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文檔簡介

1、1沉鎳金培訓教材撰寫:henry 日期:2012年6月2第一部分沉鎳金基本概念3一、什么是化學鍍化學鍍是在金屬的催化作用下,通過可控制的氧化還原反應產生金屬沉積的過程。4二、化學鍍應具備的條件:1、氧化還原電位應顯著低于金屬還原電位;2、溶液不產生自發分解,催化時才發生金屬沉積;3、PH值、溫度可以調節鍍覆速度;4、具有自催化作用;5、溶液有足夠壽命。5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:在裸銅面進行化學鍍鎳,然后化學浸金。三、什么是沉鎳金?6沉鎳金工藝既能滿足日益復雜的PCB裝配

2、、焊接的要求,又比電鍍鎳金的成本低,同時還能對導線的側邊進行有效的保護,防止在使用過程中產生不良現象。 AU Ni CU 四、沉鎳金工藝的目的7五、沉鎳金工藝的用途化學鎳金鍍層集可焊接、可接觸導通,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。 化學鎳的厚度一般控制在4-5m,其不但對銅面進行有效保護,防止銅的遷移,而且具備一定硬度和耐磨性能,同時擁有良好的平整度。浸金的厚度一般控制在0.05-0.1m,其對鎳面具有良好的保護作用,而且具備很好的接觸導通性能。8第二部分沉鎳金原理及工藝介紹9一、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

3、 烘干 10二、各流程簡介1、整孔A、目的:使非導通孔孔內殘留的鈀失去活性,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112、除油作作用:用于除去銅面之輕度油脂及氧化物, 銅面清潔及增加潤濕性。特性要求:A: 一般為酸性除油劑B:不損傷solder maskC:低泡型,容易水洗12操作條件:溫度:5010oC時間:6 2min過濾:5mPP濾芯連續過濾攪拌:擺動及藥液循環攪拌槽材質:PP或SUS加熱器:石英或鐵弗龍加熱器13逆流水洗: 除油缸之后通常為二級市水洗,如果水壓及流量不穩定或經常變化,則將逆流水洗設計為三級市水洗更佳。14作用: 酸性過硫酸鈉微

4、蝕液用于使銅面微粗化,增加銅與化學鎳層的密著性。沉鎳金生產也有使用硫酸雙氧水或酸性過硫酸鉀微蝕液來進行的。 3、微蝕缸15操作條件(NPS系列):Na2S2O8: 10020g/lH2SO4: 20 10g/l Cu2+ : 525g/l溫度: 30 2OC時間: 1.5 0.5min攪拌:擺動及藥液循環攪拌或空氣打氣槽材質:PVC或PP加熱器:石英或鐵弗龍加熱器16銅濃度控制: 由于Cu2+對微蝕速率影響較大,通常須將Cu2+的濃度控制在5-25g/l,以保證微蝕速率處于0.5-1.5m之間。生產過程中,換缸時往往保留1/5-1/3缸母液(舊液),以保持一定的Cu2+濃度。17逆流水洗: 由

5、于帶出的微蝕殘液,會導致銅面在水洗過程中迅速氧化,所以微蝕后水質和流量以及浸泡時間都須特別考慮。否則,預浸缸會產生太多的Cu2+,繼而影響鈀缸壽命。所以,在條件允許的情況下,微蝕后二級逆流水洗,之后再加入3%5%的硫酸浸洗,經二級逆流水洗后進入預浸缸。184、預浸作用: 維持活化缸的酸度及使銅面在新鮮狀態(無氧化物)的情況下,進入活化缸。操作條件: 溫度: 室溫 時間: 10.5min 攪拌: 擺動及藥液循環攪拌 槽材質: PVC或PP195、活化作用:在電化序中,銅位于鎳的后面,所以必須將銅面活化,才能進行化學鍍鎳。PCB行業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。 反應式:Pd

6、2+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,現較多使用硫酸型鈀活化液。行業中也有使用Ru(Ruthenium)做催化晶核,效果也較為理想。20操作條件溫度:273OC 時間:4 2min槽材質:PVC或PP溫控:鐵弗龍包覆加熱器或冷卻盤管過濾:5mPP濾芯連續過濾攪拌:擺動及藥液循環攪拌21工藝維護影響鈀缸穩定性的主要因素除了藥水系列不同之外,鈀缸控制溫度和Pd2+濃度則是首要考慮的問題。溫度越低、Pd2+濃度越低,越有利于鈀缸的控制。但不能太低,否則會影響活化效果引起漏鍍發生。 通常情況下,鈀缸溫度設定在20-300C,其控制范圍應在10C,而Pd2+濃度則控

7、制在20-40ppm,至于活化效果,則按需要選取適當的時間。22逆流水洗: 水洗缸中少量的Pd帶入鎳缸,并不會對鎳缸造成太大的影響,所以不必太在意活化后水洗時間太短,一般情況下,二級水洗總時間控制在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,不但導致大面積漏鍍,而且滲鍍問題依然存在。23作用:在鈀的活化作用下,Ni2+在NaH2PO2的還原條件下沉積在裸銅表面。當鎳沉積覆蓋鈀催化晶體時,自催化反應將繼續進行,直至達到所需之鎳層厚度。主反應: Ni2+ +2H2PO2- +2H2O Ni +2HPO32-+4H+H2副反應: 4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O

8、+H2 6、沉鎳241.次磷酸二氫鈉的次磷酸根離子水解并氧化成磷酸根,同時放出兩個活性氫原子吸附在銅底鈀面上。 H2PO2- +H2O HPO32-+H+2H2.鎳離子在活化鈀面上迅速還原鍍出鎳金屬。 Ni2+2H Ni+2H+ 反應機理:253.小部分次磷酸根在催化氫的刺激下,產生磷原子并沉積在鎳層中。 H2PO2-+H OH-+P+H2O4.部分次磷酸根在催化環境下,自己也會氧化并生成氫氣從鎳面上向外冒出。 H2PO2- + H2O HPO32-+H+H226化學鎳藥水的分類:按操作溫度分可將鍍液分成高溫鍍液(85-950C)、中溫鍍液(65-750C)、低溫鍍液(500C)以下按其使用的

9、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。27最常用的是次磷酸鹽為還原劑的酸性高溫化學鍍鎳液,常稱為普通化學鍍鎳液。按pH值分又可將其分為酸性鍍液和堿性鍍液;28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。由于硫酸鎳的價格低廉,且容易制成純度較高的產品,被認為是鎳鹽的最佳選擇。由于氯離子的活性高,化學鍍鎳時一般不使用氯化鎳29鍍液中鎳離子濃度不宜過高,鍍液中鎳離子過多會降低鍍液的穩定性,容易形成粗糙的鍍層,甚至可能誘發鍍液瞬時分解,繼而析出海綿狀鎳

10、。鎳離子與次磷酸鹽濃度的最佳摩爾比應在0.4左右B、還原劑化學鍍鎳的主要成分,它能提供還原鎳離子所需要的電子。 在一定范圍內鎳沉積的反應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的沉積速率,30一般均使用NaH2PO2,其控制濃度一般為20-40g/l。在鍍液中,主反應將Ni2+還原成為金屬Ni,副反應為其本身的歧化反應生成單質P,主反應及副反應過程中均伴隨H2逸出。C、緩沖劑、絡合劑 緩沖劑主要用處是維持鍍液的pH值防止化學鍍鎳時由于大量析氫所引起的pH值下降 絡合劑作用主要是與鎳離子進行絡合降低游離鎳離子的濃度,提高鍍液的穩定性。 在化學鍍鎳溶液中通常選用有機酸及其鹽作為

11、緩沖劑、絡合劑。31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、三乙醇胺等均為結合劑,其中某些藥品還起緩沖劑作用; D、穩定劑 其主要用處是防止化學鍍鎳溶液在受到污染及存在有催化活性的固體顆粒、負載量過大或過小、pH值過高等異常情況下,自發分解 。重金屬離子錫、鋅、鉛、鎘、銻及某些有機或無機含硫化合物如硫脲以及三氯化鉬都是化學鍍鎳的催化劑毒物,如含量很少時,對鍍液有一定的穩定作用,但若含量過高會使鍍液失效導致鎳不能沉積出來。32鎳沉積速度影響因素A 溫度B PH值C 缸老化度(正常生產時老化度以MTO來衡量)D 主鹽(NiSO4)濃度E 還原劑(NaH2PO2)

12、濃度F 溶液的過濾與攪拌注:MTO 即 Metal Turn Over ,缸內金屬離子的加入量333435363738鎳層特性A、磷含量隨著溶液成份和操作條件的不同而在711%之間變化;B、熱處理時,Ni3P結晶化層狀結構逐漸消失。當磷含量高于8%時,鍍層為非磁性;低于8%時,鍍層為磁性;C、抗蝕性高,特別是當磷含量較高時,在許多侵蝕介質中均比電鍍鎳耐蝕;39D、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 ;G、熔點約為890OC40工藝維護A、在酸性溶液中,PH3時鎳不會被還原析出。隨著PH值的提高,

13、沉積速度加快。當PH6時,很容易產生Ni(OH)2沉淀。一般PH控制在4.55.0;B、隨著NaH2PO2和NiSO4濃度的增加,沉積速度逐漸提高,而后趨于穩定或稍有降低。但此時溶液的穩定性下降;41C、化學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,氧化后導致導電性不良;D、鍍覆PCB的裝載量(裸銅面)應適中,以0.10.5dm2/L為宜。負載太大會導致鎳缸活性逐漸升高,甚至導致反應失控,造成嚴重后果;負載太低會導致鎳缸活性逐漸降低,造成漏鍍等問題。42E、鍍液應連續過濾,以除去溶液中的固體雜質。鍍液加熱時,必須要有空氣攪拌或

14、連續循環系統,使被加熱的鍍液迅速擴散開。當槽內壁鍍有鎳層時,應及時用硝酸(1:3)褪除,適當時可考慮加熱,但不可超過50OC, 以免污染空氣。F、鍍液壽命一般控制在4MTO(即Ni離子添補量累積達到4倍開缸量),超過此限主要問題是鎳厚不足。43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。 具體操作溫度應根據試板結果來定,不同型號的制板,有可能操作溫度不同。一個制板的良品操作范圍一般情況下只有20C,個別制板也有可能小于10C.44B、時間 鎳層厚度與鍍鎳時間呈線形關系。一般情況下,200in鎳層需鍍鎳時間28min左右

15、,而150in鎳層則需鍍鎳時間21min左右。 通常情況,不采用調節藥水濃度或升高溫度來彌補因時間不足而引起的鎳厚不足,一定要根據客戶鎳層要求來設置適當的鍍鎳時間。否則,可能引起活性不穩定,會造成許多不良后果。45C、濃度: 不同供應商之不同系列藥水,其濃度控制范圍各不相同。由于化學鍍鎳的本身特點,其動態平衡的控制難度遠遠大于化學鍍銅,其控制范圍很窄則可說明這一點。因此,盡可能使用自動補料器來控制藥水濃度,手動補料是很難保證每一個制板的良品率。46D、循環過濾循環量:510 turn over per hour(每小時循環抽液量所占開缸體積的倍數)。 過濾:優先考慮布袋式過濾,棉芯過濾需監控流

16、量(發現堵塞及時更換)。E、搖擺: 根據做板類型的需要決定采用上下搖擺或前后搖擺方式47F、自動化加藥: 鎳缸自動加藥是通過感應槽液中Ni2+的透光率的原理,根據吸光度的變化來衡量Ni2+濃度的高低。當Ni2+濃度降低時,特征光譜吸收峰降低,從而透光率的增高使光敏電阻的阻值發生變化,由此而測出變化后的Ni2+濃度。 當Ni2+濃度顯示值低于設定值時,自動加藥器開始加藥,直到Ni2+濃度顯示值達到設定值時,自動加藥泵停止加藥。其他組份則根據加藥比例事前調節好流量,加藥時間與Ni2+加藥泵同步進行。48G、缸體材質: 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

17、生產單雙面板,可考慮使用耐熱PP材質。對于多層及高層板,由于受內層布線影響,沉鎳金生產過程中,易產生漏鍍,所以鎳缸操作溫度比單、雙面板要高出50C左右,甚至達到900C以上。若采用PP材質的鎳缸,不可避免產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49H、電流保護裝置: 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)等設施,都應對其陽極進行保護,以抑制鎳在其表面的沉積。 50作用: 是指在活性鎳表面通過化學置換反應沉積薄金。當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,所拋出的兩個電子被金氰離子獲得而在鎳面上沉

18、積出金層。 化學反應:2Au+Ni 2Au+Ni2+7、沉金51反應機理: Ni Ni2+ +2e 2Au(CN)2- +2e 2Au +2CN- 由此可知,一個鎳原子溶解可獲得兩個金原子的沉積,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鍍出金層,只是速度越來越慢而已,所以置換反應形成的浸金薄層,通常20-30分鐘時間就可達到極限厚度。52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/lB、添加劑 添加劑包含氯化銨、檸檬酸銨及適量穩定劑,常用EDTA絡合Ni2+以穩定生成物對反應速度的影響。53特性: 由于金

19、和鎳的標準電極電位相差較大,所以在合適的溶液中會發生置換反應。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,這既可達到降低成本的要求,也可提高后續釬焊的合格率。54操作條件溫度:8550CPH:4.5 0. 5加熱:石英或鐵弗龍加熱器攪拌:過濾機循環攪拌搖擺:同鎳缸槽材質:PP、FRP或SUS內襯鐵弗龍55工藝維護 通常情況下,沉金缸的浸鍍時間設定在7-11分鐘,操作溫度一般在80-900C,可以根據客戶的金厚需求,通過調節溫度來控制金厚。從生產角度來講,金缸容積越大越好,不但其Au濃度變化小而有利于金厚控制,

20、而且可以延長換缸周期。56逆流水洗 為了節省成本,金缸之后需加裝回收水洗,同時也可減輕對環境的污染。回收水洗控制在20-30sec為佳。 回收缸之后,一般都是二級逆流水洗,對于DI水壓力不穩定條件下,逆流水洗最好設計為三級。之后常常為熱水洗。5711、烘干A、目的:將沉金后的板面藥漬徹底 清洗干凈。B、水平后處理設備流程:酸洗或 DI水洗 干板高壓水洗58第三部分沉鎳金換缸保養程序59Ni缸保養1 用清水將缸清洗一次,開循環泵。2 用50%工業硝酸槽4小時以上,下次循環使用 前次硝酸溶液時,需加20L新硝酸3 用清水裝滿槽,開過濾循環泵10分鐘。4 用1%氨水在浸缸20分鐘,開過濾循環泵5 用

21、清水裝滿槽,開過濾循環泵5分鐘后排走再重 洗一次后可投入生產使用。60 鈀缸保養1、 每次換缸保養一次,不連續生產則每周保養一次2 、將活化前兩DI水缸排放后清洗干凈,將活化液轉移 至兩缸中。3 、加入30%40%(W/W)硝酸。4 、啟動Pump循環1.5小時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。615、 硝酸排出,加清水循環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1020min排放。7、 活化液轉回活化缸,取樣分析調整后才可進行生產其它缸保養1、 用碎布將缸擦洗干凈。2 、開清水循環清洗所有

22、缸1小時。62第四部分沉鎳金工序常見缺陷分析63一、漏鍍A、主要原因 體系活性(鎳缸及鈀缸)相對不足 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Pad位的反應勢能,導致沉鎳化學反應中途停止,或者根本未沉積金屬鎳。64漏鍍的特點是:如果一個Pad位漏鍍,與其相連的所有Pad位都漏鍍。出現漏鍍問題,首先須區分是否由外界污染板面所致。若是,將該板進行水平微蝕或采用磨板方式除去污染。 影響體系活性的最主要因素是鎳缸穩定劑濃度,但由于難以操作控制,一般不采取降低穩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。如果不考慮外部環境以及內部穩

23、定性,無限度的升高鎳缸溫度,應該能解決漏鍍問題。65影響體系活性的次要因素是活化濃度、溫度和時間。延長活化的時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影響鈀缸的穩定性,而且會影響其他制板的生產,所以 ,在這些次要因素中,延長時間是首選改善措施。 鎳缸的PH值、次磷酸鈉以及鎳缸負載,都會影響鎳缸的活性,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要方法。66二、滲鍍A、主要原因 體系活性太高 外界污染或前工序殘渣B、問題分析 滲鍍的主要成因在于鎳缸活性過高導致選擇性太差,不但使銅面發生化學沉積,同時其他區域(如基材、綠油側邊等)也發生化學沉積,造成

24、不該出現沉積的地方沉積化學鎳金。67出現滲鍍問題,首先須區分是否由外界污染或殘渣(如銅、綠油等)所致。若是,將該板進行水平微蝕或其它的方法去除。 升高穩定劑濃度,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。68降低鈀缸溫度和濃度,以及減少鈀缸處理時間,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。 因操作不當導致鈀缸或鎳缸產生懸浮顆粒彌漫槽液,則

25、應采取過濾或更新槽液來解決。69三、甩金A、主要原因 鎳缸后(沉金前)造成鎳面鈍化 鎳缸或金缸雜質太多B、問題分析 金層同鎳層發生分離,說明鎳層同金層的結合力很差,鎳面出現異常而造成甩金。70鎳面出現鈍化,是造成甩金出現的最主要因素。沉鎳后在空氣中暴露時間過長和水洗時間過長,都會造成鎳面鈍化而導致結合力不良,當然,水洗的水質出現異常,也有可能導致鎳層鈍化。 至于鎳缸或金缸是否為甩金出現的主要原因,可在實驗室燒杯中做對比實驗來確定,若是,則更換槽液。71四、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(包括綠油殘渣),鎳層與銅面

26、結合力就會受到影響,從而就導致甩鎳。72出現甩鎳問題,首先須檢查做板過程中板面狀況,區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間太長還是水洗時間太長。 如果銅面雜物引起甩鎳,則檢查前處理水平微蝕是否正常,同時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,輕則出現沉鎳金顏色粗糙,重則導致甩鎳。73鎳缸中加速劑(如Na2S2O3)太多則會導致鎳沉積松散,造成鎳層剝落,此時多伴隨鎳面啞色出現(失去光澤)。出現這種情況,用拖缸板(鎳板)消耗掉多余加速劑,即可重新進行生產。74五、非導通孔上金A、主要原因 直接電鍍或化學沉銅殘留的鈀太多 鎳缸活性太高B、問

27、題分析 由于直接電鍍導體吸附的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。75“鹽酸+硫脲”是目前毒化藥水的主流,水平線由于對孔壁浸潤效果遠遠優于其它方法,而且可以通過速度來調節其處理效果,同時還可以進行水平微蝕。所以水平毒化是解決非導通孔上金的理想方法。 早期供應商紛紛研制沉金線inline毒化藥水,主劑大都為硫脲。對于金面粗糙問題都可完全避免,但毒化效果有時不穩定,隨不同批號的來板差異較大。所以非導通孔Pd的厚度對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,孔壁浸潤性更好,效果一定更理想。76對于化學沉銅類型的制板,由于其Pd層較薄,一般通過

28、降低鎳缸活性的方法,就可以解決非導通孔上金的問題。但是,由于鎳缸活性的調節是用于控制滲鍍和漏鍍問題,人們不愿因非導通孔上金問題而縮窄鎳缸活性的控制。所以,通常也采用毒化的方法來使殘留Pd失去活性。 關于鎳缸,活性太高也會造成非導通孔上金,因此,不宜采用額外添補加速劑(如Na2S2O3)來調節鎳缸活性。如果正常控制下仍有少量非導通孔上金問題,可采取降低鎳缸溫度或延長毒化時間來解決。77六、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 電鍍產生的銅面粗糙,只能在電鍍通過調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。78 對于銅面不潔則考慮用磨

29、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。對于沉金工序,水平前處理毒化藥水(硫脲)殘留板面極易造成該問題出現,所以硫脲缸(毒化)之后的運輸轆以及水洗效果須時常保持清潔,風刀的角度要保證在干板前能將板面水珠吹走。79 鎳缸藥水失衡也會導致沉積松散或粗糙。影響鎳沉積粗糙的主要原因是加速劑太高或穩定劑太少。至于改善對策,則可在實驗燒杯中加入穩定劑,按1ml/L,2ml/L,3ml/L做對比試驗,這時就會發現鎳面逐漸變得光亮,找出適當的比例將穩定劑加入鎳缸即可試板和重新生產。需要注意的是,藥水失衡往往是加藥過程中出現偏差,只要糾正錯誤偏差后,調整穩定劑并不是一件危險的操作。80

30、七角位平鍍A、主要原因 鎳缸循環局部過快 鎳缸溫度局部過高 鎳缸穩定劑濃度過高B、問題分析 角位平鍍是指化學鎳沉積過程中,出現Pad的角位不沉積鎳的現象。它通常具有方向性的特征。例如圓型Pad則出現同一方向的月芽形不上鎳,方型Pad則出現一邊完好,對邊嚴重不上鎳,兩個側邊逐漸變差。81 對于鎳缸循環局部過快,往往是鎳缸藥液循環設計不合理或出水管變形造成,它的特點是鎳缸某個角落固定出現該問題。當然,不合理的打氣沖擊板面也會導致該問題的出現。 對于鎳缸溫度局部過熱,往往出現在副槽溢流的鎳缸設計。當水位不足的時候,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,往往只擴散在主缸頂層,

31、造成生產板頂部出現角位平鍍的現象。 對于鎳缸穩定劑濃度過高,只要不是來料(供應藥水)出現太大的質量問題,通過補加適量的加速劑或拖缸,均能解決該問題的出現。82八、金面顏色不良A、主要原因 金缸穩定劑(絡合劑)太多 金層厚度嚴重不足 金缸使用壽命太長或水洗不凈B、問題分析 金面顏色不良主要有兩種形式,一種是由于金缸穩定劑(絡合劑)太多或金層厚度嚴重不足而形成的金面顏色發白。另一種是由于金缸使用壽命太長或水洗不凈造成金面氧化。83 當金缸穩定劑補充過多時,往往會出現金面發白而金厚正常的現象,此狀況多發生在新開缸初期。遇到這種情況,只要不拘泥于化驗分析的控制范圍,停止幾次補藥,顏色就會逐漸轉為金黃色

32、。當然,將金缸溫度升高,也會一定程度地改善金面顏色。 對于金層厚度嚴重不足導致的顏色發白,主要原因在于金缸溫度低于下限太多或金鹽濃度嚴重不足,使得金層不能將鎳的顏色完全覆蓋,以至出現白色金面。84 對于沉金缸后的水洗過程,殘留藥水會對金面造成污染。尤其是回收缸,浸洗時間控制在半分鐘左右為佳。金面污染的制板,當經過烘干缸或自然干燥后,金面就會出現棕色斑痕。用酸洗或普通橡皮擦可以將其除去。 當金缸使用壽命太長,槽液積聚的雜質就會越來越多,金面棕色斑痕就容易出現,所以沉金后水洗一定要嚴格控制,尤其是回收缸的藥水濃度不能太高。85九、滲漏鍍A、特別說明 這里是指滲鍍和漏鍍在一塊板上同時出現。B、問題分

33、析 滲鍍和漏鍍是沉鎳金工序最常見問題,首先要區別是否外界污染或殘渣(包括殘銅)導致問題出現。若是,則采取磨板或水平微蝕的方式去除。86 對于漏鍍和滲鍍在同一塊板上同時出現,這說明體系活性不能滿足該制板的需求。升高活性,會加劇滲鍍的出現,而降低活性則又會導致漏鍍的加劇。所以改善對策只能從滲鍍和漏鍍的特性去調整鈀缸和鎳缸。 首先,漏鍍的成因在于鎳缸選擇性太強,導致活化效果不佳的Pad位沉鎳化學反應中途停止或金屬鎳根本不能沉積。所以,唯一能做的(不考慮調節加速劑和穩定劑濃度)就是大幅度提高活化效果,縮小各Pad位間活化效果的差異,方能提供調整鎳缸的空間。87 滲鍍的成因在于鎳缸的選擇性太差,降低鎳缸

34、的溫度可解決該問題出現。一般來講,將活化時間延長一倍,適當的時候可以考慮升高活化缸溫度(最好不要超過300C),Pd2+濃度也可以考慮升高10-20ppm。同時將鎳缸溫度降低到適當值則可解決漏鍍和滲鍍同時出現的問題。88 解決滲鍍和漏鍍的方法表面看起來好象很矛盾,其實其從化學反應原理去看待,則不難理解。首先,對立的兩個問題同時存在,說明單從鎳缸入手根本沒有調整的空間。其次,活化缸是Pd2+和Cu的置換反應,其反應初期各Pad位Pd的沉積隨客觀環境而有很大的差異,但隨著Pd層的加厚,化學反應速度逐漸降低。那么在延長活化時間等條件下,沉鈀快的Pad位(Pd較厚)反應趨于停止,而沉鈀慢的Pad位仍然繼續沉積,因而就縮小了各Pad間的活化效果的差異,為解決該矛盾的問題提

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