CN106011808A - 一种提高镀金层焊接性能的方法 - Google Patents

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毕四富
王尧
王春雨
曹立新
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
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Abstract

本发明涉及一种提高镀金层焊接性能的方法，其包括以下步骤：以化学镀镍后的工件做为工作电极，铂片做为辅助电极，饱和甘汞参比电极或硫酸亚汞参比电极组成三电极体系；在镀金开始的同时采用电化学工作站或其它能够随时间变化记录开路电位的仪器记录开路电位‑时间曲线；根据开路电位‑时间曲线的变化对镀金过程进行控制，保持平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好。本发明简单易行，通过对镀金液进行相应调整控制，从而提高镀金层焊接性能，降低组装完成后偶发的焊接不良。

Description

一种提高镀金层焊接性能的方法
技术领域
本发明涉及应用于印刷线路板表面处理的化学镀金技术领域，具体地说是一种在镀金过程中提高化学镀金层焊接性能的方法。
背景技术
伴随着微电子技术的快速发展，PCB的平板设计愈发复杂，对PCB最终表面处理技术也提出了更高的标准。化学镀镍/置换镀金（ENIG) 技术是在PCB的铜板分别进行化学镀镍、置换镀金，进而获得Ni-P/Au复合镀层的全化学镀工艺。这种复合镀层表面平坦，耐蚀性好，焊接性能优良，成本较低而且也达到了无铅化、无卤化的使用要求，可满足PCB的多种组装要求，因而使其在微电子领域迅速推广。
虽然在很多方面ENIG技术已经符合了PCB表面处理工艺的要求，然而PCB板在后面的微互联过程中会出现个别焊点不可靠、存在裂纹、出现富P层等问题。这些问题是由于置换镀金过程中，镀金液使镍表面发生氧化，生成未能溶解的黑色氧化物，即“黑盘”现象导致；而且这些问题只有在产品完成之后才会逐渐被发现，给用户和企业造成了很大的麻烦。因此，提高镀金层的焊接性能，降低后续偶发的焊接不良有着重大的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，通过在镀金过程中进行实时控制，提高后续焊接可靠性，提供一种方法简单的提高镀金层焊接性能的方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种提高镀金层焊接性能的方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）、以化学镀镍后的工件做为工作电极，铂片做为辅助电极，饱和甘汞参比电极或硫酸亚汞参比电极组成三电极体系；
（2）、在镀金开始的同时采用电化学工作站或其它能够随时间变化记录开路电位的仪器记录开路电位-时间曲线；
（3）、根据开路电位-时间曲线的变化对镀金过程进行控制，保持平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好。
进一步，所述步骤（3）中保持平台电位负移小于10mV，镀金层后续焊接性能良好。
本发明通过在镀金过程中测量原位开路电位，根据开路电位-时间曲线的变化，当平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好，平台电位负移大于20mV会增加后续产生焊接不良的几率。更优选为保持平台电位负移小于10mV以保证镀金层后续焊接性能良好。对照现有技术，本发明简单易行，通过实时监测开路电位的变化，需要时对镀金液进行相应调整控制，保证镀金层后续焊接性能良好。从而降低后续焊接不良发生的几率，避免组装完成后偶发的焊接不良。
附图说明
图1是本发明开路电位-时间曲线变化示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明。
一种提高镀金层焊接性能的方法，其包括以下步骤：
（1）、以化学镀镍后的工件做为工作电极，铂片做为辅助电极，饱和甘汞参比电极或硫酸亚汞参比电极组成三电极体系；
（2）、在镀金开始的同时采用电化学工作站或其它能够随时间变化记录开路电位的仪器记录开路电位-时间曲线；
（3）、根据开路电位-时间曲线的变化对镀金过程进行控制，保持平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好。
进一步，所述步骤（3）中保持平台电位负移小于10mV，镀金层后续焊接性能良好。
本发明通过在镀金过程中测量原位开路电位。原位开路电位是指工作电极在施镀过程中与参比电极间实时电位变化，原位开路电位可以反映镀层表面状态及沉积过程。根据开路电位-时间曲线的变化，当平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好，平台电位负移大于20mV会增加后续产生焊接不良的几率。更优选为保持平台电位负移小于10mV以保证镀金层后续焊接性能良好。
本发明简单易行，通过实时监测开路电位的变化，需要时对镀金液进行相应调整控制，保证镀金层后续焊接性能良好。从而降低后续焊接不良发生的几率，避免组装完成后偶发的焊接不良。
实施例1: 一种提高镀金层焊接性能的方法，其采用亚硫酸盐无氰化学镀金液，以化学镀镍后的印刷线路板做为工作电极，铂片做为辅助电极，饱和甘汞电极组成三电极体系；在镀金开始的同时采用CHI660电化学工作站记录开路电位-时间曲线。
图1为开路电位-时间曲线随镀液性能不同而变化的示意图。分别在初始、电位负移20mV、电位负移50mV、电位负移100mV时分别处理各10片测试试样，组别分别记为a、b、c、d组。
测试试样采用以下工艺进行处理：
(1)经酸洗、微刻蚀、活化、预浸处理后化学镀镍10 min；
(2)在化学镀镍层上化学镀金20 min。
(3)水洗后冷风吹干。
(4)漂锡试验检查可焊性。
所得金层外观均平整光亮，无溢镀、漏镀现象，镀层厚度0.2 µm，胶带法测试镀层结合力合格。
将a、b、c、d组分别进行漂锡试验，每组有870个焊点，通过目视和显微镜检查，a、b组无焊点不良现象，c组出现1个焊点不良，d组出现8个焊点不良。
以上实验结果证明了根据开路电位-时间曲线的变化，当平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好，平台电位负移大于20mV会增加后续产生焊接不良的几率。更优选为保持平台电位负移小于10mV以保证镀金层后续焊接性能良好。
实施例2: 一种提高镀金层焊接性能的方法，其采用亚硫酸盐无氰置换镀金液，以化学镀镍后的印刷线路板做为工作电极，铂片做为辅助电极，饱和甘汞电极组成三电极体系；在镀金开始的同时采用CHI660电化学工作站记录开路电位-时间曲线。
开路电位-时间曲线随镀液性能不同而变化如图1所示。在初始、电位负移20mV、电位负移30mV、电位负移45mV时分别处理各10片测试试样，组别分别记为a、b、c、d组。
测试试样采用印刷线路板，采用以下工艺进行处理：
(1)经酸洗、微刻蚀、活化、预浸处理后化学镀镍10 min；
(2)在化学镀镍层上置换镀金10 min。
(3)水洗后冷风吹干。
(4)漂锡试验检查可焊性。
所得金层外观均平整光亮，无溢镀、漏镀现象，镀层厚度0.05 µm，胶带法测试镀层结合力合格。
将a、b、c、d组分别进行漂锡试验，每组有870个焊点，通过目视和显微镜检查，a、b组无焊点不良现象，c组出现1个焊点不良，d组出现5个焊点不良。
以上实验结果证明了根据开路电位-时间曲线的变化，当平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好，平台电位负移大于20mV会增加后续产生焊接不良的几率。更优选为保持平台电位负移小于10mV以保证镀金层后续焊接性能良好。
上述实施方式只是为更容易理解本发明而列出，本发明不局限于上述实施方式，工程技术人员可以据此作相应的改动。不论做任何变化，凡是利用上述的步骤都是本发明的一种变形，均应认为落在本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种提高镀金层焊接性能的方法，其特征在于：其包括以下步骤：
（1）、以化学镀镍后的工件做为工作电极，铂片做为辅助电极，饱和甘汞参比电极或硫酸亚汞参比电极组成三电极体系；
（2）、在镀金开始的同时采用电化学工作站或其它能够随时间变化记录开路电位的仪器记录开路电位-时间曲线；
（3）、根据开路电位-时间曲线的变化对镀金过程进行控制，保持平台电位负移小于20mV，镀金层后续焊接性能良好。
2.根据权利要求1所述的提高镀金层焊接性能的方法，其特征在于：所述步骤（3）中保持平台电位负移小于10mV，镀金层后续焊接性能良好。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6637641B1 (en) * 2002-05-06 2003-10-28 Emc Corporation Systems and methods for manufacturing a circuit board
CN101525744A (zh) * 2009-04-27 2009-09-09 深圳市成功化工有限公司 印刷线路板的表面处理方法

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HAIPING LIU: ""Gold Immersion Deposition on Electroless Nickel Substrates"", 《JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY》 *
李晓倩等: ""ENIG黑焊盘的原因分析及其对焊点质量的影响"", 《电子显微学报》 *

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