CN106852007A - 应用于pcb表面处理的双层镍金工艺 - Google Patents

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陈世荣
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Abstract

本发明公开了一种应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，它包括如下步骤：a、脱脂；b、水洗；c、微蚀；d、水洗；e、活化；f、活化后水洗：先用一定浓度稀盐酸浸渍，再强烈水洗，热水洗；g、一次镍：根据需要将PCB板进行化学镀镍或者电镀镍；h、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；i、二次活化；j、超声水洗；k、二次镍：选择相应化学镀镍液进行二次镀镍；l、超声水洗；m、化学镀金：化学镀金，控制时间获得相应要求的厚度；n、回收水洗：去离子水冲洗，回收带出的金；o、干燥：干燥包装处理。本发明操作简单方便，与现有技术相比，避免了镍层与金层之间空洞的形成和过度腐蚀造成的露铜现象。

Description

应用于PCB表面处理的双层镍金工艺
技术领域
本发明涉及一种表面处理技术优化，特别涉及一种应用于PCB表面处理的双层镍金工艺。
背景技术
印制线路板作为电器元件的载体，在进行封装之前需要进行表面处理。常见的表面处理技术有化学镀镍浸金、化学银、有机物涂覆膜、化学锡等，但是随着电子产品随着轻、薄、短、小的发展，对线路板也提出了新的要求，化学镀镍浸金表面处理技术因其能满足细线路及可同时满足多种封装要求而得到很大发展。
化学镀镍金是印制线路板常见的表面处理技术，承接着线路板表面保护和封装插接的任务。传统的化学镀镍浸金是在印制线路板表面经过一定的前处理后，先沉积一层化学镀镍层，再沉积一层化学镀金层。但是在应用中发现，传统的化学镀镍浸金过程由于镍层存在耐腐蚀性差、容易形成黑色镍垫，使得电子产品存在很大可靠性隐患，严重危害了电子产品的可靠性和使用寿命。
单层的镍层微观结构表现出疏松多孔状态，化学浸金又为置换反应，在浸金过程中实际上就是一个电化学腐蚀问题。由于镍层的这种结构状态和化学镀金的腐蚀行为，使得腐蚀(浸金)沿着纵向发展而向基材深处蔓延，最终在镍层与金层之间形成了许多空洞，引起后续可靠性的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅操作方便，且能提高产品品质的应用于PCB表面处理的双层镍金工艺。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
a、脱脂：采用PCB常用清洗剂对印制线路板表面进行清理；
b、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
c、微蚀：其目的在去除氧化获得新鲜铜面，同时达到绝对粗度约0.5-1.0μm之铜面，使得镀镍金后仍能获得相当粗度，此结果有助打线时之拉力；
d、水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
e、活化：采用离子钯活化法活化铜面，钯离子浓度控制在7ppm左右。电镀一次镍此步骤可不用；
f、活化后水洗：先用一定浓度稀盐酸浸渍，再强烈水洗，热水洗；
g、一次镍：根据需要将PCB板进行化学镀镍或者电镀镍；
h、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
i、二次活化：对一次镍层进行二次活化；
j、超声水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
k、二次镍：选择相应化学镀镍液进行二次镀镍；
l、超声水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
m、化学镀金：化学镀金，控制化学镀时间获得相应要求的厚度；
n、回收水洗：去离子水冲洗，回收带出的金；
o、干燥：干燥包装处理。
作为上述方案的进一步说明，在所述步骤g中，是根据具体需要及印制线路板的特性，选择电镀镍或化学镀镍，镀镍层厚度控制在1-3um；化学镀镍过程中，镀层中的磷含量为5-15％，电镀镍不含有磷。
进一步地，在所述步骤i的二次活化过程中，按重量百分比采用含有稀硫酸8-13％和柠檬酸2-8％的混合液进行活化。
进一步地，在所述超声水洗去除吸附于镀层表面的杂质的过程中，应在50℃去离子水的环境下进行。
进一步地，在所述步骤k过程中，镀镍层厚度控制在0.5-1.5um，镀层中的磷含量为1％-10％。
进一步地，在所述步骤m中，镀液为无氰化学镀金液。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明获得的镀层，能在化学镀金过程中有效减弱镀液对镍层的纵向腐蚀，控制镀金层更加均匀的分布在镍层的表面层，避免了镍层与金层之间空洞的形成和过度腐蚀造成的露铜现象。此外，一次镍为电镀镍时，电镀镍具有填孔的作用，二次镍后镍层非常平整，平整的镍层对金层的沉积非常有利，既能使得金层更加均匀，也能减小镍的过度腐蚀。同时，多层镍能在较薄的厚度下达到与较厚镍相同的耐腐蚀效果，双层镍镍层的厚度能在一定程度减小，节约了成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明实施例1的双层镍金层表面形貌图；
图3为本发明实施例1的双层镍金表层成分图；
图4为本发明实施例2的双层镍金层表面形貌图；
图5为本发明实施例2的双层镍金表层成分图。
具体实施方式
如图1所示，本发明是一种应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，它包括如下步骤：
a、脱脂：采用PCB常用清洗剂对印制线路板表面进行清理，彻底去除表面油污，表面润湿良好，无污渍、杂质；
b、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
c、微蚀：其目的是去除氧化获得新鲜铜面，同时达到绝对粗度(Ra)约0.5-1.0μm的铜面，使得镀镍金后仍能获得相当粗度，此结果有助打线时的拉力，微蚀液主要成分是SPS150g/l加少量盐酸，以保持氯离子约200ppm为原则，时间控制在1min；
d、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
e、活化：采用离子钯活化法活化铜面，钯离子浓度控制在7ppm左右；电镀一次镍此步骤可不用；
f、活化后水洗：先用一定浓度稀盐酸浸渍，再强烈水洗，热水超声波清洗；
g、一次镍：根据需要将PCB板进行化学镀镍或者电镀镍，镀镍液选择酸性镀镍液；
h、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
i、二次活化：对一次镍层进行二次活化，活化液包含10％硫酸及5％柠檬酸；
j、超声水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
k、二次镍：选择相应化学镀镍液进行二次镀镍，镀镍液选择酸性化学镀镍液，厚度保持在1um左右；
l、超声水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
m、化学镀金：化学镀金，控制化学镀时间获得相应要求的厚度；
n、回收水洗：去离子水冲洗，回收带出的金；
o、干燥：干燥包装处理。
实施例1
本实施例中，一次镍主要参数控制：镀镍层厚度1.2um，磷含量：11.9％，镀镍方式：化学镀镍；
二次镍主要参数控制：厚度0.2um、磷含量:7.9％；化学镀金层参数控制：厚度0.098um。所获得的镀层颜色为金黄色、无漏镀及颜色差异现象，镀层为颗粒状均匀排布，测试结合力良好，镀层焊接性能良好，镀层形貌及成分见附图1和附图2。
实施例2
本实施例中，一次镍主要参数控制：厚度1.9um，磷含量：0镀镍方式：电镀镍；
二次镍主要参数控制：厚度0.7um、磷含量：8.2％；化学镀金层参数控制：厚度0.11um。所获得的镀层颜色为金黄色、无漏镀及颜色差异现象，表层干净无黑色腐蚀点存在，镀层较为平整，测试结合力良好，镀层焊接性能良好，镀层形貌及成分见附图3和附图4。
实施例3
本实施例中，一次镍主要参数控制：厚度2.3um，磷含量：8.6％；镀镍方式：化学镀镍。二次镍主要参数控制：厚度1.3um，磷含量:3.2％；化学镀金层参数控制：厚度0.13um。所获得的镀层颜色为金黄色、无漏镀及颜色差异现象，镀层为颗粒状均匀排布，测试结合力良好，镀层焊接性能良好,测试效果与例1例2有相似效果。
本发明与现有技术相比，获得的镀层，能在化学镀金过程中有效减弱镀液对镍层的纵向腐蚀，控制镀金层更加均匀的分布在镍层的表面层，避免了镍层与金层之间空洞的形成和过度腐蚀造成的露铜现象。此外，一次镍为电镀镍时，电镀镍具有填孔的作用，二次镍后镍层非常平整，平整的镍层对金层的沉积非常有利，既能使得金层更加均匀，也能减小镍的过度腐蚀。同时，多层镍能在较薄的厚度下达到与较厚镍相同的耐腐蚀效果，双层镍镍层的厚度能在一定程度减小，节约了成本。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
a、脱脂：采用PCB常用清洗剂对印制线路板表面进行清理；
b、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
c、微蚀：去除氧化获得新鲜铜面，同时达到绝对粗度Ra 0.5-1.0μm的铜面；
d、水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
e、活化：采用离子钯活化法活化铜面，钯离子浓度控制在5-8ppm；
f、活化后水洗：先用一定浓度稀盐酸浸渍，再水洗；
g、一次镍：根据需要将PCB板进行化学镀镍或者电镀镍；
h、水洗：先用自来水冲洗，再用热水洗，清洗两次；
i、二次活化：对一次镍层进行二次活化；
j、超声水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
k、二次镍：选择相应化学镀镍液进行二次镀镍；
l、超声水洗：先用自来水冲洗，再用热水超声清洗，清洗两次；
m、化学镀金：控制化学镀时间获得相应要求的厚度；
n、水洗回收：去离子水冲洗，回收带出的金；
o、干燥：干燥包装处理。
2.根据权利要求1所述的应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，在所述步骤g中，是根据具体需要及印制线路板的特性，选择电镀镍或化学镀镍，镀镍层厚度控制在1-3um；化学镀镍过程中，镀层中的磷含量为5-15％，电镀镍不含有磷。
3.根据权利要求1所述的应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，在所述步骤i的二次活化过程中，按重量百分比采用含有稀硫酸8-13％和柠檬酸2-8％的混合液进行活化。
4.根据权利要求1所述的应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，在所述超声水洗去除吸附于镀层表面的杂质的过程中，应在50℃去离子水的环境下进行。
5.根据权利要求1所述的应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，在所述步骤k过程中，镀镍层厚度控制在0.5-1.5um，镀层中的磷含量为1％-10％。
6.根据权利要求1所述的应用于PCB表面处理的双层镍金工艺，其特征在于，在所述步骤m中，镀液为无氰化学镀金液。
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