您當前的位置：檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2021-10-14 23:26
化學鎳金工藝具有高度的平整性、均勻性、可焊性或耐腐蝕性等，正日益受到廣大客戶的青睞，本文就實際生產中遇到一些常見品質問題的原因及對策進行探討，分別從滲鍍、漏鍍、鎳層“發白”、金層“粗糙、發白”等十個方面詳細解說。
一、滲鍍
問題產生原因分析：
1.鎳缸活性太強；
2.前處理活化鈀濃度高或被污染（金屬鐵、銅離子污染或局部溫度高會加速藥水老化）、浸泡板時間長、溫度過高或在活化缸后（即沉鎳前）水洗不足；
3.前工序磨板太深甚至傷基材易吸附鈀、磨板前未徹底清潔設備上之輥轆且水壓不足難沖洗干凈線路邊緣上殘留之銅粉（沒有完全被微蝕掉）、蝕刻后殘銅、沉鎳時易產生滲鍍；
4.化銅PTH前處理膠體活化鈀濃度高。
相應的改善對策：
1.嚴格控制鎳缸負載在0.3~0.8dm2/L及適當穩定劑，當陽極保護電流》0.8A時需倒缸；
2.嚴格控制活化槽液濃度、浸板時間、工作溫度、水洗時間、活化后板子充分水洗及盡量避免槽液污染；
3.加強化鎳前QC板子檢查蝕刻后確保無殘銅、磨刷設備清潔、微蝕深度、磨板深度以及水壓必須要充分（普通軟板刷磨選擇1000~1500‘，硬板刷磨800~1000&rsquo；，現常采用噴刷機對外觀品質更能夠保持色澤一致）；
4.化銅PTH前處理膠體活化鈀濃度應適當控制低些。
二、漏鍍
問題產生原因分析：
1.化鎳前處理活化鈀濃度太低、浸活化時間、溫度不夠、活化污染或沉鎳前的板子滯留在水槽里時間過長（鈍化）；
2.銅面有殘膠或銅面處理不干凈（退錫不凈，外界污染或前工序污染）；
3.沉鎳槽中藥水穩定劑過量、溫度過低、活性不夠（鎳層呈暗黑，沉金后板面金色偏暗紅色）、負載量不足、金屬或有機污染或攪拌太激烈易產生“漏鍍”。銅面氧化嚴重或顯影后水洗不良，鎳槽PH、銅面受硫化物污染或控制添加不當。
相應的改善對策：
1.控制好活化槽液鈀濃度、浸板時間、工作溫度、減少銅離子污染（活化銅離子大于100PPM時需更換）以及確保沉鎳前的板子時間滯留在水槽時間過長；
2.化鎳前處理時確保板子銅面無殘膠以及銅面處理干凈；
3.控制好化鎳槽各操作參數、確保化鎳前活性、槽內增加輔助銅板來提高負載量、避免金屬或有機污染和控制好攪拌不宜過激烈。
三、鎳層“發白”（鎳層亞、鎳層厚度不足）
問題產生原因分析：
鎳槽金屬鎳離子過低或過高、溫度低、PH值低、活性不夠、時間不夠、負載量大、磷含量偏高（線路或孔邊緣發白）或鎳浴液34MTO。
相應的改善對策：
金屬鎳離子調整到范圍內、控制溫度、PH值、提高活性、減少負載量、降低消耗磷含量達到允許范圍值或鎳達到34MTO時須加強測試并視品質要求選擇更換。
四、金層“粗糙、發白”
問題產生原因分析：
1.來料銅面殘留膠漬或藥水、本身銅面不潔或銅層粗糙、銅面氧化嚴重、微蝕過度、微蝕銅離子高（不均勻）、退錫不凈；
2.金槽污染（金屬鎳雜質污染）或失衡（負載量過大或過小）、溫度低、PH值低、金濃度低、比重低、穩定劑（絡合劑）太多、金層厚度不足或金槽藥水達到4MTO或以上；
3.本身沉鎳不良（鎳層薄或呈陰陽色），如沉金后金層外觀灰暗，其主要是鎳層灰暗，鎳浴液活性差（不穩定）、鎳缸循環局部過快和鎳缸溫度局部過熱或鎳穩定劑濃度過高；
4.化學鎳溶液中有固體顆粒、阻焊發白或脫落（曝光量不夠或烤溫時間不夠）導致鎳金藥水、鈀或銅少量污染；
5.鎳槽鍍液PH太高或水質不潔。
相應的改善對策：
1.加強檢查來料、電鍍銅層質量或選優質板材、控制微蝕咬銅速率、退錫干凈（化鎳前的板子銅面必須確保干凈）；
2.檢測金槽浴液各成分必須控制在范圍內；
3.改善沉鎳質量（把握好活性/MTO以及其它成分的控制）、確保鎳槽循環過濾和槽液溫度達到均勻以及控制好鎳穩定劑在范圍內；
4.加強化學鎳溶液過濾及避免鈀或銅離子等雜質污染；
5.確保水質量以及鎳槽PH值維持在范圍內操作。
五、金層“甩金、甩鎳金”（銅鎳或鎳與金結合力差）
問題產生原因分析：
1.鎳缸后（沉金前）鎳面鈍化、鎳層發暗黑、一次性加入的量多于5%的鎳成分太高、鎳缸中加速劑失衡、磷高鎳孔口或線路發白易甩鎳、鎳液金屬銅離子雜質污染或各參數控制不在范圍等；
2.銅面不潔（氧化）、顯影后/微蝕后，/活化后水洗時間長或前處理活化后鈀層表面鈍化、活化過度或濃度太高、活化水洗不充分、除油或微蝕效果差、活化液受銅離子的污染或非工作期間停留的時間長使活性變差致銅鎳結合力差；
3.鎳缸與金槽之間的水洗不干凈或水洗時間長、金液PH值低（金層易腐蝕）、金液被金屬或有機雜質污染（金屬銅、鐵、鎳及綠漆等）、沉金體系對鎳層腐蝕（鎳層表面發黑）攻擊性比較大（咬鎳）或成分控制不在范圍內等。
相應的改善對策：
1.防止鎳面鈍化、把關鎳層質量、做到少量多次方式加料或選擇自動添加器設備控制（每次添加最高不應超過槽液鎳含量之15%，當添加量大過15%時應分次補充）、調整鎳液中之加速劑、磷含量降低靠消耗或稀釋槽液、盡量避免減少銅離子污染鎳液及控制好鎳各參數在范圍內；
2.加強銅面前處理板子干凈和防止銅活化后鈀層表面鈍化（滯留在空氣中或水中時間長）、控制好活化時間或濃度、活化水洗充分、改善除油或微蝕效果（如微蝕選擇雙氧水+硫酸+穩定劑系列，過量穩定劑會直接造成甩鎳金）、減少或避免銅離子污染活化或停留時間過長視情況調整或更換；
3.加強沉金板子水洗徹底干凈、調整PH值在范圍內、檢測藥水被雜質污染程度、選擇適宜的沉金體系來滿足質量以及確保各成分參數維持在范圍內。
六、化鎳金表面“焊接性不良”（可焊性）
問題產生原因分析：
1.金厚度太薄；
2.水質太差（沉金出來的板子水洗的效果不好）、鎳或金缸超過4MTO、雜質污染、活性不夠、黑盤、鎳外觀異常（發白、發朦）；
3.前處理微蝕（銅離子高、選擇雙氧水系列，如穩定劑過量洗不凈或停留時間長）及活化（銅離子污染/活化過度）；
4.化鎳磷含量不低于7%（最好不要超過12%），鎳金層致密性及沉積速率需控制好（6~8u”/min）；
5.沉金時間長、金濃度低、溫度低或有機或金屬雜質污染等。
相應的改善對策：
1.金的最佳厚度是0.05~0.1pm；
2.沉金后的板子需過回收一溢流純水洗-再過純熱水洗。加強維護盡量減少活化、鎳或金槽藥水老化、避免污染、加強活性、杜絕黑盤問題（黑盤在酸性浸金槽對P含量的化學鎳層腐蝕嚴重，容易產生富P層導致可焊性下降，而鎳Ni的高自由能比別的晶界更易發生氧化，到達一定程度氧化層呈現灰色至黑色）及加強鎳層外觀質量；
3.加強前處理微蝕及活化各參數的控制；
4.控制磷含量在7~9%（中磷）及鎳沉積速率；
5.提高金濃度或溫度來減少沉金時間（10分鐘內）、減少金槽藥水污染或視污染程度進行更換。
七、鎳層“腐蝕”（黑盤）
問題產生原因分析：
1.沉金時間長；
2.金槽液PH值太低、溫度低、金濃度低；
3.鎳磷分布不均造成電位差；
4.藥水老化或雜質污染難上金或上金速率太慢；
5.沉金體系對鎳層攻擊性大；
6.鎳層太薄（低于2um）；
7.鎳槽倒槽時沒有把硝酸殘留液徹底清洗干凈會導致沉鎳層有腐蝕現象；
8.長時間放置有腐蝕性的車間；
9.鎳槽的PH太高導致鎳層的P含量太低，鎳層耐腐蝕性下降。
相應的改善對策：
1.控制好沉金速率及時間并將厚度控制在0.05~0.1pm比較適宜，建議不要超過8um；
2.控制金槽液PH值、溫度、濃度到范圍內；
3.改善鎳槽在加熱管底下無強的空氣攪拌，適當搖擺、震動、過濾或空氣攪拌來使鎳磷分布更均勻；
4.提高金濃度或視藥水污染程度必要時進行更換；
5.選擇對鎳層攻擊性小的優質金體系產品；
6.將鎳層厚度控制在3~4um；7.杜絕硝酸根離子污染槽液；
8.化鎳金出來的板子避免長時間放置需及時轉入下道工序；
9.生產時將鎳槽的PH控制在范圍內，盡量不要高于4.8，鎳槽后期尤其要注意。
八、鎳層“針孔”
問題產生原因分析：
1.鎳槽過濾機排氣不良、鎳層震蕩不良、鎳槽攪拌太弱；
2.鎳鍍液中有不溶性顆粒、前處理不良或鎳槽液有機污染（清潔劑/基材/綠漆等）。
相應的改善對策：
1.改善過濾機排氣狀況、循環管路漏氣、循環吸入口液位過低、保養震蕩器之排氣機件及加強震蕩強度或頻率、增加攪拌及搖擺速度（試出最佳攪拌條件）；
2.加強過濾鎳槽液、改善前處理及減少鎳槽液有機污染。
第九、析出保護裝置的電流太高（耗鎳量大）
問題產生原因分析：
1.鎳浴溫度高、PH高、局部溫過熱、補充液加過快、安定劑太低；
2.槽壁鈍化；
3.活化液少量帶入；
4.掛架上的鎳金碎片掉入鎳槽內；
5.析出保護裝置異常；
6.不銹鋼槽體鈍化不良。
相應的改善對策：
1.控制鎳液各操作參數；
2.杜絕槽壁鈍化；
3.避免前處理活化殘液少量帶入致污染鎳液；
4.需定期檢查掛架上沉積層并進行脫除干凈；
5.改善陽極析出保護裝置確保正常使用；
6.重新用硝酸鈍化處理。
第十、鎳液“混濁”
1.軟板線路密集間距小于0.1毫米時，活化時間控制在60~90秒之間，Pd*控制在10~15PPM為宜。如沉鎳不上或一塊板中有一小塊或線路沉上的金薄，說明活化濃度或時間不夠。
2.測試板過除油、微蝕、預浸及活化，活化處理后并觀察CU表面Pd層情況：表面顯灰白色活化適度（既沒有活化過度變黑色，也沒有活化不夠顯CU本色）而后化鎳金沒有發現漏鍍和滲鍍情況，表明此活化劑選擇性良好。
3.生產前檢查陽極保護電壓是否正常，如不正常需檢查原因，正常電壓保護是0.8~1.2V。
4.生產前須用0.3~0.5dm/L裸覆銅板對鎳槽啟鍍。生產時注意負載應在0.3~0.8dm2/L之間，如負載不足需增加拖缸板。防陰極析出裝置之電壓設定0.9伏特，當電流超過0.8A就要翻槽，接頭應定期檢查。
5.生產需提前半小時拖缸確保活性及各參數正常，停線后鎳槽溫度降至60C以下，加溫時需開循環或空氣攪拌。生產時鎳槽加熱區應開空氣攪拌，放板的區域應避免空氣攪動。
6.沉鎳金非導通孔上鎳金：直接電鍍或化學銅殘留鈀太多，鎳槽活性太高。如采用鹽酸+硫脲，藥水成分：硫脲20~30克/升、分析純鹽酸10~50毫升/升、酸性除油劑1毫升/升。操作條件：時間4~5分鐘；溫度22~28度，微蝕過硫酸鈉80克/升，硫酸20~50毫升/升。
另一種方法是蝕刻后浸此藥水（硫酸：100毫升/升+硫脲：20克/升+硫酸亞錫：60克/升），接著退錫，過三道逆流水洗再走整條化鎳金線或流程為裝藍一浸硫脲（搖擺）一水洗（一次）+卸板（注意不能刮花）一放置裝有清水的盆中（不能放置于空氣中）一經過刷磨機一第一道微蝕噴淋一清水噴淋一無需磨板一風千一裝板一正常化鎳金。
7.如沉鎳》4MTO（補充量大于開缸量的倍數）時沉鎳速度隨MTO變高而變慢，鎳層表面活性致沉金速率變慢，沉金后的板呈暗色。沉金時間要長，如更換沉金藥水后外觀正常。如呈亞鎳或沉金浴液被污染，活性差時通過沉鎳金液，則上金速率慢難以沉上金或金面呈亞色。
此外，金面淺白，不黃，偏亞。沉鎳板正常通過沉金出來有灰孔，通常金槽活性不足（備注：有機物污染致金層發暗黑，提高金的含量或加長時間所沉的金不黃）。
8.如沉鎳缸含亞磷酸鹽高時（沉鎳灰白），則沉再長時間鎳的沉積厚度不變（不能再反應）。通常亞磷酸鈉（NaHPO3）含量控制在《120g/1，如達到》120g/l需重配新液。
9.沉鎳漏鍍發白一一即已沉上一層薄薄的鎳層，且鎳層上發白，由此可知，沉鎳槽浴液活性差，辦法是拖缸及補加D劑來激活鎳槽液活性。
10.退鎳金插架，采用硝酸+鹽酸即可去除。
11.如沉鎳層呈黑色（污跡），此時上金速率變慢，則沉金出來的金面呈紅黃色（發紅氧化）。
12.鎳液PH值越高，則磷含量越低。MTO越高，則PH值應相應要提高，且析出速率變慢。
13.金槽藥水金屬金濃度低且使用壽命長或水洗不凈（易產生金面氧化）。藥水使用壽命長且雜質高（金面顏色呈斑痕）。
14.當金薄時可返工，其返工方法為：酸洗（1~2分鐘）一水洗（1~2分鐘）一返沉金。
15.沉金后板子最好在半小時之內烘干，烘干出來的板子需用適當大小的白紙隔開，執板人員必須戴防靜電手套。烘干后于30分鐘之內將板搬運至檢板房，以避免酸霧引起金面氧化。
16.沉金槽金濃度低，被鎳、銅、金屬雜質污染時，會導致沉積速率下降（活性變差）甚至難以沉上金（沉金時間長厚度難達要求）。
17.必須保持溶液的工作溫度在2‘C左右波動，如果波幅過大，會產生片狀鍍層。
18.鎳槽小于8小時停線，拖缸10~20分鐘，超過8小時停線，拖缸20~30分鐘。
19.生產時鎳槽加熱區應開空氣攪拌。
20.負載量大：粗糙，沉鎳不良（自發分解，鎳層粗糙），同時容易分解失效。
21.金槽Ni2+超過500ppm時，金屬外觀及附著力都會隨著變差，藥水慢慢呈綠色，此時必須更換金槽，對銅離子極敏感，20ppm以上析出就會減緩同時會導致應力增大，沉鎳后也不宜久置以免鈍化。
來源：電子發燒友網
