SEM&EDS应用于化学镍金焊锡不良分析——刘贤杰

SEM&EDS应用于化学镍金焊锡不良分析

---文/技术应用部刘贤杰

摘要：本文主要介绍了利用SEM&EDS对出现化学镍金焊锡不良的PCB板问题点进行查找，详细描述了利用SEM&EDS对焊锡不良板检测的各种方法，并对检测结果进行分析作出判定，协助客服工程师对客户端

的焊锡不良问题进行分析及判断，找出问题的根源，从根本上解决问题。

关键词：SEM&EDS；化学镍金；焊锡不良

0、前言

越来越多的电子产品选择化学镍金作为其最后的表面处理，化镍金也已经很成熟的工艺。众多周知，几乎所有的表面处理都会遇到可焊性的问题；因此，化镍金也不例外，对于引起化学镍金可焊性的成因业界所公布的原因也有很多，比如镍腐蚀，金面污染等等，但对于具体的焊锡不良，我们应该要做到具体问题具体分析。以前对于焊锡不良的分析所使用的仪器基本是用金相显微镜，再者只是凭借以往经验作出判断，并不能很科学的解释，现在借助于SEM&EDS对焊锡不良的PCB板做微观以及表面的元素分析，可以很好的为焊锡不良原因分析，提供可靠的数据支持，SEM和EDS必将发展为最常见的分析手段。

1、SEM&EDS简介

SEM：扫描电子显微镜；

EDS：能量散射光谱仪；

SEM是用于直接观察固体表面的形貌。

EDS(能量散射光谱仪)是在各种环境下非破坏性地分析测定各种物质的形态及成份的现代分析测试仪器。可对各种物质进行定性定量分析，元素组成及分布分析，可选用不同的样品室压力对样品进行形貌观测的成份分析。

2、对化学镍金焊锡不良运用SEM &EDS分析进行详细解析：

2.1：针对焊锡不良位置（掉元件/缩锡）进行SEM&EDS检测

其目的是对问题点位置进行表面分析，检测镀层表面是否存在异常，是否存在金面污染，如下图1（具体元素污染项对应），从SEM&ED分析结果来看，断裂面上元素有C、O、Ni、P、Au，不难看出，上锡后板面检测出含有Au元素，正常的情况下上锡后Au会被融掉，此样品还存在板面有Au残留的现象，此为异常情况。

图1：断裂面PCB焊盘表面SEM&EDS图

2.2：针对问题产品未上锡或者未上元件的位置进行SEM&EDS检测

其目的是确认金面是否有异常元素，是否存在表面污染，并需进一步的对剥金后的镍面进行SEM&EDS检测，确定剥金后镍面的表面结晶状况以及镍层磷含量是否正常，如下图2为不正常处镍面SEM图，可以看到，表面我们可以形式“海绵”状的疏松结晶层：同时我们也对比正常的化金后金面以及镍面的SEM图，如下图3所示，正常的金面以及镍面没有明显的晶界裂痕，沉积的颗粒大小分布均匀。但当铜面或者镍面上有异常的现象时，我们可以看到如图4左所示的剥金后镍面的有裂痕、空洞，图4左边的现象可能为铜面的粗糙造成的，铜面的粗糙会导致镍沉积的颗粒大小不一，镍面的排列为大颗粒与小颗粒紧挨的时候晶界就比较大，容易在化金时，遭到金水的攻击。

图2：不正常处镍面SEM图

图3 左图为正常金表面SEM图片，右图正常镍面SEM图片

图4 左图为镍面有裂纹，右图为镍面有腐蚀空洞

2.3：上面对金面、镍面进行的SEM分析，下面将对金面EDS检测出异常元素的问题进行分析：

从图5的检测结果可以看到，测试出的元素有：C、O、P、Ni、Cu、Au，对比正常的分析结果，测试结果中的C、O、Cu三元素属于异常元素，一般情况下C元素含量在20%以内为外界环境污染所致（在取样或者检测过程中），而超过20%则为有机污染所致；O元素说明存在污染或者氧化，Cu元素说明金面在清洗或者保存过程中有

Cu 的污染，此现象极易造成金面发红，严重影响焊锡性；

图5 异常金面EDS 结果

2.4、下面图表列出最有可能污染金面而所相对应的元素：

表1列出了印制板厂生产中用到的一些可能对化镍金表面污染的材料，对于以后EDS 检测的结果，可以做一个参考。

表1 不同材料EDS 分析元素

2.5：针对焊接不良位置进行切片后SEM&EDS 分析检测

其目的是检查是否存在镍腐蚀、焊接位IMC 层的状况、是否存在富磷层的状况等，图6分别显示了均匀连续的IMC 层以及疏松的IMC 层，我们知道均匀连续的IMC 层焊接点才是牢固的，疏松的IMC 层焊接存在焊接不良

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k eV

0300600900120015001800210024002700

30003300C o u n t s

C-K O-K

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Ni-L Ni-L Ni-K

Ni-K

Cu-L

Cu-L

Cu-K Cu-K Au-M

Au-M

Au-M

Au-L Au-L

的隐患；正常的IMC层表现为：在连续均匀的情况下，IMC层维持在1-3um最为理想；而富磷层则控制越薄越好；

不佳的IMC层和过厚的富磷层主要是由于化学镍金本身镍层存在问题，或者在焊接过程中焊接的参数控制不当所造成；

图6 左图为正常的IMC层右图疏松的IMC层

2.6：针对焊接不良产品未上锡或上件的金面同样进行切片后的EDS检测，

主要检测的是镍层是否存在镍腐蚀状况，检查镍层的状况；对于是否存在镍腐蚀这是有一个判断标准的，正常镍腐蚀按照“任天堂标准为镍腐蚀深度不超过整个镍厚的1/5，在一个可观测界面内少于三个位置存在腐蚀点。图7：列举的是镍腐蚀比较严重的图片，图8列举的是正常的图片，从这两组图大家可以很清楚的看出区别点，在这里就不做多余的解释。

图7 严重镍腐蚀切片图

图8 正常的镍腐蚀图

通过上面的内容，大家基本已经对SEM&EDS分析应用于焊锡不良有个初步的理解，

之中关键点就是要知道问题出现了，应该利用SEM&EDS做那些分析，并对分析的结果与现场进行结合，从现象抓住本质，从根源解决。

针对于出现焊锡不良的问题，原因查找要做两个测试：一是取问题板进行测试，针对于问题点进行表面的SEM 分析，观察表面结构以及切片观察焊锡后的IMC层状况；再者就是对问题位置进行EDS元素分析；二是取同样批次的未进行焊锡的化金板进行，这是针对问题板测试的结果进行必要的数据收集包括表面的SEM好EDS分析。通过前面的两组数据的对比、分析，可以得出一个结果，对于寻找焊锡不良的原因可以起到辅助作用。

3、结论

详细客观的使用SEM&EDS对焊接不良进行检测，并且对检测结果进行认真仔细的分析，可以从所分析的结果推测出造成焊接不良的真正原因，所以正确掌握SEM&EDS的使用和理解分析结果对分析和监控焊接不良有很好的效果。

化学镍金的工艺

化学镍金的工艺 Tags: 化学镍金,印制电路板, 积分Counts:907 次 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理的基础上，对化学镍金之工艺流程、化学镍金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold形电镀铜的常见缺陷及故障排除。 1．前言 由于行业竞争的激烈,印制板的制造商不断降低成本提高产品质量,追求零缺陷,以质优价廉取胜。而客户对印制板的要求也没有单纯停留在对产品性能的可靠性上,同时对产品的外观也提出了更严格的要求。而图形电镀铜作为化学沉铜的加厚层或其它涂覆层的底层，其质量与成品的关系可谓休戚相关“一荣俱荣，一损俱损”。所以图形电镀铜上的任何缺陷如镀层粗糙、麻点针孔、凹坑、手印等的存在，严重影响成品的外观，透过涂覆其上的阻碍或铅锡镀层或是镍金层，都能清楚的显露出来。 本文主要叙述图形电镀铜常见的系列故障及缺陷，并针对这些缺陷进行跟踪调查、模拟实验，找出产生缺陷的成因，制定切实的纠正措施，保证生产的正常进行。 2．缺陷特点及成因 2.1 镀层麻点 图形电镀铜上出现麻点，在板中间较为突出，退完铅锡后铜面不平整，外观欠佳。 刷板清洁处理后表面麻点仍然存在，但已基本磨平不如退完锡后明显。此现象出现后首先想到电镀铜溶液问题，因为出现故障的前一天（4月2日）刚对溶液进行活性炭处理，步骤如下：1）在搅拌条下件下加入2升H2O2 2）充分搅拌后将溶液转至一个备用槽中，加入4kg活性碳细粉，并加入空气搅拌2小时，之后关闭搅拌，让溶液沉降。 从调查中发现，生产线考虑到次日有快板，当晚将溶液从备用槽中转回工作槽。未经过充分过滤沉降活性炭，而转移溶液时未经循环过滤泵（慢）直接从工作槽的输出管理返回（管道粗，快）。因为溶液转回工作槽后已过下班时间，电镀人员没有小电流密度空镀处理阳极。在4月3日按新开缸液加完光亮剂FDT-1就开始电镀。 问题已经清楚，电镀铜上有麻点，来源于电渡溶液里的活性炭颗粒或其它脏东西。因为调度安排工作急，电镀人员未按照工艺文件的程序进行操作，溶液没有充分循环过滤，导致溶液里的机械杂质影响镀层质量。另一个因素是磷铜阳极清洗后，未通过电解处理直接工作，没来得及在阳极表面生成一层黑色均匀的“磷膜”，导致Cu+大量积累，Cu+水解产生铜粉，致使镀层粗糙麻点。 金属铜的溶解受控制步骤制约，Cu+不能迅速氧化成Cu2+。而阳极膜未形成，Cu-e.Cu2+ 的反应不断以快的方式进行，造成Cu+的积累，而Cu+具有不稳定性，通过歧化反应：2Cu+.Cu2+Cu，所生成的会在电镀过程中以电泳的方式沉积于镀层，影响镀层的质量。阳极经过小电流电解处理后生成的阳极膜能有效控制Cu的溶解速度，使阳极电流效率接近阴极电流效率，镀液中的铜离子保持平衡，阻止Cu+的产生，

化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别

化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 (2012-05-21 09:46:29) 转载▼ 化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别 1. 化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。 2. 化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩。 3. 化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应，化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极。 4. 化学镀过以对任何形状工件施镀，但电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀。 5. 电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得我，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。 6. 高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀层。 7. 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。 8. 化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化

物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。关于化学镀镍层的工艺特点 1. 厚度均匀性 厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀，电镀层的厚度在整个零件，尤其是形状复杂的零件上差异很大，在零件的边角和离阳极近的部位，镀层较厚，而在内表面或离阳极远的地方镀层很薄，甚至镀不到，采用化学镀可避免电镀的这一不足。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，任何部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2. 不存在氢脆的问题 电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上，用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基 体金属表面上，试验表明，镀层中氢的夹入与化学还原反应无关，而与电镀条件有很大关系，通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。3. 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来，在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代 用其他方法制备的整体实心材料，也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件，因此，化学镀镍

化学镍金

1、前言 在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold （1）热风整平； （2）有机可焊性保护剂； （3）化学沉镍浸金； （4）化学镀银； （5）化学浸锡； （6）锡/ 铅再流化处理； （7）电镀镍金； （8）化学沉钯。 其中，热风整平是自阻焊膜于裸铜板上进行制作之制造工艺（SMOBC）采用以来，迄今为止使用最为广泛的成品印制电路板最终表面可焊性涂覆处理方式。 对一个装配者来说，也许最重要的是容易进行元器件的集成。任何新印制电路板表面可焊性处理方式应当能担当N次插拔之重任。除了集成容易之外，装配者对待处理印制电路板的表面平坦性也非常敏感。与热风整平制程所加工焊垫之较恶劣平坦度有关的漏印数量，是改变此种表面可焊性涂覆处理方式的原因之一。 镀镍/金早在70年代就应用在印制板上。电镀镍/金特别是闪镀金、镀厚金、插头镀耐磨的Au-Co 、Au-Ni等合金至今仍一直在带按键通讯设备、压焊的印制板上应用着。但它需要“工艺导线”达到互连，受高密度印制板SMT安装限制。90年代，由于化学镀镍/金技术的突破，加上印制板要求导线微细化、小孔径化等，而化学镀镍/金，它具有镀层平坦、接触电阻低、可焊性好，且有一定耐磨等优点，特别适合打线（Wire Bonding）工艺的印制板，成为不可缺少的镀层。但化学镀镍/金有工序多、返工困难、生产效率低、成本高、废液难处理等缺点。 铜面有机防氧化膜处理技术，是采用一种铜面有机保焊剂在印制板表面形成之涂层与表面金属铜产生络合反应，形成有机物-金属键，使铜面生成耐热、可焊、抗氧化之保护层。目前，其在印制板表面涂层也占有一席之地，但此保护膜薄易划伤，又不导电，且存在下道测试检验困难等缺点。 目前，随着环境保护意识的增强，印制板也朝着三无产品（无铅、无溴、无氯）的方向迈进，今后采用化学浸锡表面涂覆技术的厂家会越来越多，因其具有优良的多重焊接性、很高的表面平整度、较低的热应力、简易的制程、较好的操作安全性和较低的维护费。但其所形成之锡表面的耐低温性（-55℃）尚待进一步证实。 随着SMT技术之迅速发展，对印制板表面平整度的要求会越来越高，化学镀镍/金、铜面有机防氧化膜处理技术、化学浸锡技术的采用，今后所占比例将逐年提高。本文将着重介绍化学镀镍金技术。 2、化学镀镍金工艺原理

浅谈沉镍金工艺

一，引言 自1997年以来，化学镍金工艺在国内得到迅速推广，这得益于化学镍金工艺本身所带来种种优点。由于化学镍金板镍金层的分散性好、有良好的焊接及多次焊接性能、良好的打线（Bonding,TS Bond或U Bond）性能、能兼容各种助焊剂，同时又是一种极好的铜面保护层。因此，与热风整平、有机保焊膜（OSP）等PCB表面处理工艺相比，化学镍金镀层可满足更多种组装要求，具有可焊接、可接触导通、可打线、可散热等功能，同时其板面平整、SMD焊盘平坦，适合于细密线路、细小焊盘的锡膏熔焊，能较好地用于COB及BGA的制作。化学镍金板可用于并能满足到移动电话、寻呼机、计算机、笔记型电脑、IC 卡、电子字典等诸多电子工业。而随着这些行业持久、迅猛的发展，化学镍金工艺亦将得到更多的应用与发展机会。 化学镍金工艺，准确的说法应为化镍浸金工艺（Electro-less Nickel and Immersion Gold Pro-cess,即ENIG）,但现在在业界有多种叫法，除”化学镍金”、”化镍浸金”外，尚有”无电镍金”、”沉镍金”。国内PCB行业多用”沉镍金”一词来谈论这一工艺，因而在本文中，我们也将用”沉镍金”来表述化镍浸金。 二，沉镍金原理概述 沉镍金工艺的原理，实际上反而从”化镍浸金”一词中能够较容易地被我们所理解。即其中镍层的生成是自催化型的氧化-还原反应，在镀层的形成过程中，无需外加电流，只靠高温（880C左右）槽液中还原剂的作用，即可在已活化的铜表面反应析出镍镀层，而金镀层的生成，则是典型的置换反应。当PCB板进入金槽时，由于镍的活性较金大，因而发生置换反应，镍镀层表面逐渐被金所覆盖。 以下简单介绍一个沉镍金的反应过程： 1，沉镍的化学反应： 关于沉镍的反应机理，曾有多篇文章提及。其过程基本上用一个反应式即可表达： 在上述各反应式中，可看到一个自催化氧化-还原反应的典型模式。

(完整版)初中化学金属知识点总结

金属和金属材料复习教案 [考点梳理] 考点1 金属材料 1.金属材料包括纯金属（90多种）和合金（几千种）两类。 金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。 2.金属制品是由金属材料制成的，铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 考点2 金属材料的发展史 根据历史的学习，我们可以知道金属材料的发展过程。商朝，人们开始使用青铜器；春秋时期开始冶铁；战国时期开始炼钢；铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前，又开始了铝的使用，因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能，铝的产量已超过了铜，位于第二位。 金属分类：重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等； 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。Fe、Mn、Cr（铬） 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 考点3 金属的物理性质 1.共性：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性，在室温下除汞为液体，其余金属均为固体。 （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 2.一些金属的特性：铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；常温下大多数金属都是固体，汞却是液体；各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大；银的导电性和导热性最好，锇的密度最大，锂的密度最小，钨的熔点最高，汞的熔点最低，铬的硬度最大。 （1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）（5）铬：硬度最高的金属（6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属（9）锂：密度最小的金属 检测一：金属材料(包括和 ) 1、金属的物理性质

化学镍金常见缺陷分析

化学镍金常见缺陷分析 ： 1漏镀 1.1.1 主要原因：体系活性（镍缸及钯缸）相对不足,铅锡等铜面污染。 1.1.2问题分析： 漏镀的原因在于镍缸活性不满足该Pad位反应势能,导致沉镍化学反应中途停止，或者根本没有沉积金属镍 漏镀的特点是：如果一个Pad位漏镀与其相连的所有Pad位都漏镀;出现漏镀问题，首先须区分是否由于污染板面所致。若是，将该板进行水平微蚀或采用磨板方式除去污染。 影响体系活性的最主要原因是镍缸稳定剂的浓度，但由于难以操作控制，一般不采用降低稳定剂浓度解决该问题。 影响体系活性的主要原因镍缸温度，升高温度一定有利于漏镀的改善。如果不考虑对部分环境以及内部稳定性，无限度的升高镍缸温度，应该能解决漏镀问题。 影响体系活性的次要因素是活化浓度，温度和时间。延长活化的时间或提高活化浓度和温度，一定有利于漏镀的改善。由于活化的温度和浓度太高会影响钯缸的稳定性，而且会影响其他制板的生产，所以，在这些次要因素中，延长时间是首选改善措施。 镍缸的PH值、次磷酸钠以及镍缸负载都会影响镍缸活性，但其影响程度较小，而且过程缓慢，所以不宜作为解决漏镀的主要方法。 渗 镀 1.2.1 主要原因 体系活性太高，外界污染或前工序残渣； 1.2.2问题分析 渗镀的主要成因在于镍缸活性过高,导致选择性太差，不但使铜面发生化学沉积，同时其他区域（如基材、绿油侧边等）也发生化学沉积，造成不该出现沉积的地方沉积化学镍金。 出现渗镀问题，首先须区分是否由外界污染或残渣（如铜、绿油等）所致。若是，将该板进行水平微蚀或其他的方法去除。 升高稳定剂浓度是改善体系活性太高的最直接的方法，但是，用漏镀问题改善一样，因难以操作控制而不宜采用。 降低镍缸温度是改善渗镀的最有效的方法，理论上无限度的降低温度，可以彻底解决渗镀问题。 降低钯缸温度和浓度，以及减少钯缸处理时间，可以降低体系活性，有效地改善渗镀的问题。 镍缸的PH值，次磷酸钠以及镍缸负载，降低其控制范围有利于渗镀的改善，但因其影响较小而且过程缓慢，不宜作为改善渗镀问题的主要方法。 因操作不当导致钯缸或镍缸产生悬浮颗粒弥漫槽液，则应采取过滤或更新槽液来解决！ 甩金 1.3.1主要原因：镍缸后（沉金前）造成镍面钝化,镍缸或金缸杂质太多 1.3.2问题分析： 金层因镍层发生分离，镍层与金层的结合力很差，镍面出现异常的造成甩金，镍面出现钝化是造成甩金的主要原因，沉镍后暴露时间过长和水洗时间过长，都会造成镍面钝化面导致结合力不良，当然，水洗的水质出现异常，也有可能导致镍层钝化 至于镍缸或金缸是否为甩金出现的主要原因，可在实验室烧杯中做对比实验来确定，若是，则更换槽液。甩镍

化学镀镍与电镀镍工艺相互之间的区别

化学镀镍与电镀镍工艺及相互之间的区别 1 电镀镍 电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。电镀镍是将零件浸入镍盐的溶液中作为阴极，金属镍板作为阳极，接通直流电源后，在零件上就会沉积出金属镍镀层。电镀镍的配方及工艺条件见表1。 电镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②稀盐酸浸泡；③冲净；④浸入镀液； ⑤调节电流进行电镀； ⑥自镀液中取出；⑦冲净；⑧煮；⑨烘干。 表1 电镀镍的配方及工艺条件 成分含量/g/L 温度 /0C PH值电流密度 /A/dm2 硫酸镍硫酸镁硼酸氯化钠 100-170 21－30 14－30 4－12 室温5－6 0.5 电镀镍的优点是镀层结晶细致，平滑光亮，内应力较小，与陶瓷金属化层结合力强。电镀镍的缺点是：①受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大，造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多，例如起皮，起泡，麻点，黑点等；②极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响，造成均镀能力差，此外金属化瓷件之间的相互遮挡也会造成瓷件表面有阴阳面的现象；③对于形状复杂或有细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面；④需要用镍丝捆绑金属化瓷件，对于形状复杂、尺寸较小、数量多的生产情况下，需耗费大量的人力。 2 化学镀镍 化学镀镍又称无电镀或自催化镀，它是一种不加外在电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层，当镍层沉积到活化的零件表面后由于镍具有自催化能力，所以该过程将自动进行下去。一般化学镀镍得到的为合金镀层，常见的是Ni-P合金和Ni-B合金。相较Ni-P合金而言，Ni—B合金的熔焊能力更好，共晶温度高，内应力较小，是一种更为理想的化学镀镍方式。但本文着重讨论的是Ni-P合金镀层。 化学镀镍的配方及工艺条件见表2。 表2化学镀镍的配方及工艺条件 成分含量/g/L 温度 /0C PH值 硫酸镍次磷酸钠柠檬酸钠氯化铵 45－50 45－60 20－30 5－8 85 9.5 化学镀镍的工艺流程为：①清洗金属化瓷件；②冲洗；③活化液浸泡；④冲净； ⑤还原液浸泡；⑥浸入镀液并不时调节pH值；⑦自镀液中取出；⑧冲净；⑨煮；

电镀镍与化学镀镍

电镀镍的特点、性能、用途： 1、电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化 膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。 2 、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大 气中可长期保持其光泽。所以，电镀层常用于装饰。 3、镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。 由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被介质腐蚀。镀镍层 还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。采用电铸 工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐 磨镀层。尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀 镍层更高。若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的 自润滑性，可用作为润滑镀层。黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。 4、镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材 料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层， 其抗蚀性更好，外观更美。在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目

的。特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机 部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。 5、在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量 的10%左右。 化学镀镍的特点、性能、用途： 1、厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避 免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀。化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消 耗的成份能及时得到补充，镀件部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。 2、镀件不会渗氢，没有氢脆，化学镀镍后不需要除氢。 3、很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等比电镀镍好。 4、可沉积在各种材料的表面上，例如：钢镍基合金、锌基合金、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、半导体等材 料的表面上，从而为提高这些材料的性能创造了条件。 5、不需要一般电镀所需的直流电机或控制设备。 6、热处理温度低，只要在400℃以下经不同保温时间后，可得到不同的耐蚀性和耐磨性，因此，特别适用 于形状复杂，表面要求耐磨和耐蚀的零部件的功能性镀层等

沉镍金技术详解

沉镍金生产操作技术 一、流程及操作条件 1、酸性清洁剂 用于去除铜面轻度油脂及氧化物，使铜面清洁及增加润湿性 操作条件： 清洁剂80~120ml/L 温度40-60℃ 时间3~7min 过滤5~10umPP滤芯边疆过滤 搅拌摆动及循环搅拌 配制方法： A、加入纯水到槽体的2/3。 B、加入清洁剂 C、充分搅拌至完全混合 D、加纯水调整液位。 铜溶解速率：每小时约0.4微英寸。 补充及更新：每生产一平米补充清洁剂10ML/L 每一升槽液处理4-6平米或铜含量达250PPM须更新。 2、微蚀 用于使铜面微粗糙化，增加铜与化学镍层的密着性。 操作条件： SPS 80~120G/L 硫酸15-35ML/L 铜含量3-20G/L 温度室温 时间1~3MIN 搅拌摆动、循环及打气搅拌 配制方法： A、加入纯水至槽体的2/3 B、加入硫酸及过硫酸钠 C、充分搅拌到完全溶解 D、加纯水调整液位

补充及更新：每生产一平米须补充SPS15-25G 铜含量达20G/L时须更新。 注意：温度越高咬蚀铜的速率就越快。槽液的铜含量越高，咬蚀的速率就越慢。 3、酸洗 用于去除微蚀后铜面氧化物，增加与化学镍层的密着性。 操作条件： 硫酸（98%）40-70ML/L 温度室温 时间1-3MIN 搅拌摆动及循环搅拌 配制方法： A、加入纯水至槽体的2/3 B、加入硫酸 C、充分搅拌到完全混合 D、加纯水调整至液位 补充及更新：每一平米补充硫酸2-5ML 每1L槽液处理4-6平米或铜含量达2000PPM时须换槽 4、活化 在铜面上析出一层钯，做为化学镍启始反应的触媒。 操作条件： 活化剂80-120ML/L 温度25-35℃ 处理时间1-4MIN 过滤1~2UMPP滤芯过滤 搅拌摆动及循环搅拌 配制方法：A、加入纯水至槽体2/3 B、加入活化剂并充分搅拌 C、加纯水调整液位 活化槽硝槽程序： A、加入30-40%的硝酸 B、启动循环泵循环2小时以上或直到槽壁灰黑色沉积物完全去除为止（如有需要 可加热至40-50度）

化学镍金制程分析

E l e c t r o l e s s N i c k l e/I m m e r s i o n G o l d P r o c e s s

■化学镀镍/金可焊性控制 1金层厚度对可焊性和腐蚀的影响 在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随后的波峰焊，由于金层很薄，在高温接触的一瞬间，金迅速与锡形成“界面合金共化物”（如A u S n、A u S n2、A u S n3等）而熔入锡中。故所形成的焊点，实际上是着落在镍表面上， 并形成良好的N i-S n合金共化物N i3S n4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，防止其钝化（氧化）。因此，若金层太厚，会使进入焊锡的金量增多，一旦超过3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。 据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或很少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超过0.3μm时，镍层里发生强烈的不可控制的腐蚀。 2镍层中磷含量的影响 化学镀镍层的品质决定于磷含量的大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，一般可控制在7~9%。当镍面镀金后，因N i-A u层A u层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，N i为负极，A u为正极，由于电子迁移产生化 学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊之后发生潜伏在内的黑色镍锈，导致可焊性劣化与焊点强度不足。原因是A u面上的助焊剂或酸类物质通过孔隙渗入镍层。如果此时镍层中磷含量适当（最佳7%），情况会改善。 3镍槽液老化的影响 镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化的槽液中，阻焊膜渗出的有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，一般在金属追加量达4~5M T O时，应更 换。 4P H值的影响 过高的P H，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特公司之A u r o t e c h（酸性）镀 镍/金体系，一般要求P H不超过 5.3，必要时可通过稀硫酸降低P H。 5稳定剂的影响 稳定剂可阻止在阻焊C u焊垫之间的基材上析出镍。但必须注意，太多时不但减低镍的沉积速度，还会危害到镍面的可焊性。

化学镍和电镀镍区别

化学镀镍是通过自身的催化作用，也称为无电镀镍，电镀镍通过基体之间的电位差靠外界放电来进行，成本基本来说没有太大的差别！ 电镀镍主要用作防护装饰性镀层。它广泛用于汽车、自行车、钟表、医疗器械、仪器仪表和日用五金等方面。借电化学作用，在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍的方法。可用作表面镀层，但主要用于镀铬打底，防止腐蚀，增加耐磨性、光泽和美观。广泛应用于机器、仪器、仪表、医疗器械、家庭用具等制造工业。 化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀过以对任何形状工件施镀。高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀，电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得我，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩 化学镀镍与电镀镍层性能比较 镀层性能电镀镍化学镀镍 组成含镍99%以上平均92%Ni+8%P 结构晶态非晶态 密度8.9 平均7.9 镀层均匀性变化±10% 熔点/℃1455 ～890 镀后硬度(VHN) 150～400 500～600 热处理后硬度(VHN) 不变900～1000 耐磨性良好优良 耐腐蚀性良好(镀层有孔隙) 优良(镀层几乎无孔隙) 相对磁化率36 4 电阻率/Ω?CM7 60～100 热导率/W?M-1?K-1?1040.67 0.04～0.08 线膨胀系数/K-1 13.5 14.0 弹性模量／MPa 207 69 延伸率 6.3% 2% 内应力／MPa ±69±69

化学镍金工艺探讨

化学镍金工艺探讨惠州合正电子科技有限公司杨建 化学镍金镀层集可焊接、可接触导通，可打线、可散热等功能于一身，是PCB板面单一处理却具有多用途的湿制程。目前尚无其它的工艺可与之抗衡。但该制程不好做已时日已久，问题常常出现且不易重工，问题的解决须从源头开始。对此，本人将工作过程中遇到的品质问题同业界前辈探讨一下。 首先从化学镍金的反应机理入手。 一、化镍 镍盐：以硫酸镍为主，也有氯化镍、乙酸镍 还原剂：次磷酸二氢钠，NaH2PO2 反应机理： 说明：①次磷酸二氢钠的次磷酸根离子水解并氧化成磷酸根，同时放出两个活性氢原子吸附在铜底钯面上。 ②镍离子在活化钯面上迅速还原镀出镍金属。 ③小部分次磷酸根在催化氢的刺激下，产生磷原子并沉积在镍层中。 ④部分次磷酸根在催化环境下，自己也会氧化并生成氢气从镍面上向外冒出。 二、化金 当PCB板面镀好镍层放入金槽后，其镍面即受到槽液的攻击而溶出镍离子，所抛出的两个电子被金氰离子获得而在镍面上沉积出金层。 反应机理： Ni→Ni2+2e Au(CN)2-+e→Au+2CN- 由此可知，一个镍原子溶解可获得两个金原子的沉积，又因金层上有许多疏瓦，故表面虽已盖满了金层，但仍可让疏孔的镍面溶解而继续镀出金层，只是速度越来越慢而已。 其次，化学镍金各流程的管控。 一、前处理。 1．刷磨：使用高目数的尼龙刷（1000-1200目）对板面进行轻刷（刷磨电流2.0±0.2A）除去访垢和氧化物.在刷磨后接板时必须戴干净的手套避免接触成型线内的待镀区,以免后续做板出来后板面上有花斑。 2．去脂：去徐油脂及有机物，只能采用非离子型遥介面活性剂，仅具润湿效果而已，不能用太强的板子型活性剂，以防止防焊漆表面或基材上带有静电而上镍或损伤水性碱液显影的防焊漆而溶出碳份污染槽液。 3．微蚀：通常只咬铜30-40μm即可，如果发现有星点露铜现名象，很可能为湿膜制程之显影不洁或显影后水洗不 净造成。此时可适当延长微蚀时间以便除之。

有关电镀镍层.docx

化学品安全技术说明书（MSDS） ——电镀镍层 一、物质与制造商资料 物品中文名：电镀镍层 制造商名称：深圳市生海实业（和田精密）有限公司 制造商地址：深圳市宝安区福永镇和平村和景工业区 B 幢 制造商电话： 5 传真号码：4 二、成分辨别资料 危害性成分 化学名称含量％化学文摘社登记可容许暴露的界限价值开始的界限 电镀镍%7488-55-3—— 镍光泽剂%7000191mg/m31mg/m3 三、危害辨别资料 进入人体之途径■吞食■皮肤接触■吸入 急性：无 健康危害效应 慢性：无 健康危害效应 急性：吸入：在高温加工过程中，吸入此电镀产品逸出之气体会危害到呼吸器官。 眼睛：无刺激。 皮肤：高温熔融时会对皮肤造成烫伤。 吞食：表现症状为消化不良 慢性：—— 四、急救措施 急救方法 吸入：若吸入此电镀产品在高温加工过程中逸出之气体，将患者移到通风处，若有不适，立即就医。

皮肤接触：若接触到此电镀产品，以清水冲洗。 吞食：催吐，以清水漱口。 五、灭火措施：无（此电镀产品不会引发火灾。） 六、泄漏之紧急措施 注意事项：若此电镀产品残留于地上，立即清扫处理，以防人员跌倒。 清理方法：回收或报废。（依当地环保单位废弃物管理办法进行处理。） 七、处理与储存 处理： 1、做好整理整顿以免混料，堆积。 2、已开封但未用完之料包，须封好避免与空气接触以免氧化。 3、作业温度不宜高于 1453℃摄氏度，人员须佩戴带防护设施，避免吸入蒸气、粉尘。储存：存放在阴凉场所，避免阳光直射及雨淋。 八、曝露预防措施 个人防护 : 穿工作服。 眼部：—— 呼吸：—— 手部：接触产品时需使用手套或指套。 皮肤及身体防护：衣物。 个人卫生： 1、工作场所禁止饮食。 2、处理本物质后须彻底洗手。 3、维持作业场所清洁。 九、物理及化学特性 物质状态：固体 外观：银白 气味：无 熔点： 1453℃ 沸点： 2732℃

化学镍金制程分析

化学镍金制程分析

Electroless Nickle / Immersion Gold Process 酸性清洁 CLEN 目的：去除铜箔表面的轻 微氧化物以及轻微的油 微 蚀 目的：使铜面产生一个良 好的粗糙面，促进铜面与 预 浸 目的：作为下一站钯活化 的预处理，保护活化槽不 活 化 目的：可以使裸露的铜表 面置换上一层钯金属，作 需有循环过滤装置（循环量6~8turn over ）,加热 需有循环过滤装置（循环量6~8turn over ）,加热 需有循环过滤装置（循环 化学反应式： Pd 2+ +CU Pd+CU 2+

化学镀镍 目的：为裸铜面提供一层要求厚度的镍层。防止铜离化学浸金 目的：在镍层上镀上一定要求厚度的金层，保护镍层化学镍槽：不锈钢304或316；PP 需有循环 （过滤）装置（循主反应： Ni 2+ +2H 2PO 2- +2H 2O=Ni+2HPO 3 2-+4H + +H 2 副反应： 4H PO -=2HPO 2- +2P+2H O+H 需要有循环装置，加热装置（石英或铁弗龙） 主要反应： 2Au(CN)2-+Ni=2Au+Ni 2++4C N - ■原理：

■化学镀镍/金可焊性控制 1金层厚度对可焊性和腐蚀的影响 在化学镀镍/金上，不管是施行锡膏熔焊或随后的波峰焊，由于金层很薄，在高温接触的一瞬间，金迅速与锡形成“界面合金共化物”（如A uSn、Au Sn2 、Au Sn 3等）而熔入锡中。故所形成的焊点，实际上是着落在镍表面上，并形成良好的Ni-Sn合金共化物Ni3Sn4，而表现固着强度。换言之，焊接是发生在镍面上，金层只是为了保护镍面，防止其钝化（氧化）。因此，若金层太厚，会使进入焊锡的金量增多，一旦超过3%，焊点将变脆性反而降低其粘接强度。 据资料报导，当浸镀金层厚度达0.1μm时，没有或很少有选择性腐蚀；金层厚度达0.2μm时，镍层发生腐蚀；当金层厚度超过0.3μm时，镍层里发生强烈的不可控制的腐蚀。 2镍层中磷含量的影响 化学镀镍层的品质决定于磷含量的大小。磷含量较高时，可焊性好，同时其抗蚀性也好，一般可控制在7~9%。当镍面镀金后，因Ni-Au层Au层薄、疏松、孔隙多，在潮湿的空气中，N i为负极，A u为正极，由于电子迁移产生化学电池式腐蚀，又称焦凡尼式腐蚀，造成镍面氧化生锈。严重时，还会在第二次波峰焊之后发生潜伏在内的黑色镍锈，导致可焊性劣化与焊点强度不足。原因是Au面上的助焊剂或酸类物质通过孔隙渗入镍层。如果此时镍层中磷含量适当（最佳7%），情况会改善。 3镍槽液老化的影响 镍槽反应副产物磷酸钠（根）造成槽液“老化”，污染溶液。镍层中磷含量也随之升高。老化的槽液中，阻焊膜渗出的有机物量增高，沉积速度减慢，镀层可焊性变坏。这就需要更换槽液，一般在金属追加量达4~5MT O时，应更换。 4 PH值的影响 过高的P H，使镀层中磷含量下降，镀层抗蚀性不良，焊接性变坏。对于安美特公司之Aurot ech （酸性）镀镍/金体系，一般要求PH不超过 5.3，必要时可通过稀硫酸降低PH。 5稳定剂的影响 稳定剂可阻止在阻焊Cu焊垫之间的基材上析出镍。但必须注意，太多时不但减低镍的沉积速度，还会危害到镍面的可焊性。 6不适当加工工艺的影响 为了减少N i/Au所受污染，烘烤型字符印刷应安排在Ni/Au工艺之前。光固型字符油墨不宜稀释，并且也应安排

化学镀镍金常见问题分析

化学镀镍/金常见问题分析 由于化学镍/金制程敏感，化学镍/金板的用途多种多样，且对表观要求极严，因此化学镀镍/金生产中所遇到的问题很多。其中常见的一些问题及解决方法参见下表2。 问题 原因 解决方法 可焊性差 1）金层太厚或太薄； 2）沉金后受多次热冲击； 3）最终水洗不干净； 4）镍槽生产超过6MTO。1）调整参数，使厚度在：0.05~0.15μm； 2）出板前用酸及DI水清洗； 3）更换水洗槽； 4）保持4~5MTO生产量。 Ni/Cu结合力差 1）前处理效果差； 2）一次加入镍成分太高1）检查微蚀量及更换除油槽； 2）用光板拖缸20~30min Au/Ni结合力差 1）金层腐蚀； 2）金槽、镍槽之间水洗PH>8 3）镍面钝化1）升高金槽PH值； 2）检查水的质量； 3）控制镀镍后沉金前打气及停留时间 漏镀 1）活化时间不足； 2）镍槽活性不足1）提高活化时间； 2）使用校正液，提高镍槽活性 渗镀 1）蚀刻后残铜； 2）活化后镍槽前水洗不足； 3）活化剂温度过高； 4）钯浓度太高； 5）活化时间过长； 6）镍槽活性太强1）反馈前工序解决； 2）延时水洗或加大空气搅拌； 3）降低温度至控制范围； 4）降低浓度至控制范围； 5）降低活化时间； 6）适当使用稳定剂 镍厚偏低

1）PH 太低； 2）温度太低； 3）拖缸不足； 4）镍槽生产超6MTO 1）调高PH值； 2）调高温度； 3）用光板拖缸20~30min； 4）更换镍槽 金厚偏低 1）镍层磷含量高； 2）金槽温度太低； 3）金槽PH值太高； 4）开新槽时起始剂不足1）提高镍槽活性； 2）提高温度； 3）降低PH值； 4）适当加入起始剂 渗镀问题改善办法 随着电子产业的高速发展，PCB布线越来越精密，多数PCB厂家都采用干膜来完成图形转移，干膜的使用也越来越普及，但我在售后服务的过程中，仍遇到很多客户在使用干膜时产生很多误区，现总结出来，以便借鉴。 一，干膜掩孔出现破孔 很多厂家认为，出现破孔后，应当加大贴膜温度和压力，以增强其结合力，其实这种观点是不正确的，因为温度和压力过高后，抗蚀层的溶剂过度挥发，使干膜变脆变薄，显影时极易被冲破孔，我们始终要保持干膜的韧性，所以，出现破孔后，我们可以从以下几点做改善： 1，降低贴膜温度及压力 2，改善钻孔披锋 3，提高曝光能量 4，降低显影压力 5，贴膜后停放时间不能太长，以免导致拐角部位半流体状的药膜在压力的作用下扩散变薄 6，贴膜过程中干膜不要张得太紧 二，干膜电镀时出现渗镀 之所以渗镀，说明干膜与覆铜箔板粘结不牢，使镀液深入，而造成“负相”部分镀层变厚，多数PCB厂家发生渗镀都是由以下几点造成： 1，曝光能量偏高或偏低 在紫外光照射下，吸收了光能量的光引发剂分解成游离基引发单体进行光聚合反应，形成不溶于稀碱的溶液的体型分子。曝光不足时，由于聚合不彻底，在显影过程中，胶膜溶胀变软，导致线条不清晰甚至膜层脱落，造成膜与铜结合不良；若曝光过度，会造成显影困

镍的基础知识

镍在世界物质文明发展中具有十分重要的作用。人类使用镍的时间可一直追溯到公元前300年左右。我国早在春秋战国时期就已经出现了含镍成分的兵器皿。古代云南产出的一种“白铜”中，就含有很高含量的镍。1751年，瑞典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。1825-----1826年间瑞典开始了镍的工业生产。当时，由于技术条件等因素的限制，镍的生产长期未得到显著的发展。直到发现将镍炼制成合金钢以后，铜镍分离技术得到了开发推广，镍工业才有了较快的发展，产量也迅速上升。1910年世界镍产量只有2.3万吨，到2002年已达到117.59万吨，镍的消费量也达到104.7万吨或更多。 （一）世界镍资源 镍的矿物资源主要有硫化镍矿和氧化镍矿，其次是储存于深海主底部的含镍锰结核。有关统计资料表明，至1990年，全世界已发现的陆地镍储量为5800严以律万吨储量基础为1.23亿吨，海洋锰结核矿的镍资源若以准边界品位估计，约有689万吨。在全世界镍储量中，硫化镍矿占30%~40%，氧化镍矿占了60%~70%。世界主要产镍国家的镍储量如表1所列。 表1 世界主要产镍国的镍矿资源 国家可靠储量/104t 估计储量/104t 新喀里多尼亚1400 1500 加拿大820 850 俄罗斯800 810 菲律宾550 570 澳大利亚520 560 古巴320 340 美国多为半生270 印度尼西亚230 250 希腊210 240 多米尼加100 120 其他450 690 合计5400 6200 注：表1中未计入海底锰结核资源和我国镍资源储量。 （二）中国镍资源 我国已探明的镍矿点有70余处，储量为800万吨，储量基础为1000万吨，在世界上占第8位。其中硫化镍矿占总储量的87%，氧化镍矿占13%。主要公布在甘肃、四川、云南、青海、新疆、陕西等15个省、自治区中，其中甘肃最多。金川镍矿矿已探明的镍储量为548万吨，占全国总储量的9.1%、7.5%、5.2%和4.5%（表2）。金川镍矿则由于具有镍金属储量集中、有价稀贵元素多等特点，为世界上同类矿床中所罕见的高品级硫化镍矿床。 表2 中国主要镍矿资源 矿山镍金属储量/104t 矿石平均品位/% 含Ni量>0.8%的硫化镍 矿

化学镀镍的常见故障

化学镀镍的常见故障及解决办法： （1）沉速低 镀液pH值过低：测pH值调整，并控制pH在下限值。虽然pH值较高能提高沉速，但会影响镀液稳定性。 镀液温度过低：要求温度达到规范时下槽进行施镀。新开缸第一批工件下槽时，温度应达到上限，反应开始后，正常施镀时，温度在下限为好。 溶液主成分浓度低：分析调整，如还原剂不足时，添加还原补充液；镍离子浓度偏低时，添加镍盐补充液。对于上规模的化学镀镍，设自动分析、补给装置是必要的，可以延长连续工作时间（由30h延至56h）和镍循环周期（由6周延至11周）。 亚磷酸根过多：弃掉部分镀液。 装载量太低：增加受镀面积至1dm2/L。 稳定剂浓度偏重：倾倒部分，少量多次加浓缩液。 （2）镀液分解（镀液呈翻腾状，出现镍粉） 　温度过高或局部过热：搅拌下加入温去离子水。 　次亚磷酸钠大多：冲稀补加其它成分。 　镀液的pH值过高：调整pH值至规范值。 　机械杂质：过滤除去。 　装载量过高：降至1dm2/L 　槽壁或设备上有沉淀物：滤出镀液，退镀清洗（用3HNO3溶液）。　操作温度下补加液料大多：搅拌下少量多次添加。 　稳定剂带出损失：添加少量稳定剂。 　催化物质带入镀液：加强镀前清洗。 　镀层剥离碎片：过滤镀液。 （3）镀层结合力差或起泡 　镀前处理不良：提高工作表面的质量，加工完成后应清除工件上所有的焊接飞溅物和焊渣。工件表面的粗糙度应达到与精饰要求相当的粗糙义，如碳钢工件表面粗糙度Ra<1.75μm时，很难获得有良好附着力的镀层；对于严重锈蚀的非加工表面，可用角向磨光机打磨，最好采用喷砂或喷丸处理；工件镀前适当的活化处理可以提高镀层的附着力。如合金钢、钛合金可用含氟化物的盐酸活化后，与碳钢件混装施镀；高级合金钢和铅基合金预镀化学镍；碳钢活化时注意脱碳。 　温度波动太大：控制温度在较小的范围波动。 下槽温度太低：适当提高下槽温度。 　清洗不良：改进清洗工序。

表面处理之OSP及化学镍金

表面处理之OSP及化学镍金 14.1 前言 锡铅长期以来扮演着保护铜面，维持焊性的角色，从熔锡板到喷锡板，数十年光阴至此，碰到几个无法克服的难题，非得用替代制程不可： A. Pitch 太细造成架桥(bridging) B. 焊接面平坦要求日严 C. COB(chip on board)板大量设计使用 D. 环境污染本章就两种最常用制程OSP及化学镍金介绍之 14.2 OSP OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文称之Preflux，本章就以护铜剂称之。 14.2.1 种类及流程介绍 A. BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLE BTA是白色带淡黄无嗅之晶状细粉，在盐酸中都很安定，且不易发生氧化还原反应，能与金属形成安定化合物。ENTHON将之溶于甲醇与水溶液中出售，作铜面抗氧化剂(TARNISH AND OXIDE RESIST)，商品名为CU-55及CU-56，经CU-56处理之铜面可产生保护膜，防止裸铜迅速氧化。操作流程如表14.1。 B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作为护铜剂而开始，由日本四国化学公司首先开发之商品，于1985年申请专利，用于蚀刻阻剂(ETCHING RESIST)，但由于色呈透明检测不易，未大量使用。其后推出GLICOAT等，系由其衍生而来。 GLICOAT-SMD(E3)具以下特性： －与助焊剂相容，维持良好焊锡性 －可耐高热焊锡流程 －防止铜面氧化 操作流程如表14.2。 C. ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE 由日本三和公司开发，品名为CUCOAT A ，为一种耐湿型护铜剂。能与铜原子产生错合物 (COMPLEX COMPOUND)，防止铜面氧化，与各类锡膏皆相容，对焊锡性有正面效果。操作流程如表14.3。 D.目前市售相关产品有以下几种代表厂家： 醋酸调整系统： GLICOAT-SMD (E3) OR (F1) WPF-106A (TAMURA) ENTEK 106A (ENTHON) MEC CL-5708 (MEC) MEC CL-5800(MEC) 甲酸调整系统： SCHERCOAT CUCOAT A KESTER 大半药液为使成长速率快而升温操作，水因之蒸发快速，PH控制不易，当PH提高时会导致MIDAZOLE不溶而产生结晶，须将PH调回。一般采用醋酸(ACETIC ACID)或甲酸 (FORMIC ACID)调整。 14.2.2

化学镍金工艺原理.

1.概述 化学镍金又叫沉镍金,业界常称为无电镍金(Elestrolss Nickel Imnersion Gold又称为沉镍浸金。PCB化学镍金是指在裸铜表面上化学镀镍,然后化学浸金的一种可焊性表面涂覆工艺,它既有良好的接触导通性,具有良好的装配焊接性能,同时它还可以同其他表面涂覆工艺配合使用,随着日新日异的电子业的发展,化学镍金工艺所显现的作用越来越重要。 2.化学镍金工艺原理 2.1 化学镍金催化原理 2.1.1催化 作为化学镍金的沉积,必须在催化状态下,才能发生选择性沉积,VⅢ族元素以及Au等多金属都可以为化学镍金的催化晶体,铜原子由于不具备化学镍金沉积的催化晶种的特性,所以通过置换反应可使铜面沉积所需要的催化晶种; PCB业界大都使用PdSO 4或PdCl 2 作为化学镍前的活化剂,在活化制程中,化学镍反应如下: Pd2++Cu Cu2++Pd 2.2化学镍原理 2.2.1 在Pd(或其他催化晶体的催化作用下,Ni2+被NaH 2PO 2 还原沉积在将铜表面,当Ni沉积覆盖Pd

催化晶体时,自催化反应继续进行,直到所需的Ni层厚度 2.2.2化学反应 在催化条件下,化学反应产生的Ni沉积的同时,不但随着氢析出,而且产生H 2 的溢出 主反应:Ni2++2H 2PO 2 -+2H 2 O Ni+2HPO 3 2-+4H++H 2 副反应:4H 2PO 2 - 2HPO 3

2-+2P+2H 2 O+H 2 2.2.3 反应机理 H 2PO 2 -+H 2 O H++HPO 3 2-+2H Ni2++2H Ni+2H2 H 2PO 2 -+H H 2