留，还将使镀层出现针孔。

镀镍层的孔隙率是比较高的，为了减少或防止针孔的产生，应当向镀液中加入少量的润湿剂，如十二烷基硫酸钠、二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等，它是一种阴离子型的表面活性物质，能吸附在阴极表面上，使电极与溶液间的界面力降低，氢气泡在电极上的润湿接触角减小，从而使气泡容易离开电极表面，防止或减轻了镀层针孔的产生。

D．药水维护与监控

1）温度——不同的镍工艺，所采用的镀液温度也不同。

温度的变化对镀镍过程的影响比较复杂。

在温度较高的镀镍液中，获得的镍镀层应力低，延展性好，温度加致50度C时镀层的应力达到稳定。

一般操作温度维持在55--60度。

如果温度过高，将会发生镍盐水解，生成的氢氧化镍胶体使胶体氢气泡滞留，造成镀层出现针孔，同时还会降低阴极极化。

所以工作温度是很严格的，应该控制在规定的围之，在实际工作中是根据供应商提供的最优温控值，采用常温控制器保持其工作温度的稳定性。

2）PH值——实践结果表明，镀镍电解液的PH值对镀层性能及电解液性能影响极大。

在PH≤2的强酸性电镀液中，没有金属镍的沉积，只是析出轻气。

一般PCB镀镍电解液的PH值维持在3—4之间。

PH值较高的镀镍液具有较高的分散力和较高的阴极电流效率。

但是PH过高时，由于电镀过程中阴极不断地析出轻气，使阴极表面附近镀层的PH值升高较快，当大于6时，将会有轻氧化镍胶体生成，造成氢气泡滞留，使镀层出现针孔。

氢氧化镍在镀层中的夹杂，还会使镀层脆性增加。

PH较低的镀镍液，阳极溶解较好，可以提高电解液中镍盐的含量，允许使用较高的电流密度，从而强化生产。

但是PH过低，将使获得光亮镀层的温度围变窄。

加入碳酸镍或碱式碳酸镍，PH值增加；

加入氨基磺酸或硫酸，PH值降低，在工作过程中每四小时检查调整一次PH值。

3）阳极——目前所能见到的PCB常规镀镍均采用可溶性阳极，用钛篮作为阳极装镍角已相当普遍。

其优点是其阳极面积可做得足够大且不变化，阳极保养比较简单。

钛篮应装入聚丙烯材料织成的阳极袋防止阳极泥掉入镀液中。

并应定期清洗和检查孔眼是否畅通。

新的阳极袋在使用前，应在沸腾的水中浸泡。

4）净化——当镀液存在有机物污染时，就应该用活性炭处理。

但这种方法通常会去除一部分去应力剂（添加剂），必须加以补充。

其处理工艺如下；

（1）取出阳极，加除杂水5ml/l，加热（60—80度C）打气（气搅拌）2小时。

（2）有机杂质多时，先加入3—5ml/lr的30%双氧水处理，气搅拌3小时。

（3）将3—5g/l粉末状活性在不断搅拌下加入，继续气搅拌2小时，关搅拌静置4小时，加助滤粉使用备用槽来过滤同时清缸。

（4）清洗保养阳极挂回，用镀了镍的瓦楞形铁板作阴极，在0.5—0.1安/平方分米的电流密度下进行拖缸8—12小时（当镀液存在无机物污染影响质量时，也常采用）

（5）换过滤芯（一般用一组棉芯一组碳芯串联连续过滤，按周期性便换可有效延期大处理时间，提高镀液的稳定性），分析调整各参数、加入添加剂润湿剂即可试镀。

分析——镀液应该用工艺控制所规定的工艺规程的要点，定期分析镀液组分与赫尔槽试验，根据所得参数指导生产部门调节镀液各参数。

（6）搅拌——镀镍过程与其它电镀过程一样，搅拌的目的是为了加速传质过程，以降低浓度变化，提高允许使用的电流密度上限。

对镀液进行搅拌还有一个十分重要的作用，就是减少或防止镀镍层产生针孔。

因为，电镀过程中，阴极表面附近的镀离子贫乏，氢气的大量析出，使PH值上升而产生氢氧化镍胶体，造成氢气泡的滞留而产生针孔。

加强对留镀液的搅拌，就可以消除上述现象。

常用压缩空气、阴极移动及强制循环（结合碳芯与棉芯过滤）搅拌。

（7）阴极电流密度——阴极电流密度对阴极电流效率、沉积速度及镀层质量均有影响。

测试结果表明，当采用PH较底的电解液镀镍时，在低电流密度区，阴极电流效率随电流密度的增加而增加；

在高电流密度区，阴极电流效率与电流密度无关，而当采用较高的PH电镀液镍时，阴极电流效率与电流密度的关系不大。

与其它镀种一样，镀镍所选取的阴极电流密度围也应视电镀液的组分、温度及搅拌条件而定，由于PCB拼板面积较大，使高电流区与低电流区的电流密度相差很大，一般采用2A/dm2为宜。

e）镍缸保养

1）PH值调节：

硫酸及碳酸镍

2）有机污染的处理：

1-3升双氧水（50%）在55℃温度下搅拌2小时，然后加入4mg/l活性炭粉处理2-4小时，静置后用助滤粉进行过滤。

3）金属污染的处理：

Fe、Sn、Pb的分析低于10ppm，可用低电流密度拖缸0.5A/dm2或0.5-0.8V。

铜离子等可用高电流进行拖缸处理。

4）每周保养，在条件允许的情况都要生产对镍缸进行碳芯过滤和拖缸处理，因为在生产过程中，会有部分的蓝胶带掉落在缸里造成污染，同时定期对镍块进行处理（3-5%HCl进行浸泡2小时）。

特别注意老PAL线，因为该镍缸经常进水。

如果拖缸板整片发黑，说明缸中金属和有机杂质都比较多，通过碳芯和拖缸可以处理；

如果对应喷嘴处的拖缸板发红，说明镍缸铜离子污染。

5）定期对电刷进行清洗或更换；

每次电刷清洗后要确认是否固定，防止松动造成电流波动。

1.2.8电镀金

氰化金钾（含金68.3%）、补充液7100、开缸液7100、校正液P、钴校正液、基本导电盐、柠檬酸。

该部分属高速镀，镀金的阳极是采用不溶性阳极，在钛网上浸涂箔金组成，电镀中镀液通过循环泵交换迅速补充消耗的金离子。

1.2.9金手指清洗

氨水

沉金前后处理线

清洗金指氧化层，并能起到抗氧化的作