PCB板化镍金工艺控制(7)

金缸稳定剂(络合剂)太多 金层厚度严重不足

金缸使用寿命太长或水洗不净 5.8.2 问题分析

金面颜色不良主要有两种形式，一种是由于金缸稳定剂(络合剂)太多或金层厚度严重不足而形成的金面颜色发白.另一种是由于金缸使用寿命太长或水洗不净造成金面氧化.

当金缸稳定剂补充过多时，往往会出现金面发白而金厚正常的现象，此状况多发生在新开缸初期.遇到这种情况，只要不拘泥于化验分析的控制范围，停止几次补药，颜色就会逐渐转为金黄色.当然，将金缸温度升高，也会一定程度地改善金面颜色.

对于金层厚度严重不足导致的颜色发白，主要原因在于金缸温度低于下限太多或金盐浓度严重不足，使得金层不能将镍的颜色完全覆盖，以至出现白色金面. 对于沉金缸后的水洗过程，残留药水会对金面造成污染.尤其是回收缸，浸洗时间控制半分钟左右为佳.金面污染的制板，当经过烘干或自然干燥后，金面就会出现棕色斑痕.用酸洗或普通橡皮擦可以将其除去.

当金缸使用寿命太长，槽液积聚的杂质就会越来越多，金面棕色班痕就容易出现，所以沉金后水洗一定要严格控制，尤其是回收缸的药水浓度不能太高. 5.9 渗漏镀

5.9.1 特别说明

这里是指渗镀和漏镀在一块板上同时出现. 5.9.2 问题分析

渗镀和漏镀是沉镍金工序最常见问题，首先要区别是否外界污染或残渣(包括残铜)导致问题出现.若是，则采取磨板或水平微蚀的方式去除.

对于漏镀和渗镀在同一块板上同时出现，这说明体系活性不能满足该制板的需求.升高活性，会加剧渗镀的出现，而降低活性则又会导致漏镀的加剧.所以改善对策只能从渗镀和漏镀的特性去调整钯缸和镍缸.首先，漏镀的成因在于镍缸选择性太强，导致活性效果不佳的Pad位沉镍化学反应中途停止或金属镍根本不能沉镍.所以，唯一能做的(不考虑调节加速剂和稳定剂浓度)就是大幅度提高活化效果，缩小各Pad位间活化效果的差异，方能提供调整镍缸的空间. 渗镀的成因在于镍缸的选择性太差，降低镍缸的温度可解决该问题出现.一般来讲，将活化时间延长一倍，适应的时候可以考虑升高活化缸温度(最好不要超过30℃)，Pd2+浓度也可以考虑升高10-20ppm.同时将镍缸温度降低到适当值则可解决漏镀和渗镀同时出现的问题. 解决渗镀和漏镀的方法表面看起来好象很矛盾，其实从化学反应原理去看待，则不难理解.首先，对立的两个问题同时存在，说明单从镍缸入手根本没有调整的空间.其次，活化缸是Pd2+和Cu的置换反应，其反应初期各Pad位Pd的沉积随客观环境而有很大的差异，但随着Pd层的加厚，化学反应速度逐渐降低，沉钯快的Pad位(Pd较厚)反应趋于停止，而沉钯慢的

Pad位仍然继续沉积，因而就缩小了各Pad间的活化效果的差异.解决该矛盾的问题提供调整空间. 机理

A、渗镀和漏镀同时出现 B、大幅度提高活化效果 C、降低镍缸活性

六、化学镍金工艺常见误区

6.1 误区一：只要药水在控制范围就一定能做出好板

出现这样的错误多发生在对沉镍金接触较少的人士，他们用沉铜电镀的眼光来看待沉镍金. 首先，沉镍金工艺在PCB行业出现较晚，其工艺同沉铜电镀相比，还处于不成熟阶段.尽管各供货商对其药水拼命改进，每年都有大的突破，但其工艺控制范围相对于沉铜电镀，仍显得很窄很窄.其次，沉镍金最难的是镍缸，而镍缸最关键的成份是稳定剂和加速剂，这两种成份在PCB生产行业是不能化验分析出其含量.因而，仅将其它次要成份控制在最佳范围内并不能保证做好板.

对于稳定剂和加速剂，不同的温度下其自身的消耗量各不相同，我们能控制的只有尽量避免空载加热，而且每次做板前都进行试板，将各项条件控制在理想范围后，再进行批量生产. 6.2 误区二：只要小Pad位的制板没有漏镀出现，那么大Pad位的制板就不会发生漏镀 总体来讲，Pad位越小，出现漏镀的可能性略大一些，但对于PCB互连复杂，小Pad位通过导通孔连接在大Pad位上是很常见的现象，因此很难判断哪些是真正的小Pad位.何况对于沉镍金，只要药水能浸润的地方，就有可能发生化学沉积，而漏镀问题的出现，与Pad位的大小没有直接关系.例如绿油擦伤，哪怕目检只能观察到的漏铜，其依然会发生化学镍金的沉积. 另个，类似这样的问题还很多，当时某公司突然接到订单，担心沉镍金出现问题而影响交货.于是在制作内层工序时就同时设计外层相同的双面假板，假板的外工序照常进行，从而用这种假板来设定沉镍金各参数.然而，在这样的参数条件下，试板(假板)没问题而生产板漏镀严重.

这个问题说明内层的互连对漏镀的产生有很大的影响.当然，双面板的互连之间的影响，也有可能造成严重漏镀，但这种情况极为罕见，上千只板中仅一两只出现这种状况. 6.3 误区三：只有活化良好的Pad位才能沉积化学镍

很多人认为，每一个Pad位铜面必须都具备良好的Pd沉积，否则就会发生漏镀. 事实上并不是这么回事.在众多相连的Pad位中，其洁净程度一定有所差异，因而活化效果一定有所不同，但只要有一个Pad位能够发生镍沉积，其它所有相连的Pad位同样能够发生镍的化学沉镍.因为它们处在一个共同的等势体中，要发生化学沉积则全都能进行，否则全部漏镀.

有两个试验更能说明这个问题.

实验一：将一块覆铜板经除油微蚀后，将该板一半归入活化液中进行活化，另一半暴露在空气中，然后进行沉镍，最初只有Pd存在的地方发生镍沉积，几秒钟之后，裸铜部分也逐渐开始反应，很快整个板面达到相同的反应速度和效果. 实验二：在沉镍金生产拖缸时，人们往往看见有的拖缸板没进行化学反应(多发生在旧镍板拖缸，如果将一块反应剧烈的拖缸板搭靠在一起，不发生反应的那块板很快就产生氢气，没有多久就达到另一块相同的剧烈程度).

上面的实验一说明没有发生的pd沉积的pad位也有可能产生正常的镍沉积，实验二说明活性差的pad位同活性强的pad位如果有导线想连，都能产生正常的化学反应.

6.4 误区四：国为沉镍金药水对绿油具有浸蚀作用，所以甩油问题应通过调整沉镍参数而解决