PCB沉金工藝介紹解析

1、沉鎳金培訓(xùn)教材 撰寫：henry 日期：2012年6月 1 第一部分 沉鎳金基本概念 2 一、什么是化學(xué)鍍 化學(xué)鍍是在金屬的催化作用下，通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬沉積的過程。 3 二、化學(xué)鍍應(yīng)具備的條件： 1、氧化還原電位應(yīng)顯著低于金屬還原電位； 2、溶液不產(chǎn)生自發(fā)分解，催化時(shí)才發(fā)生金屬沉積； 3、PH值、溫度可以調(diào)節(jié)鍍覆速度； 4、具有自催化作用； 5、溶液有足夠壽命。 4 三、什么是沉鎳金？ 也叫無電鎳金或沉鎳浸金（ Electroless Nickel Immersion Gold ），是指在PCB裸銅表面涂覆可焊性涂層的一種工藝。 其含義是其含義是： 在裸銅面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，然后化

2、學(xué)浸金。 5 四、沉鎳金工藝的目的沉鎳金工藝的目的 ? 沉鎳金工藝既能滿足日益復(fù)雜的PCB裝配、焊接的要求，又比電鍍鎳金的成本低，同時(shí)還能對(duì)導(dǎo)線的側(cè)邊進(jìn)行有效的保護(hù)，防止在使用過程中產(chǎn)生不良現(xiàn)象。 AU Ni CU 6 五、沉鎳金工藝的用途沉鎳金工藝的用途 化學(xué)鎳金鍍層集可焊接、可接觸導(dǎo)通，可打線、可散熱等功能于一身，是 PCB板面單一處理卻具有多用途的濕制程。 化學(xué)鎳的厚度一般控制在4-5m，其不但對(duì)銅面進(jìn)行有效保護(hù)，防止銅的遷移，而且具備一定硬度和耐磨性能，同時(shí)擁有良好的平整度。浸金的厚度一般控制在0.05-0.1m，其對(duì)鎳面具有良好的保護(hù)作用，而且具備很好的接觸導(dǎo)通性能。 7 第二部分

3、沉鎳金原理及工藝介紹 8 一、基本工藝流程 整孔 除油 水洗 微蝕 水洗 活化 水洗 沉鎳 水洗 沉金 水洗 烘干 9 二、各流程簡(jiǎn)介 1 、整孔 A、目的：使非導(dǎo)通孔孔內(nèi)殘留的鈀失去活性，以防止其沉上鎳金。 B、通常在蝕刻后褪錫前以水平線處理,使用的藥水一般為：硫脲和鹽酸 10 2、除油 作作用：用于除去銅面之輕度油脂及氧化物， 銅面清潔及增加潤(rùn)濕性。 特性要求： A： 一般為酸性除油劑 B：不損傷solder mask C：低泡型，容易水洗 11 操作條件： o溫度：5010 C 時(shí)間：6 2min 過濾：5mPP濾芯連續(xù)過濾 攪拌：擺動(dòng)及藥液循環(huán)攪拌 槽材質(zhì)：PP或SUS 加熱器：石英或

4、鐵弗龍加熱器 12 逆流水洗： 除油缸之后通常為二級(jí)市水洗，如果水壓及流量不穩(wěn)定或經(jīng)常變化，則將逆流水洗設(shè)計(jì)為三級(jí)市水洗更佳。 13 3、微蝕缸 作用： 酸性過硫酸鈉微蝕液用于使銅面微粗化，增加銅與化學(xué)鎳層的密著性。沉鎳金生產(chǎn)也有使用硫酸雙氧水或酸性過硫酸鉀微蝕液來進(jìn)行的。 14 操作條件（NPS系列）： Na2S2O8： 10020g/l H2SO4： 20 10g/l Cu2+ ： 525g/l 溫度： 30 2OC 時(shí)間： 1.5 0.5min 攪拌:擺動(dòng)及藥液循環(huán)攪拌或空氣打氣 槽材質(zhì):PVC或PP 加熱器:石英或鐵弗龍加熱器 15 銅濃度控制： 由于Cu2+對(duì)微蝕速率影響較大，2+通

5、常須將Cu 的濃度控制在5-25g/l，以保證微蝕速率處于 0.5-1.5m之間。生產(chǎn)過程中,換缸時(shí)往往保留 1/5-1/3缸母液(舊液)，以保持一定的 Cu2+濃度。 16 逆流水洗： 由于帶出的微蝕殘液，會(huì)導(dǎo)致銅面在水洗過程中迅速氧化，所以微蝕后水質(zhì)和流量以及浸泡時(shí)間都須特別考慮。否則，預(yù)浸缸會(huì)產(chǎn)生太多的Cu2+，繼而影響鈀缸壽命。所以，在條件允許的情況下，微蝕后二級(jí)逆流水洗，之后再加入3%5%的硫酸浸洗，經(jīng)二級(jí)逆流水洗后進(jìn)入預(yù)浸缸。 17 4、預(yù)浸 作用： 維持活化缸的酸度及使銅面在新鮮狀態(tài)（無氧化物）的情況下，進(jìn)入活化缸。 操作條件： 溫度： 室溫 時(shí)間： 10.5min 攪拌： 擺動(dòng)

6、及藥液循環(huán)攪拌 槽材質(zhì)： PVC或PP 18 作用： 在電化序中，銅位于鎳的后面，所以必須將銅面活化，才能進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。PCB行業(yè)大多是采用先在銅面上生成一層置換鈀層的方式使其活化。 反應(yīng)式：Pd2+Cu Pd+Cu2+ PCB沉鎳金工序之活化劑一般為硫酸型和鹽酸型兩種，現(xiàn)較多使用硫酸型鈀活化液。行業(yè)中也有使用Ru（Ruthenium）做催化晶核，效果也較為理想。 19 5、活化 操作條件 O溫度：273C 時(shí)間：4 2min 槽材質(zhì)：PVC或PP 溫控：鐵弗龍包覆加熱器或冷卻盤管 過濾 ：5mPP濾芯連續(xù)過濾 攪拌：擺動(dòng)及藥液循環(huán)攪拌 20 工藝維護(hù) ?影響鈀缸穩(wěn)定性的主要因素除了藥水系列不

7、同之外，鈀缸控制溫度和Pd2+濃度則2+是首要考慮的問題。溫度越低、Pd濃度越低，越有利于鈀缸的控制。但不能太低，否則會(huì)影響活化效果引起漏鍍發(fā)生。 0? 通常情況下，鈀缸溫度設(shè)定在20-30 C，02+其控制范圍應(yīng)在1 C，而Pd 濃度則控制在20-40ppm，至于活化效果，則按需要選取適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。 21 逆流水洗： 水洗缸中少量的Pd帶入鎳缸，并不會(huì)對(duì)鎳缸造成太大的影響，所以不必太在意活化后水洗時(shí)間太短，一般情況下，二級(jí)水洗總時(shí)間控制在1-3min為佳。尤其重要的是，活化后水洗不宜使用超聲波裝置，否則，不但導(dǎo)致大面積漏鍍，而且滲鍍問題依然存在。 22 6、沉鎳 ? 作用：在鈀的活化作用下，

8、Ni2+在NaH2PO2的還原條件下沉積在裸銅表面。當(dāng)鎳沉積覆蓋鈀催化晶體時(shí)，自催化反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到所需之鎳層厚度。 ? 主反應(yīng)?： Ni2+ +2H2PO2-+2HPO32-+4H+H2 +2H2O Ni -2-副反應(yīng)： 4H2PO2 2HPO3+2P+2H2O+H2 23 反應(yīng)機(jī)理： 1.次磷酸二氫鈉的次磷酸根離子水解并氧化成磷酸根，同時(shí)放出兩個(gè)活性氫原子吸附在銅底鈀面上。 -2-+ H2PO2 +H2O HPO3+H +2H 2.鎳離子在活化鈀面上迅速還原鍍出鎳金屬。 2+ Ni +2H Ni+2H 24 3.小部分次磷酸根在催化氫的刺激下，產(chǎn)生磷原子并沉積在鎳層中。 - H2P

9、O2+H OH-+P+H2O 4.部分次磷酸根在催化環(huán)境下，自己也會(huì)氧化并生成氫氣從鎳面上向外冒出。 -2-+ H2PO2 + H2O HPO3+H +H2 25 化學(xué)鎳藥水的分類： 按操作溫度分可將鍍液分成高溫鍍液（85-950C）、中溫鍍液（65-750C）、低溫鍍0液（50 C）以下 按其使用的還原劑又可大致分為次磷酸鹽型、硼氫化物型、肼型、胺基硼烷型4種。 26 按pH值分又可將其分為酸性鍍液和堿性鍍液； 最常用的是次磷酸鹽為還原劑的酸性高溫化學(xué)鍍鎳液，常稱為普通化學(xué)鍍鎳液。 27 溶液的組成及作用： A、金屬鹽 次磷酸鎳是鎳離子最為理想的來源。如能解決其在制備過程中遇到的問題，使用這

10、種鎳鹽將極大地改善鍍液的性能 目前 最常用的鎳鹽有硫酸鎳和氯化鎳兩種。由于硫酸鎳的價(jià)格低廉，且容易制成純度較高的產(chǎn)品，被認(rèn)為是鎳鹽的最佳選擇。由于氯離子的活性高，化學(xué)鍍鎳時(shí)一般不使用氯化鎳 28 鍍液中鎳離子濃度不宜過高，鍍液中鎳離子過多會(huì)降低鍍液的穩(wěn)定性，容易形成粗糙的鍍層，甚至可能誘發(fā)鍍液瞬時(shí)分解，繼而析出海綿狀鎳。鎳離子與次磷酸鹽濃度的最佳摩爾比應(yīng)在0.4左右 B、還原劑 化學(xué)鍍鎳的主要成分，它能提供還原鎳離子所需要的電子。 在一定范圍內(nèi)鎳沉積的反應(yīng)速度與次磷酸鹽的濃度成正比，因而次磷酸鹽的濃度直接影響著反應(yīng)的沉積速率， 29 C、緩沖劑、絡(luò)合劑 緩沖劑主要用處是維持鍍液的 pH值防止化

11、學(xué)鍍鎳時(shí)由于大量析氫所引起的 pH值下降 絡(luò)合劑作用主要是與鎳離子進(jìn)行絡(luò)合降低游離鎳離子的濃度，提高鍍液的穩(wěn)定性。 一般均使用NaH2PO2，其控制濃度一般為20-40g/l。在鍍液中，主反應(yīng)將Ni2+還原成為金屬Ni，副反應(yīng)為其本身的歧化反應(yīng)生成單質(zhì)P，主反應(yīng)及副反應(yīng)過程中均伴隨H2逸出。 在化學(xué)鍍鎳溶液中通常選用有機(jī)酸及其鹽作為緩沖劑、絡(luò)合劑。 30 檸檬酸、羥基乙酸、琥珀酸、蘋果 酸、乳酸及其鹽、氯化銨、焦磷酸鹽、乙二胺、三乙醇胺等均為結(jié)合劑，其中某些藥品還起緩沖劑作用； D、穩(wěn)定劑 其主要用處是防止化學(xué)鍍鎳溶液在受到污染及存在有催化活性的固體顆粒、負(fù)載量過大或過小、pH值過高等異常情況

12、下，自發(fā)分解 。重金屬離子錫、鋅、鉛、鎘、銻及某些有機(jī)或無機(jī)含硫化合物如硫脲以及三氯化鉬都是化學(xué)鍍鎳的催化劑毒物，如含量很少時(shí)，對(duì)鍍液有一定的穩(wěn)定作用，但若含量過高會(huì)使鍍液失效導(dǎo)致鎳不能沉積出來。 31 鎳沉積速度影響因素鎳沉積速度影響因素 A 溫度 B PH值 C 缸老化度（正常生產(chǎn)時(shí)老化度以 MTO來衡量） D 主鹽（NiSO4）濃度 E 還原劑（NaH2PO2) 濃度 F 溶液的過濾與攪拌 ?注：MTO 即 Metal Turn Over ，缸內(nèi)金屬離子的加入量 32 ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ?25?m/hr|?3?201510507580? ? ? ? ? ?859033

13、PH? ? ? ? ? 1 ?30?m/hr|?3?252015104.44.54.6PH34 4.74.85? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? 1 ?25?m/hr|?3?201510500123456 o ? ? ? MTO?35 ? 3? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ? ? 25?m/hr|?3?2423222120194.85.25.9? ? ? g/L?36 6.46.71 ? - ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? 1 ? ? 25?m/hr|?3?2015105018222630341 ? ? - ? ? ? g/L?37 鎳層特性 ? A、磷含量隨著

14、溶液成份和操作條件的不同而在711%之間變化； ? B、熱處理時(shí)，Ni3P結(jié)晶化層狀結(jié)構(gòu)逐漸消失。當(dāng)磷含量高于8%時(shí)，鍍層為非磁性；低于8%時(shí)，鍍層為磁性； ? C、抗蝕性高，特別是當(dāng)磷含量較高時(shí)，在許多侵蝕介質(zhì)中均比電鍍鎳耐蝕; 38 ?D、硬度高，顯微硬度約為500600HV， 400OC處理后則大于1000HV； ?E、易釬焊，但熔焊性較差； ?F、鍍層密度約為8.0g/cm3 ； O?G、熔點(diǎn)約為890 C 39 工藝維護(hù) ? A、在酸性溶液中，PH3時(shí)鎳不會(huì)被還原析出。隨著PH值的提高，沉積速度加快。當(dāng)PH6時(shí)，很容易產(chǎn)生Ni(OH)2沉淀。一般PH控制在4.55.0; ? B、隨著

15、NaH2PO2和NiSO4濃度的增加，沉積速度逐漸提高，而后趨于穩(wěn)定或稍有降低。但此時(shí)溶液的穩(wěn)定性下降; 40 ?C、化學(xué)鍍鎳層的厚度一般控制45m，最少要大于2.5m厚的鎳磷層才能起到有效的阻擋層作用,防止銅的遷移,以免滲出金面,氧化后導(dǎo)致導(dǎo)電性不良; ?D、鍍覆PCB的裝載量（裸銅面）應(yīng)適2中，以0.10.5dm/L為宜。負(fù)載太大會(huì)導(dǎo)致鎳缸活性逐漸升高，甚至導(dǎo)致反應(yīng)失控，造成嚴(yán)重后果；負(fù)載太低會(huì)導(dǎo)致鎳缸活性逐漸降低，造成漏鍍等問題。 41 ?E、鍍液應(yīng)連續(xù)過濾，以除去溶液中的固體雜質(zhì)。鍍液加熱時(shí)，必須要有空氣攪拌或連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)，使被加熱的鍍液迅速擴(kuò)散開。當(dāng)槽內(nèi)壁鍍有鎳層時(shí)，應(yīng)及時(shí)用硝酸（1

16、:3)褪除,適當(dāng)時(shí)可考慮加O熱,但不可超過50 C, 以免污染空氣。 ?F、鍍液壽命一般控制在4MTO（即Ni離子添補(bǔ)量累積達(dá)到4倍開缸量），超過此限主要問題是鎳厚不足。 42 操作條件 A、溫度 不同系列的沉鎳藥水其控制范圍不同。一般情況下，鎳缸的操作范圍是8650C，有的藥水則控制在8150C。 具體操作溫度應(yīng)根據(jù)試板結(jié)果來定，不同型號(hào)的制板，有可能操作溫度不同。 一個(gè)制板的良品操作范圍一般情況下只有20C，個(gè)別制板也有可能小于10C. 43 B、時(shí)間 鎳層厚度與鍍鎳時(shí)間呈線形關(guān)系。一般情況下，200in鎳層需鍍鎳時(shí)間28min左右，而150in鎳層則需鍍鎳時(shí)間21min左右。 通常情況，

17、不采用調(diào)節(jié)藥水濃度或升高溫度來彌補(bǔ)因時(shí)間不足而引起的鎳厚不足，一定要根據(jù)客戶鎳層要求來設(shè)置適當(dāng)?shù)腻冩嚂r(shí)間。否則，可能引起活性不穩(wěn)定，會(huì)造成許多不良后果。 44 C、濃度： 不同供應(yīng)商之不同系列藥水，其濃度控制范圍各不相同。由于化學(xué)鍍鎳的本身特點(diǎn)，其動(dòng)態(tài)平衡的控制難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)鍍銅，其控制范圍很窄則可說明這一點(diǎn)。因此，盡可能使用自動(dòng)補(bǔ)料器來控制藥水濃度，手動(dòng)補(bǔ)料是很難保證每一個(gè)制板的良品率。 45 ?D、循環(huán)過濾 循環(huán)量：510 turn over per hour（每小時(shí)循環(huán)抽液量所占開缸體積的倍數(shù)）。 過濾：優(yōu)先考慮布袋式過濾，棉芯過濾需監(jiān)控流量（發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)更換）。 E、搖擺： 根據(jù)做板

18、類型的需要決定采用上下?lián)u擺或前后搖擺方式 46 ?F、自動(dòng)化加藥： 2+ 鎳缸自動(dòng)加藥是通過感應(yīng)槽液中Ni 的透光率的原理，根據(jù)吸光度的變化來衡量Ni2+2+濃度的高低。當(dāng)Ni 濃度降低時(shí)，特征光譜吸收峰降低，從而透光率的增高使光敏電阻2+的阻值發(fā)生變化，由此而測(cè)出變化后的Ni濃度。 當(dāng)Ni2+濃度顯示值低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)加2+藥器開始加藥，直到Ni 濃度顯示值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)加藥泵停止加藥。其他組份則根據(jù)加藥比例事前調(diào)節(jié)好流量，加藥時(shí)間與Ni2+加藥泵同步進(jìn)行。 47 ? G、缸體材質(zhì)： 由于鎳缸操作溫度在 80-900C，所以缸體不但須耐高溫，而且須不易滲漏。 如果僅生產(chǎn)單雙面板，可考慮

19、使用耐熱 PP材質(zhì)。對(duì)于多層及高層板，由于受內(nèi)層布線影響，沉鎳金生產(chǎn)過程中，易產(chǎn)生漏鍍，所以鎳缸操作溫度比單、雙面板要高出 50C左右，甚至達(dá)到900C以上。若采用PP材質(zhì)的鎳缸，不可避免產(chǎn)生大量的鎳沉積在缸底，給操作帶來很多問題。 所以，一般情況下，鎳缸使用不銹鋼體 48 H、電流保護(hù)裝置： 一般情況下，鎳缸使用不銹鋼體，或者使用不銹鋼加熱器（包括不銹鋼熱交換器）等設(shè)施，都應(yīng)對(duì)其陽極進(jìn)行保護(hù)，以抑制鎳在其表面的沉積。 49 7、沉金 ? 作用： 是指在活性鎳表面通過化學(xué)置換反應(yīng)沉積薄金。 ? 當(dāng)PCB板面鍍好鎳層放入金槽后，其鎳面即受到槽液的攻擊而溶出鎳離子，所拋出的兩個(gè)電子被金氰離子獲得而

20、在鎳面上沉積出金層。 +2+ 化學(xué)反應(yīng)：2Au +Ni 2Au+Ni50 反應(yīng)機(jī)理： 2+ Ni Ni+2e - - 2Au（CN）2+2e 2Au +2CN 由此可知，一個(gè)鎳原子溶解可獲得兩個(gè)金原子的沉積，又因金層上有許多疏孔，故表面雖已蓋滿了金層，但仍可讓疏孔的鎳面溶解而繼續(xù)鍍出金層，只是速度越來越慢而已，所以置換反應(yīng)形成的浸金薄層，通常20-30分鐘時(shí)間就可達(dá)到極限厚度。 51 鍍液成份 A、金鹽 即氰化金鉀KAu(CN)2，其含量為68.3%,其控制濃度一般為0.8g/l2 g/l B、添加劑 添加劑包含氯化銨、檸檬酸銨及適量穩(wěn)定劑，常用EDTA絡(luò)合Ni2+以穩(wěn)定生成物對(duì)反應(yīng)速度的影響

21、。 52 特性： 由于金和鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位相差較大，所以在合適的溶液中會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)。鎳將金從溶液中置換出來，但隨著置換出的金層厚度的增加，鎳被完全覆蓋后，浸金反應(yīng)就終止了。一般浸金層的厚度較薄，通常為0.1m左右,這既可達(dá)到降低成本的要求,也可提高后續(xù)釬焊的合格率。 53 操作條件 ?溫度：8550C PH：4.5 0. 5 加熱:石英或鐵弗龍加熱器 攪拌:過濾機(jī)循環(huán)攪拌 搖擺:同鎳缸 槽材質(zhì):PP、FRP或SUS內(nèi)襯鐵弗龍 54 工藝維護(hù) ? 通常情況下，沉金缸的浸鍍時(shí)間設(shè)定在7-11分鐘，操作溫度一般在80-900C，可以根據(jù)客戶的金厚需求，通過調(diào)節(jié)溫度來控制金厚。從生產(chǎn)角度來講，金缸容

22、積越大越好，不但其Au濃度變化小而有利于金厚控制，而且可以延長(zhǎng)換缸周期。 55 逆流水洗 ? 為了節(jié)省成本，金缸之后需加裝回收水洗，同時(shí)也可減輕對(duì)環(huán)境的污染。回收水洗控制在20-30sec為佳。 ? 回收缸之后，一般都是二級(jí)逆流水洗，對(duì)于DI水壓力不穩(wěn)定條件下，逆流水洗最好設(shè)計(jì)為三級(jí)。之后常常為熱水洗。 56 11、烘干 A、目的：將沉金后的板面藥漬徹底 清洗干凈。 B、水平后處理設(shè)備流程： 酸洗 或 DI水洗 干板 高壓水洗 57 第三部分 沉鎳金換缸保養(yǎng)程序 58 NiNi缸保養(yǎng)缸保養(yǎng) 1 用清水將缸清洗一次，開循環(huán)泵。 2 用50%工業(yè)硝酸槽4小時(shí)以上，下次循環(huán)使用 前次硝酸溶液時(shí)，需加

23、20L新硝酸 3 用清水裝滿槽，開過濾循環(huán)泵10分鐘。 4 用1%氨水在浸缸20分鐘，開過濾循環(huán)泵 5 用清水裝滿槽，開過濾循環(huán)泵5分鐘后排走再重 洗一次后可投入生產(chǎn)使用。 59 鈀缸保養(yǎng)鈀缸保養(yǎng) 1、 每次換缸保養(yǎng)一次，不連續(xù)生產(chǎn)則每周保養(yǎng)一次 2 、將活化前兩DI水缸排放后清洗干凈，將活化液轉(zhuǎn)移 至兩缸中。 3 、加入30%40%（W/W）硝酸。 4 、啟動(dòng)Pump循環(huán)1.5小時(shí)以上或直到槽壁灰色沉積均完全去除，如無法除去，需用干凈布沾硝酸擦洗，直至除去。 60 5、 硝酸排出，加清水循環(huán)510min排放 6 、用5%（V/V）硫酸浸洗1020min排放7 用清水沖洗2遍，用DI水開泵循環(huán)

24、1020min排放。 7、 活化液轉(zhuǎn)回活化缸，取樣分析調(diào)整后才可進(jìn)行生產(chǎn) 其它缸保養(yǎng)其它缸保養(yǎng) 1、 用碎布將缸擦洗干凈。 2 、開清水循環(huán)清洗所有缸1小時(shí)。 61 第四部分 沉鎳金工序常見缺陷分析 62 一、漏鍍 ? A、主要原因 ? 體系活性（鎳缸及鈀缸）相對(duì)不足 ? 鉛、錫等銅面污染 ? B、問題分析 ? 漏鍍的成因在于鎳缸活性不能滿足該P(yáng)ad位的反應(yīng)勢(shì)能，導(dǎo)致沉鎳化學(xué)反應(yīng)中途停止，或者根本未沉積金屬鎳。 63 ? 漏鍍的特點(diǎn)是：如果一個(gè) Pad位漏鍍，與其相連的所有Pad位都漏鍍。出現(xiàn)漏鍍問題，首先須區(qū)分是否由外界污染板面所致。若是，將該板進(jìn)行水平微蝕或采用磨板方式除去污染。 ? 影響

25、體系活性的最主要因素是鎳缸穩(wěn)定劑濃度，但由于難以操作控制，一般不采取降低穩(wěn)定劑濃度來解決該問題。 影響體系活性的主要因素是鎳缸溫度。升高鎳缸溫度，一定有利于漏鍍的改善。如果不考慮外部環(huán)境以及內(nèi)部穩(wěn)定性，無限度的升高鎳缸溫度，應(yīng)該能解決漏鍍問題。 64 ?影響體系活性的次要因素是活化濃度、溫度和時(shí)間。延長(zhǎng)活化的時(shí)間或提高活化濃度和溫度，一定有利于漏鍍的改善。由于活化的溫度和濃度太高會(huì)影響鈀缸的穩(wěn)定性，而且會(huì)影響其他制板的生產(chǎn)，所以 ，在這些次要因素中，延長(zhǎng)時(shí)間是首選改善措施。 ? 鎳缸的PH值、次磷酸鈉以及鎳缸負(fù)載，都會(huì)影響鎳缸的活性，但其影響程度較小，而且過程緩慢。所以不宜作為改善漏鍍問題的主

26、要方法。 65 ?二、滲鍍二、滲鍍 ? A、主要原因 ? 體系活性太高 ? 外界污染或前工序殘?jiān)?? B、問題分析 ? 滲鍍的主要成因在于鎳缸活性過高導(dǎo)致選擇性太差，不但使銅面發(fā)生化學(xué)沉積，同時(shí)其他區(qū)域（如基材、綠油側(cè)邊等）也發(fā)生化學(xué)沉積，造成不該出現(xiàn)沉積的地方沉積化學(xué)鎳金。 66 ? 出現(xiàn)滲鍍問題，首先須區(qū)分是否由外界污染或殘?jiān)ㄈ玢~、綠油等）所致。若是，將該板進(jìn)行水平微蝕或其它的方法去除。 ? 升高穩(wěn)定劑濃度，是改善體系活性太高的最直接的方法，但是，同漏鍍問題改善一樣，因難以操作控制而不宜采用。 ? 降低鎳缸溫度是改善滲鍍最有效的方法。理論上，無限度的降低溫度，可以徹底解決滲鍍問題。 67

27、 ? 降低鈀缸溫度和濃度，以及減少鈀缸處理時(shí)間，可以降低體系活性，有效地改善滲鍍問題。 ? 鎳缸的PH值、次磷酸鈉以及鎳缸負(fù)載，降低其控制范圍有利于滲鍍的改善，但因其影響程度小而且過程緩慢，不宜作為改善滲鍍問題的主要方法。 ? 因操作不當(dāng)導(dǎo)致鈀缸或鎳缸產(chǎn)生懸浮顆粒彌漫槽液，則應(yīng)采取過濾或更新槽液來解決。 68 ?三、甩金三、甩金 ? A、主要原因 ? 鎳缸后（沉金前）造成鎳面鈍化 ? 鎳缸或金缸雜質(zhì)太多 ? B、問題分析 ? 金層同鎳層發(fā)生分離，說明鎳層同金層的結(jié)合力很差，鎳面出現(xiàn)異常而造成甩金。 69 ?鎳面出現(xiàn)鈍化，是造成甩金出現(xiàn)的最主要因素。沉鎳后在空氣中暴露時(shí)間過長(zhǎng)和水洗時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)

28、造成鎳面鈍化而導(dǎo)致結(jié)合力不良，當(dāng)然，水洗的水質(zhì)出現(xiàn)異常，也有可能導(dǎo)致鎳層鈍化。 ? 至于鎳缸或金缸是否為甩金出現(xiàn)的主要原因，可在實(shí)驗(yàn)室燒杯中做對(duì)比實(shí)驗(yàn)來確定，若是，則更換槽液。 70 ?四、甩鎳四、甩鎳 ? A、主要原因 ? 銅面不潔或活化后鈀層表面鈍化 ? 鎳缸中加速劑失衡 ? B、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?jiān)?，鎳層與銅面結(jié)合力就會(huì)受到影響，從而就導(dǎo)致甩鎳。 71 ?出現(xiàn)甩鎳問題，首先須檢查做板過程中板面狀況，區(qū)分銅面雜物還是活化后鈀層表面鈍化，若是后者，則追蹤是否活化后空氣中暴露時(shí)間太長(zhǎng)還是水洗時(shí)間太長(zhǎng)。 ? 如果銅面雜物引起甩鎳，則檢查前處理水平微蝕是

29、否正常，同時(shí)須檢查前處理之前銅面是否異常。另外，前處理中硫脲藥液殘留銅面，輕則出現(xiàn)沉鎳金顏色粗糙，重則導(dǎo)致甩鎳。 72 ? 鎳缸中加速劑（如Na2S2O3）太多則會(huì)導(dǎo)致鎳沉積松散，造成鎳層剝落，此時(shí)多伴隨鎳面啞色出現(xiàn)（失去光澤）。出現(xiàn)這種情況，用拖缸板（鎳板）消耗掉多余加速劑，即可重新進(jìn)行生產(chǎn)。 73 ?五、非導(dǎo)通孔上金、非導(dǎo)通孔上金 ? A、主要原因 ? 直接電鍍或化學(xué)沉銅殘留的鈀太多 ? 鎳缸活性太高 ? B、問題分析 ? 由于直接電鍍導(dǎo)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）的方法使其失去活性。 74 ?“ 鹽酸+硫脲”是目前毒化藥水的主流，水平線由于對(duì)孔壁浸潤(rùn)

30、效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它方法，而且可以通過速度來調(diào)節(jié)其處理效果，同時(shí)還可以進(jìn)行水平微蝕。所以水平毒化是解決非導(dǎo)通孔上金的理想方法。 ? 早期供應(yīng)商紛紛研制沉金線 inline毒化藥水，主劑大都為硫脲。對(duì)于金面粗糙問題都可完全避免，但毒化效果有時(shí)不穩(wěn)定，隨不同批號(hào)的來板差異較大。所以非導(dǎo)通孔 Pd的厚度對(duì)毒化效果有很大影響。另外，如果研制的毒化藥水用于水平毒化，孔壁浸潤(rùn)性更好，效果一定更理想。 75 ? 對(duì)于化學(xué)沉銅類型的制板，由于其 Pd層較薄，一般通過降低鎳缸活性的方法，就可以解決非導(dǎo)通孔上金的問題。但是，由于鎳缸活性的調(diào)節(jié)是用于控制滲鍍和漏鍍問題，人們不愿因非導(dǎo)通孔上金問題而縮窄鎳缸活性的控制。所

31、以，通常也采用毒化的方法來使殘留 Pd失去活性。 ? 關(guān)于鎳缸，活性太高也會(huì)造成非導(dǎo)通孔上金，因此，不宜采用額外添補(bǔ)加速劑（如Na2S2O3）來調(diào)節(jié)鎳缸活性。如果正?？刂葡氯杂猩倭糠菍?dǎo)通孔上金問題，可采取降低鎳缸溫度或延長(zhǎng)毒化時(shí)間來解決。 76 六、金面粗糙六、金面粗糙 A、主要原因 銅面(鍍銅)粗糙 銅面不潔 鎳缸藥水失衡 B、問題分析 電鍍產(chǎn)生的銅面粗糙 ,只能在電鍍通過調(diào)整光劑或電流密度來改善。至于沉金線，水平微蝕也不能明顯改變其粗糙程度。 77 對(duì)于銅面不潔則考慮用磨板或水平微蝕的方式加以改善，可以做到解決由銅面不潔造成的金面粗糙。對(duì)于沉金工序，水平前處理毒化藥水（硫脲）殘留板面極易造

32、成該問題出現(xiàn)，所以硫脲缸（毒化）之后的運(yùn)輸轆以及水洗效果須時(shí)常保持清潔，風(fēng)刀的角度要保證在干板前能將板面水珠吹走。 78 鎳缸藥水失衡也會(huì)導(dǎo)致沉積松散或粗糙。影響鎳沉積粗糙的主要原因是加速劑太高或穩(wěn)定劑太少。至于改善對(duì)策，則可在實(shí)驗(yàn)燒杯中加入穩(wěn)定劑，按1ml/L，2ml/L，3ml/L做對(duì)比試驗(yàn)，這時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)鎳面逐漸變得光亮，找出適當(dāng)?shù)谋壤龑⒎€(wěn)定劑加入鎳缸即可試板和重新生產(chǎn)。需要注意的是，藥水失衡往往是加藥過程中出現(xiàn)偏差，只要糾正錯(cuò)誤偏差后，調(diào)整穩(wěn)定劑并不是一件危險(xiǎn)的操作。 79 七角位平鍍七角位平鍍 A、主要原因 鎳缸循環(huán)局部過快 鎳缸溫度局部過高 鎳缸穩(wěn)定劑濃度過高 B、問題分析 角位平鍍

33、是指化學(xué)鎳沉積過程中，出現(xiàn)Pad的角位不沉積鎳的現(xiàn)象。它通常具有方向性的特征。例如圓型 Pad則出現(xiàn)同一方向的月芽形不上鎳，方型Pad則出現(xiàn)一邊完好，對(duì)邊嚴(yán)重不上鎳，兩個(gè)側(cè)邊逐漸變差。 80 對(duì)于鎳缸循環(huán)局部過快，往往是鎳缸藥液循環(huán)設(shè)計(jì)不合理或出水管變形造成，它的特點(diǎn)是鎳缸某個(gè)角落固定出現(xiàn)該問題。當(dāng)然，不合理的打氣沖擊板面也會(huì)導(dǎo)致該問題的出現(xiàn)。 對(duì)于鎳缸溫度局部過熱，往往出現(xiàn)在副槽溢流的鎳缸設(shè)計(jì)。當(dāng)水位不足的時(shí)候，副缸溫度往往比主缸高出5攝氏度以上，溢流的熱水流量在偏小的同時(shí)，往往只擴(kuò)散在主缸頂層，造成生產(chǎn)板頂部出現(xiàn)角位平鍍的現(xiàn)象。 對(duì)于鎳缸穩(wěn)定劑濃度過高，只要不是來料（供應(yīng)藥水）出現(xiàn)太大的質(zhì)

34、量問題，通過補(bǔ)加適量的加速劑或拖缸，均能解決該問題的出現(xiàn)。 81 八、金面顏色不良八、金面顏色不良 A、主要原因 金缸穩(wěn)定劑（絡(luò)合劑）太多 金層厚度嚴(yán)重不足 金缸使用壽命太長(zhǎng)或水洗不凈 B、問題分析 金面顏色不良主要有兩種形式，一種是由于金缸穩(wěn)定劑（絡(luò)合劑）太多或金層厚度嚴(yán)重不足而形成的金面顏色發(fā)白。另一種是由于金缸使用壽命太長(zhǎng)或水洗不凈造成金面氧化。 82 當(dāng)金缸穩(wěn)定劑補(bǔ)充過多時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)金面發(fā)白而金厚正常的現(xiàn)象，此狀況多發(fā)生在新開缸初期。遇到這種情況，只要不拘泥于化驗(yàn)分析的控制范圍，停止幾次補(bǔ)藥，顏色就會(huì)逐漸轉(zhuǎn)為金黃色。當(dāng)然，將金缸溫度升高，也會(huì)一定程度地改善金面顏色。 對(duì)于金層厚度嚴(yán)重

35、不足導(dǎo)致的顏色發(fā)白，主要原因在于金缸溫度低于下限太多或金鹽濃度嚴(yán)重不足，使得金層不能將鎳的顏色完全覆蓋，以至出現(xiàn)白色金面。 83 對(duì)于沉金缸后的水洗過程，殘留藥水會(huì)對(duì)金面造成污染。尤其是回收缸，浸洗時(shí)間控制在半分鐘左右為佳。金面污染的制板，當(dāng)經(jīng)過烘干缸或自然干燥后，金面就會(huì)出現(xiàn)棕色斑痕。用酸洗或普通橡皮擦可以將其除去。 當(dāng)金缸使用壽命太長(zhǎng)，槽液積聚的雜質(zhì)就會(huì)越來越多，金面棕色斑痕就容易出現(xiàn)，所以沉金后水洗一定要嚴(yán)格控制，尤其是回收缸的藥水濃度不能太高。 84 九、滲漏鍍九、滲漏鍍 A、特別說明 這里是指滲鍍和漏鍍?cè)谝粔K板上同時(shí)出現(xiàn)。 B、問題分析 滲鍍和漏鍍是沉鎳金工序最常見問題，首先要區(qū)別是

36、否外界污染或殘?jiān)ò堛~）導(dǎo)致問題出現(xiàn)。若是，則采取磨板或水平微蝕的方式去除。 85 對(duì)于漏鍍和滲鍍?cè)谕粔K板上同時(shí)出現(xiàn)，這說明體系活性不能滿足該制板的需求。升高活性，會(huì)加劇滲鍍的出現(xiàn)，而降低活性則又會(huì)導(dǎo)致漏鍍的加劇。所以改善對(duì)策只能從滲鍍和漏鍍的特性去調(diào)整鈀缸和鎳缸。 首先，漏鍍的成因在于鎳缸選擇性太強(qiáng)，導(dǎo)致活化效果不佳的 Pad位沉鎳化學(xué)反應(yīng)中途停止或金屬鎳根本不能沉積。所以，唯一能做的（不考慮調(diào)節(jié)加速劑和穩(wěn)定劑濃度）就是大幅度提高活化效果，縮小各 Pad位間活化效果的差異，方能提供調(diào)整鎳缸的空間。 86 滲鍍的成因在于鎳缸的選擇性太差，降低鎳缸的溫度可解決該問題出現(xiàn)。一般來講，將活化時(shí)

37、間延長(zhǎng)一倍，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以考慮升高活化缸溫度（最好不要超過02+30C），Pd 濃度也可以考慮升高10-20ppm。同時(shí)將鎳缸溫度降低到適當(dāng)值則可解決漏鍍和滲鍍同時(shí)出現(xiàn)的問題。 87 解決滲鍍和漏鍍的方法表面看起來好象很矛盾，其實(shí)其從化學(xué)反應(yīng)原理去看待，則不難理解。首先，對(duì)立的兩個(gè)問題同時(shí)存在，說明單從鎳缸入手根本沒有調(diào)整的空間。其次，活化缸是Pd2+和Cu的置換反應(yīng)，其反應(yīng)初期各 Pad位Pd的沉積隨客觀環(huán)境而有很大的差異，但隨著 Pd層的加厚，化學(xué)反應(yīng)速度逐漸降低。那么在延長(zhǎng)活化時(shí)間等條件下，沉鈀快的 Pad位（Pd較厚）反應(yīng)趨于停止，而沉鈀慢的 Pad位仍然繼續(xù)沉積，因而就縮小了各Pad

38、間的活化效果的差異，為解決該矛盾的問題提供調(diào)整空間。 88 第五部分 生產(chǎn)應(yīng)急措施及重工 89 一、沉鎳金生產(chǎn)應(yīng)急措施 沉鎳金生產(chǎn)遇到突發(fā)事件而不能正常進(jìn)行時(shí)，應(yīng)根劇事件類型以及影響時(shí)間來采取相應(yīng)的急救措施及重工。 突發(fā)事件不論是產(chǎn)品質(zhì)量問題還是機(jī)器設(shè)備故障，包擴(kuò)水電氣以及安全等問題，這些在解決和處理的同時(shí)，應(yīng)該考慮采取生產(chǎn)應(yīng)急措施，將生產(chǎn)板有可能出現(xiàn)的問題控制在最小。 90 1、微蝕缸： 遇到突發(fā)事件首先觀察微蝕缸中是否有板。若有，應(yīng)立即用吊車或人工將生產(chǎn)板搬入微蝕后水洗缸。因?yàn)樵摳壮瑫r(shí)極易出現(xiàn)銅厚不足，而且該問題無法重工解決。 置入水缸后即可著手處理其他缸中的生產(chǎn)板。之后則根劇故障解決時(shí)間

39、采取相應(yīng)措施。 91 A：10分鐘內(nèi)恢復(fù) 根據(jù)車圖調(diào)整步奏直接恢復(fù)生產(chǎn)。 B：2小時(shí)內(nèi)恢復(fù) 用吊車手動(dòng)將板吊入微蝕缸5秒鐘后吊入水洗缸，調(diào)整步奏恢復(fù)生產(chǎn)。 C： 2小時(shí)內(nèi)難以恢復(fù) 估計(jì)2小時(shí)內(nèi)恢復(fù)的可能性很小，則將生產(chǎn)板取出，在洗板機(jī)干板后存放。 若洗板機(jī)不可以使用，則將生產(chǎn)板取出，在稀酸液中存放。 92 2、活化缸： 活化缸中如果有生產(chǎn)板，一般來說補(bǔ)足時(shí)間后用吊車或人工將生產(chǎn)板搬入水洗缸。 A： 2分鐘內(nèi)恢復(fù) 根據(jù)車圖調(diào)整步奏直接恢復(fù)生產(chǎn)。 B： 2分鐘內(nèi)難以恢復(fù) 用吊車或人工將生產(chǎn)板搬入下一缸，用手動(dòng)的方法完成之后工序，以防鈀鈍化。 若故障伴隨鎳缸降溫，可考慮活化延時(shí)1-2分鐘，以防漏鍍出

40、現(xiàn)。 93 3、沉鎳缸： 沉鎳缸中一般來說都有生產(chǎn)板， 5分鐘內(nèi)恢復(fù)則直接恢復(fù)生產(chǎn)。若難以恢復(fù)則補(bǔ)足時(shí)間后，用吊車或人工將生產(chǎn)板搬入水洗，然后進(jìn)入金缸。 若故障伴隨鎳缸降溫，可考慮沉鎳延時(shí)10-60分鐘，以防鎳厚不足而報(bào)廢。 沉鎳后水洗缸停留時(shí)間同活化后水洗缸一樣，一般不超過3分鐘。否則易出現(xiàn)鎳面鈍化。 94 4、沉金缸： 沉金缸一般來說， 10分鐘內(nèi)能恢復(fù)則直接恢復(fù)生產(chǎn)。若難以恢復(fù)則補(bǔ)足時(shí)間后，用吊車或人工將生產(chǎn)板搬入回收缸，水洗后干板。如果不具備干板條件，則浸泡在DI水中存放。 若故障伴隨金缸降溫，可考慮沉金延時(shí)10-30分鐘，以增加金層厚度。 回收缸停留時(shí)間一般不超過1分鐘。否則易出現(xiàn)金面變色等問題。 95 5、除油缸： 除油缸一般來說，30分鐘內(nèi)能恢復(fù)則直接恢復(fù)生產(chǎn)。若難以恢復(fù)則用吊車或人工將生產(chǎn)板搬入水洗缸。 如果2小時(shí)內(nèi)恢復(fù)的可能性很小，則將生產(chǎn)板取出，在洗板機(jī)干板后存放。如果不具備干板條件，則留在水洗缸或浸泡在DI水中存放。 96 6、預(yù)浸缸： 預(yù)浸缸一般來說，2小時(shí)內(nèi)