PCB 印制板 电镀镍工艺 详细说明

1、功效与特点PCB（是英语PrintedCircuieBoard印刷pcb线路板的通称）上放镀镍来做为贵重金属和贱金属的衬底涂层，对一些单层印制电路板，也常见作整体面层。针对重负载损坏的一些表层，如电源开关接触点、金属弹片或电源插头金，用镍来做为金的衬底涂层，可进一步提高耐磨性能。当用于做为阻挡层时，镍能高效地避免铜和其他金属材料中间的蔓延。哑镍/金组成涂层经常用于做为抗蚀刻加工的金属材料涂层，并且能融入热压焊与钎焊的规定，唯读仅有镍可以做为含氨类蚀刻加工剂的抗蚀涂层，而不需热压焊又规定涂层明亮的PCB，通常选用光镍/金涂层。镍涂层薄厚一般不低于2.5μm，通常选用4-5μm。

PCB低内应力镍的淀积层，通常是用改性材料型的泰利斯镍镀液和具备减少内应力功效的添加物的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。

大家常说的PCB镀镍光亮镍和哑镍（也称低内应力镍或半明亮镍），通常规定涂层匀称细腻，孔隙率低，内应力低，可塑性好的特性。

2、氨基磺酸镍（氨镍）氨基磺酸镍普遍用于做为镀覆孔电镀工艺和印刷电源插头触碰上面的衬底涂层。所获取的淀积层的热应力低、强度高，且具备极其优异的可塑性。将一种去内应力剂添加镀液中，所取得的涂层将稍有一点内应力。有各种不同秘方的氨基磺酸盐镀液，典型性的氨基磺酸镍镀液秘方如下所示表。因为涂层的内应力低，因此得到普遍的运用，但氨基磺酸镍可靠性差，其成本费相对性高。

3、改性材料的泰利斯镍（硫镍）改性材料泰利斯镍秘方，选用硫酸镍，连着添加溴化镍或氯化镍。因为热应力的缘故，因此大多数采用溴化镍。它可以生产制造出一个半明亮的、稍有一点热应力、可塑性好的涂层；而且这类涂层为之后的电镀工艺非常容易活性，成本费相对性底。

4、镀液各成分的功效：主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是给予镀镍需要的镍金属离子并兼起着导电性盐的作用。镀镍液的浓度值随供货生产商不一样而稍有不一样，镍盐容许成分的转变比较大。镍盐成分高，可以应用较高的负极电流量相对密度，堆积速度更快，常见作快速镀厚镍。可是参加过高将减少阴极极化，分散化能力差，并且镀液的弄出损害大。镍盐成分低堆积速率低，可是分散化工作能力非常好，能得到结晶体细腻明亮涂层。

缓冲剂──硼酸用于做为缓冲剂，使镀镍液的PH值保持在一定的范畴内。实践经验证明，当镀镍液的PH值过低，将使负极电流效率降低；而PH值过高时，因为H2的持续进行析出，使紧贴负极表层周边液层的PH值快速上升，造成Ni(OH)2胶体溶液的转化成，而Ni(OH)2在涂层中的参杂，使涂层延性提升，与此同时Ni(OH)2胶体溶液在电级表层的吸咐，还会继续导致氡气泡在电级表层的停留，使涂层孔隙率提升。硼酸不但有PH调节作用，并且他可提升阴极极化，进而改进镀液特性，降低在高电流强度下的“烧糊“状况。硼酸的存有还有益于改进涂层的物理性能。

阳极氧化活性剂──除硫氰酸钾型镀镍液应用不可溶阳极氧化外，其他种类的镀镍加工工艺均选用可溶阳极氧化。而镍阳极氧化在插电全过程中非常容易钝化，为了确保阳极氧化的一切正常融解，在镀液中添加一定量的阳极氧化活性剂。根据实验发觉，CI—氯离子含量是较好的镍阳极氧化活性剂。在带有氯化镍的镀镍液中，氯化镍除开做为主盐和导电性盐外，还带来了阳极氧化活性剂的功效。

在没有含氯化镍或其成分较低的电镀工艺镍液中，需依据实质性况加上一定量的氧化钠。溴化镍或氯化镍还常见来作去内应力剂用于维持涂层的热应力，并赋与涂层具备半明亮的外型。

添加物——添加物的具体有效成分是应力消除剂，应力消除剂的添加，改进了镀液的阴极极化，减少了涂层的热应力，伴随着应力消除剂浓度值的转变，可以使涂层热应力由张应力更改为压内应力。常见的添加物有：萘磺酸、对二甲苯磺氟苯、白砂糖等。与沒有去内应力剂的镍涂层对比，镀液中添加去内应力剂可能得到匀称细腻并具备半明亮的涂层。通常去内应力剂是按皮安一小时来加上的（现通用性组成专用型添加物包含防针眼剂等）。

润湿剂——在电镀工艺全过程中，负极上进行析出氡气是难以避免的，氡气的进行析出不但减少了负极电流效率，并且因为氡气泡在电级表层上的停留，还将使涂层发生针眼。镀镍层的孔隙率是相对比较高的，为了更好地降低或避免针眼的造成，理应向镀液中添加小量的润湿剂，如十二甲基硝酸钠、二乙基已基硝酸钠、正辛基硝酸钠等，它是一种阳离子型的表层活性成分，能吸咐在负极表层上，使电级与饱和溶液间的表面张力减少，氡气泡在金属电极上的湿润表面张力减少，进而使汽泡非常容易离去电级表层，避免或缓解了涂层针眼的造成。

5、镀液的维护保养a）溫度——不一样的镍加工工艺，所运用的镀液溫度也不一样。溫度的转变对镀镍全过程的危害较为复杂。在溫度较高的镀镍液中，得到的镍涂层热应力低，可塑性好，溫度加致50度C时涂层的热应力做到平稳。一般工作温度保持在55–60度C。假如气温过高，可能产生镍盐水解反应，转化成的氢氧化镍胶体溶液使胶体溶液氡气泡停留，导致涂层发生针眼，与此同时还会继续减少阴极极化。因此操作温度是很严谨的，应当调节在要求的范围内，在现实工作上是依据经销商给予的最佳温度控制值，选用常温下控制板维持其操作温度的可靠性。

b）PH值——实践活动结果显示，镀镍锂电池电解液的PH值对涂层特性及锂电池电解液特性危害巨大。在PH≤2的强酸碱性电镀工艺液中，沒有金属镍的堆积，仅仅进行析出轻气。一般PCB镀镍锂电池电解液的PH值保持在3—4中间。PH值较高的镀镍液具备较高的分散力和较高的负极电流效率。可是PH过高时，因为电镀工艺全过程中负极不断进行析出轻气，使金属电极表层周边涂层的PH值上升较快，当超过6时，将会出现轻氧化镍胶体溶液转化成，导致氡气泡停留，使涂层发生针眼。氢氧化镍在涂层中的参杂，还会继续使涂层延性提升。PH较低的镀镍液，阳极氧化融解不错，可以提升锂电池电解液中镍盐的成分，容许应用较高的电流强度，进而加强生产制造。可是PH过低，将使得到明亮涂层的温度范围变小。添加碳酸镍或硝酸铋碳酸镍，PH值提升；添加氨基磺酸或盐酸，PH值减少，在作业环节中每四钟头查验调节一次PH值。

c）阳极氧化——现阶段能够看到的PCB基本镀镍均选用可溶阳极氧化，用钛篮做为阳极氧化内装镍角已非常广泛。其特点是其阳极氧化总面积可做得充足大且不转变，阳极氧化维护保养非常简单。钛篮应装进聚丙稀原材料织出的阳极氧化袋内避免阳极泥落入镀液中。并应定时清理和查验孔洞是不是通畅。新的阳极氧化袋在应用前，应在烧开的水里泡浸。

d）净化处理——当镀液存有有机化合物环境污染时，就应当用活性碳解决。但这类办法通常会清理一部分去内应力剂（添加物），务必进行填补。其工艺处理如下所示；

（1）取下阳极氧化，加去杂水5ml/l，加温（60—80度C）加油打气（气拌和）2钟头。

（2）有机化学残渣多时，先添加3—5ml/lr的30%过氧化氢解决，气拌和3钟头。

（3）将3—5g/l粉状活力在持续拌和下添加，再次气拌和2钟头，关拌和静放4钟头，加助滤粉应用预留槽来过虑与此同时清缸。

（4）清理维护保养阳极氧化挂回，用镀了镍的瓦楞纸形不锈钢板作负极，在0.5—0.1安/平方分米的电流强度下开展拖缸8—12钟头（当镀液存有无机化合物环境污染危害品质时，也常选用）

（5）换滤芯（一般用一组棉芯一组碳芯串连持续过虑，按规律性便换可合理推迟大解决時间，提升镀液的可靠性），剖析调节各主要参数、添加添加物润湿剂就可以试镀。

e)剖析——镀液应当用加工工艺操纵所明文规定的工艺规程的关键点，按时剖析镀液成分与赫尔槽实验，依据所得的主要参数具体指导生产制造单位调整镀液各主要参数。

f)拌和——镀镍全过程与其他电镀工艺全过程一样，拌和的效果是为了更好地加快对流传热全过程，以减少浓度值转变，提升容许应用的电流强度限制。对镀液开展拌和还有一个十分关键的功效，便是降低或避免镀镍层造成针眼。由于，电镀工艺全过程中，负极表层周边的镀正离子匮乏，氡气的很多进行析出，使PH值升高而造成氢氧化镍胶体溶液，导致氡气泡的停留而造成针眼。加强对留镀液的拌和，就可以清除以上状况。常见空气压缩、负极挪动及强制性循环系统（融合碳芯与棉芯过虑）拌和。

g)负极电流强度——负极电流强度对阴极电流效率、堆积速率及涂层品质均有影响。检测结果显示，当选用PH较底的锂电池电解液镀镍时，在低电流强度区，负极电流效率随电流强度的提高而提升；在高电流强度区，负极电流效率与电流强度不相干，而当选用较高的PH电镀工艺液镍时，负极电流效率与电流强度的没有太大的关系。

与其他镀种一样，镀镍所选择的负极电流强度范畴也应视电镀工艺液的成分、溫度及拌和标准而定，因为PCB拼板方式总面积比较大，使高电流量区与低电流量区的电流强度相距非常大，一般选用2A/dm2为宜。

6、常见故障缘故与清除a)浮锈：浮锈是有机化合物环境污染的結果。大的浮锈通常表明有机油环境污染。拌和欠佳，就不可以驱赶掉汽泡，这便会产生浮锈。可以应用润湿剂来减少它的危害,大家通常把小的黑点叫针眼，前解决欠佳、有金属材料什质、硼酸成分太少、镀液溫度太低都是会造成针眼，镀液维护保养及加工工艺操纵是重要，防针眼剂运用作加工工艺增稠剂来加补。

b)不光滑、毛边：不光滑就表明饱和溶液脏，充足过虑就可纠正（PH太高易产生氢氧化镍沉积应加以控制）。电流强度太高、阳极泥及补放水不纯带进残渣，比较严重时都将造成不光滑及毛边。

c)结合性低：假如铜涂层没经充足去空气氧化层，涂层便会脱落状况，铜和镍中间的粘合力就差。假如电流量终断，那么就可能在终断处，导致镍涂层的本身脱落，溫度太低比较严重时也会造成脱落。

d)涂层脆、可锻性差：当涂层受弯折或遭受某种意义的损坏时，通常会显露出来涂层脆。这就表明存有有机化合物或重金属超标什质环境污染，添加物太多、带入的有机化合物和电镀工艺抗蚀剂，是有机化合物环境污染的首要来源于，务必用活性碳进行解决，加上济不够及PH过高就会危害涂层延性。

e)涂层偏暗和颜色不匀称：涂层偏暗和颜色不匀称，就表明有金属材料环境污染。由于一般全是先电镀铜后镀镍，因此带进的铜饱和溶液是具体的污染物。关键的是，要把电镀挂具所沾的铜饱和溶液降低到最少水平。为了更好地除去槽中的金属材料环境污染，尤其是去铜饱和溶液应当用波纹钢负极，在2~5安/平方英寸的电流强度下，每加仑饱和溶液空镀5皮安一小时。前解决欠佳、低涂层欠佳、电流强度过小、主含盐量太低、电镀电源控制回路接触不良现象都是会危害涂层颜色。

f)涂层烫伤：造成涂层烫伤的有可能缘故：硼酸不够，金属盐的浓度值低、操作温度太低、电流强度太高、PH太高或拌和不充足。

g)淀积速度低：PH值低或电流强度低都是导致淀积速度低。

h)涂层出泡或脱皮：镀前解决欠佳、正中间关闭电源時间太长、有机化学残渣环境污染、电流强度过大、溫度太低、PH太高或太低、残渣的危害比较严重的时候会造成出泡或脱皮状况。

I）阳极氧化钝化：阳极氧化活性剂不够，阳极氧化总面积过小电流强度太高。

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