PCB沉金工艺介绍解析

*沉镍金教材撰写：henry日期：2012年6月*第一部分 沉镍金基本概念*一、什么是化学镀化学镀是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属沉积的过程。*二、化学镀应具备的条件：1、氧化还原电位应显著低于金属还原电位；2、溶液不产生自发分解，催化时才发生金属沉积；3、PH值、温度可以调节镀覆速度；4、具有自催化作用；5、溶液有足够寿命。*也叫无电镍金或沉镍浸金（ElectrolessNickelImmersionGold），是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层的一种工艺。其含义是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金。三、什么是沉镍金？* 沉镍金工艺既能满足日益复杂的PCB装配、焊接的要求，又比电镀镍金的成本低，同时还能对导线的侧边进行有效的保护，防止在使用过程中产生不良现象。AUNiCU四、沉镍金工艺的目的*五、沉镍金工艺的用途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。化学镍的厚度一般控制在4-5μm，其不但对铜面进行有效保护，防止铜的迁移，而且具备一定硬度和耐磨性能，同时拥有良好的平整度。浸金的厚度一般控制在0.05-0.1μm，其对镍面具有良好的保护作用，而且具备很好的接触导通性能。*第二部分沉镍金原理及工艺介绍*一、基本工艺流程　整孔除油水洗微蚀水洗活化水洗沉镍水洗沉金水洗烘干*二、各流程简介1、整孔A、目的：使非导通孔孔内残留的钯失去活性，以防止其沉上镍金。B、通常在蚀刻后褪锡前以水平线处理,使用的药水一般为：硫脲和盐酸*2、除油作作用：用于除去铜面之轻度油脂及氧化物，铜面清洁及增加润湿性。特性要求：A：一般为酸性除油剂B：不损伤soldermaskC：低泡型，容易水洗*操作条件：温度：50±10oC时间：6±2min过滤：5μmPP滤芯连续过滤搅拌：摆动及药液循环搅拌槽材质：PP或SUS加热器：石英或铁弗龙加热器*逆流水洗：除油缸之后通常为二级市水洗，如果水压及流量不稳定或经常变化，则将逆流水洗设计为三级市水洗更佳。*作用：酸性过硫酸钠微蚀液用于使铜面微粗化，增加铜与化学镍层的密着性。沉镍金生产也有使用硫酸双氧水或酸性过硫酸钾微蚀液来进行的。3、微蚀缸**操作条件（NPS系列）：Na2S2O8：100±20g/lH2SO4：20±10g/lCu2+：5~25g/l温度：30±2OC时间：1.5±0.5min搅拌:摆动及药液循环搅拌或空气打气槽材质:PVC或PP加热器:石英或铁弗龙加热器*铜浓度控制：由于Cu2+对微蚀速率影响较大，通常须将Cu2+的浓度控制在5-25g/l，以保证微蚀速率处于0.5-1.5μm之间。生产过程中,换缸时往往保留1/5-1/3缸母液(旧液)，以保持一定的Cu2+浓度。*逆流水洗：由于带出的微蚀残液，会导致铜面在水洗过程中迅速氧化，所以微蚀后水质和流量以及浸泡时间都须特别考虑。否则，预浸缸会产生太多的Cu2+，继而影响钯缸寿命。所以，在条件允许的情况下，微蚀后二级逆流水洗，之后再加入3%—5%的硫酸浸洗，经二级逆流水洗后进入预浸缸。*4、预浸作用：维持活化缸的酸度及使铜面在新鲜状态（无氧化物）的情况下，进入活化缸。操作条件：温度：室温时间：1±0.5min搅拌：摆动及药液循环搅拌槽材质：PVC或PP*5、活化作用：在电化序中，铜位于镍的后面，所以必须将铜面活化，才能进行化学镀镍。PCB行业大多是采用先在铜面上生成一层置换钯层的方式使其活化。反应式：Pd2++CuPd+Cu2+PCB沉镍金工序之活化剂一般为硫酸型和盐酸型两种，现较多使用硫酸型钯活化液。行业中也有使用Ru（Ruthenium）做催化晶核，效果也较为理想。*操作条件温度：27±3OC时间：4±2min槽材质：PVC或PP温控：铁弗龙包覆加热器或冷却盘管过滤 ：5μmPP滤芯连续过滤搅拌：摆动及药液循环搅拌*工艺维护 影响钯缸稳定性的主要因素除了药水系列不同之外，钯缸控制温度和Pd2+浓度则是首要考虑的问题。温度越低、Pd2+浓度越低，越有利于钯缸的控制。但不能太低，否则会影响活化效果引起漏镀发生。 通常情况下，钯缸温度设定在20-300C，其控制范围应在±10C，而Pd2+浓度则控制在20-40ppm，至于活化效果，则按需要选取适当的时间。*逆流水洗：水洗缸中少量的Pd带入镍缸，并不会对镍缸造成太大的影响，所以不必太在意活化后水洗时间太短，一般情况下，二级水洗总时间控制在1-3min为佳。尤其重要的是，活化后水洗不宜使用超声波装置，否则，不但导致大面积漏镀，而且渗镀问题依然存在。* 作用：在钯的活化作用下，Ni2+在NaH2PO2的还原条件下沉积在裸铜表面。当镍沉积覆盖钯催化晶体时，自催化反应将继续进行，直至达到所需之镍层厚度。 主反应：Ni2++2H2PO2-+2H2ONi+2HPO32-+4H++H2 副反应：4H2PO2-2HPO32-+2P+2H2O+H26、沉镍*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。H2PO2-+H2OHPO32-+H++2H2.镍离子在活化钯面上迅速还原镀出镍金属。Ni2++2HNi+2H+反应机理：*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。H2PO2-+HOH-+P+H2O4.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。H2PO2-+H2OHPO32-+H++H2*化学镍药水的分类：按操作温度分可将镀液分成高温镀液（85-950C）、中温镀液（65-750C）、低温镀液（500C）以下 按其使用的还原剂又可大致分为次磷酸盐型、硼氢化物型、肼型、胺基硼烷型4种。* 最常用的是次磷酸盐为还原剂的酸性高温化学镀镍液，常称为普通化学镀镍液。按pH值分又可将其分为酸性镀液和碱性镀液；*溶液的组成及作用：A、金属盐次磷酸镍是镍离子最为理想的来源。如能解决其在制备过程中遇到的问题，使用这种镍盐将极大地改善镀液的性能 目前 最常用的镍盐有硫酸镍和氯化镍两种。由于硫酸镍的价格低廉，且容易制成纯度较高的产品，被认为是镍盐的最佳选择。由于氯离子的活性高，化学镀镍时一般不使用氯化镍*   镀液中镍离子浓度不宜过高，镀液中镍离子过多会降低镀液的稳定性，容易形成粗糙的镀层，甚至可能诱发镀液瞬时分解，继而析出海绵状镍。镍离子与次磷酸盐浓度的最佳摩尔比应在0.4左右B、还原剂化学镀镍的主要成分，它能提供还原镍离子所需要的电子。   在一定范围内镍沉积的反应速度与次磷酸盐的浓度成正比，因而次磷酸盐的浓度直接影响着反应的沉积速率，*一般均使用NaH2PO2，其控制浓度一般为20-40g/l。在镀液中，主反应将Ni2+还原成为金属Ni，副反应为其本身的歧化反应生成单质P，主反应及副反应过程中均伴随H2逸出。C、缓冲剂、络合剂 缓冲剂主要用处是维持镀液的pH值防止化学镀镍时由于大量析氢所引起的pH值下降络合剂作用主要是与镍离子进行络合降低游离镍离子的浓度，提高镀液的稳定性。在化学镀镍溶液中通常选用有机酸及其盐作为缓冲剂、络合剂。*柠檬酸、羟基乙酸、琥珀酸、苹果酸、乳酸及其盐、氯化铵、焦磷酸盐、乙二胺、三乙醇胺等均为结合剂，其中某些药品还起缓冲剂作用；D、稳定剂其主要用处是防止化学镀镍溶液在受到污染及存在有催化活性的固体颗粒、负载量过大或过小、pH值过高等异常情况下，自发分解。重金属离子锡、锌、铅、镉、锑及某些有机或无机含硫化合物如硫脲以及三氯化钼都是化学镀镍的催化剂毒物，如含量很少时，对镀液有一定的稳定作用，但若含量过高会使镀液失效导致镍不能沉积出来。*镍沉积速度影响因素A温度BPH值C缸老化度（正常生产时老化度以MTO来衡量）D主盐（NiSO4）浓度E还原剂（NaH2PO2)浓度F溶液的过滤与搅拌 注：MTO即MetalTurnOver，缸内金属离子的加入量*图表2 9.5 13.5 18 22.5浴温（℃）析出速度（μm/hr）浴温变化试验结果Sheet1 9.5 13.5 18 22.5 75 80 85 90Sheet1 0 0 0 0浴温（℃）析出速度（μm/hr）浴温变化试验结果Sheet2 Sheet3 *图表3 19 20.7 21.2 22.5 23 24.6PH析出速度（μm/hr）PH变化试验结果Sheet1 9.5 13.5 18 22.5 75 80 85 90Sheet1 0 0 0 0浴温（℃）析出速度（μm/hr）浴温变化试验结果Sheet2 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 5 19 20.7 21.2 22.5 23 24.6Sheet2 0 0 0 0 0 0PH析出速度（μm/hr）PH变化试验结果Sheet3 *图表4 22 20 18 16 13.5 13.5 11溶液老化度（MTO）析出速度（μm/hr）老化度与析出速度试验结果Sheet1 9.5 13.5 18 22.5 75 80 85 90Sheet1 0 0 0 0浴温（℃）析出速度（μm/hr）浴温变化试验结果Sheet2 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 5 19 20.7 21.2 22.5 23 24.6Sheet2 0 0 0 0 0 0PH析出速度（μm/hr）PH变化试验结果Sheet4 0 1 2 3 4 5 6 22 20 18 16 13.5 13.5 11Sheet4 0 0 0 0 0 0 0溶老化度（MTO）析出速度（μm/hr）老化试验结果Sheet3 *图表5 21 22.7 22.8 23 24镍浓度（g/L）析出速度（μm/hr）析出速度与镍浓度关系Sheet1 9.5 13.5 18 22.5 75 80 85 90Sheet1 0 0 0 0浴温（℃）析出速度（μm/hr）浴温变化试验结果Sheet2 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 5 19 20.7 21.2 22.5 23 24.6Sheet2 0 0 0 0 0 0PH析出速度（μm/hr）PH变化试验结果Sheet4 0 1 2 3 4 5 6 22 20 18 16 13.5 13.5 11Sheet4 0 0 0 0 0 0 0溶老化度（MTO）析出速度（μm/hr）老化试验结果Sheet5 4.8 5.2 5.9 6.4 6.7 21 22.7 22.8 23 24Sheet5 0 0 0 0 0镍浓度（K/L）析出速度（μm/hr）析出速度与镍浓度关系Sheet3 *图表6 22.5 23 22 22.5 24还原剂浓度（g/L）析出速度（μm/hr）还原剂浓度与析出速度关系Sheet1 9.5 13.5 18 22.5 75 80 85 90Sheet1 0 0 0 0浴温（℃）析出速度（μm/hr）浴温变化试验结果Sheet2 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 5 19 20.7 21.2 22.5 23 24.6Sheet2 0 0 0 0 0 0PH析出速度（μm/hr）PH变化试验结果Sheet4 0 1 2 3 4 5 6 22 20 18 16 13.5 13.5 11Sheet4 0 0 0 0 0 0 0溶老化度（MTO）析出速度（μm/hr）老化试验结果Sheet5 4.8 5.2 5.9 6.4 6.7 21 22.7 22.8 23 24Sheet5 0 0 0 0 0镍浓度（K/L）析出速度（μm/hr）析出速度与镍浓度关系Sheet3 18 22 26 30 34 22.5 23 22 22.5 24Sheet3 0 0 0 0 0还原剂浓度（g/L）析出速度（μm/hr）还原剂浓度与析出速度关系*镍层特性 A、磷含量随着溶液成份和操作条件的不同而在7~11%之间变化； B、热处理时，Ni3P结晶化层状结构逐渐消失。当磷含量高于8%时，镀层为非磁性；低于8%时，镀层为磁性； C、抗蚀性高，特别是当磷含量较高时，在许多侵蚀介质中均比电镀镍耐蚀;* D、硬度高，显微硬度约为500~600HV，400OC处理后则大于1000HV； E、易钎焊，但熔焊性较差； F、镀层密度约为8.0g/cm3； G、熔点约为890OC*工艺维护 A、在酸性溶液中，PH＜3时镍不会被还原析出。随着PH值的提高，沉积速度加快。当PH＞6时，很容易产生Ni(OH)2沉淀。一般PH控制在4.5~5.0; B、随着NaH2PO2和NiSO4浓度的增加，沉积速度逐渐提高，而后趋于稳定或稍有降低。但此时溶液的稳定性下降;* C、化学镀镍层的厚度一般控制4~5μm，最少要大于2.5μm厚的镍磷层才能起到有效的阻挡层作用,防止铜的迁移,以免渗出金面,氧化后导致导电性不良; D、镀覆PCB的装载量（裸铜面）应适中，以0.1~0.5dm2/L为宜。负载太大会导致镍缸活性逐渐升高，甚至导致反应失控，造成严重后果；负载太低会导致镍缸活性逐渐降低，造成漏镀等问题。* E、镀液应连续过滤，以除去溶液中的固体杂质。镀液加热时，必须要有空气搅拌或连续循环系统，使被加热的镀液迅速扩散开。当槽内壁镀有镍层时，应及时用硝酸（1:3)褪除,适当时可考虑加热,但不可超过50OC,以免污染空气。 F、镀液寿命一般控制在4MTO（即Ni离子添补量累积达到4倍开缸量），超过此限主要问题是镍厚不足。*操作条件A、温度不同系列的沉镍药水其控制范围不同。一般情况下，镍缸的操作范围是86±50C，有的药水则控制在81±50C。具体操作温度应根据试板结果来定，不同型号的制板，有可能操作温度不同。一个制板的良品操作范围一般情况下只有±20C，个别制板也有可能小于±10C.*B、时间镍层厚度与镀镍时间呈线形关系。一般情况下，200μin镍层需镀镍时间28min左右，而150μin镍层则需镀镍时间21min左右。通常情况，不采用调节药水浓度或升高温度来弥补因时间不足而引起的镍厚不足，一定要根据客户镍层要求来设置适当的镀镍时间。否则，可能引起活性不稳定，会造成许多不良后果。*C、浓度：不同供应商之不同系列药水，其浓度控制范围各不相同。由于化学镀镍的本身特点，其动态平衡的控制难度远远大于化学镀铜，其控制范围很窄则可说明这一点。因此，尽可能使用自动补料器来控制药水浓度，手动补料是很难保证每一个制板的良品率。* D、循环过滤循环量：5~~10turnoverperhour（每小时循环抽液量所占开缸体积的倍数）。过滤：优先考虑布袋式过滤，棉芯过滤需监控流量（发现堵塞及时更换）。E、摇摆：根据做板类型的需要决定采用上下摇摆或前后摇摆方式* F、自动化加药：镍缸自动加药是通过感应槽液中Ni2+的透光率的原理，根据吸光度的变化来衡量Ni2+浓度的高低。当Ni2+浓度降低时，特征光谱吸收峰降低，从而透光率的增高使光敏电阻的阻值发生变化，由此而测出变化后的Ni2+浓度。当Ni2+浓度显示值低于设定值时，自动加药器开始加药，直到Ni2+浓度显示值达到设定值时，自动加药泵停止加药。其他组份则根据加药比例事前调节好流量，加药时间与Ni2+加药泵同步进行。* G、缸体材质：由于镍缸操作温度在80-900C，所以缸体不但须耐高温，而且须不易渗漏。如果仅生产单双面板，可考虑使用耐热PP材质。对于多层及高层板，由于受内层布线影响，沉镍金生产过程中，易产生漏镀，所以镍缸操作温度比单、双面板要高出50C左右，甚至达到900C以上。若采用PP材质的镍缸，不可避免产生大量的镍沉积在缸底，给操作带来很多问题。所以，一般情况下，镍缸使用不锈钢体*H、电流保护装置：一般情况下，镍缸使用不锈钢体，或者使用不锈钢加热器（包括不锈钢热交换器）等设施，都应对其阳极进行保护，以抑制镍在其表面的沉积。* 作用：是指在活性镍表面通过化学置换反应沉积薄金。 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。化学反应：2Au++Ni2Au+Ni2+7、沉金*反应机理：NiNi2++2e2Au（CN）2-+2e2Au+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孔，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，所以置换反应形成的浸金薄层，通常20-30分钟时间就可达到极限厚度。*镀液成份A、金盐即氰化金钾KAu(CN)2，其含量为68.3%,其控制浓度一般为0.8g/l~2g/lB、添加剂添加剂包含氯化铵、柠檬酸铵及适量稳定剂，常用EDTA络合Ni2+以稳定生成物对反应速度的影响。*特性：由于金和镍的标准电极电位相差较大，所以在合适的溶液中会发生置换反应。镍将金从溶液中置换出来，但随着置换出的金层厚度的增加，镍被完全覆盖后，浸金反应就终止了。一般浸金层的厚度较薄，通常为0.1μm左右,这既可达到降低成本的要求,也可提高后续钎焊的合格率。*操作条件 温度：85±50C PH：4.5±0.5 加热:石英或铁弗龙加热器 搅拌:过滤机循环搅拌 摇摆:同镍缸 槽材质:PP、FRP或SUS内衬铁弗龙*工艺维护 通常情况下，沉金缸的浸镀时间设定在7-11分钟，操作温度一般在80-900C，可以根据客户的金厚需求，通过调节温度来控制金厚。从生产角度来讲，金缸容积越大越好，不但其Au浓度变化小而有利于金厚控制，而且可以延长换缸周期。*逆流水洗 为了节省成本，金缸之后需加装回收水洗，同时也可减轻对环境的污染。回收水洗控制在20-30sec为佳。 回收缸之后，一般都是二级逆流水洗，对于DI水压力不稳定条件下，逆流水洗最好设计为三级。之后常常为热水洗。*11、烘干A、目的：将沉金后的板面药渍彻底清洗干净。B、水平后处理设备流程：酸洗或DI水洗干板高压水洗*第三部分沉镍金换缸保养程序*Ni缸保养1用清水将缸清洗一次，开循环泵。2用50%工业硝酸槽4小时以上，下次循环使用前次硝酸溶液时，需加20L新硝酸3用清水装满槽，开过滤循环泵10分钟。4用1%氨水在浸缸20分钟，开过滤循环泵5用清水装满槽，开过滤循环泵5分钟后排走再重洗一次后可投入生产使用。*钯缸保养1、每次换缸保养一次，不连续生产则每周保养一次2、将活化前两DI水缸排放后清洗干净，将活化液转移至两缸中。3、加入30%~40%（W/W）硝酸。4、启动Pump循环1.5小时以上或直到槽壁灰色沉积均完全去除，如无法除去，需用干净布沾硝酸擦洗，直至除去。*5、硝酸排出，加清水循环5~10min排放6、用5%（V/V）硫酸浸洗10~20min排放7用清水冲洗2遍，用DI水开泵循环10~20min排放。7、活化液转回活化缸，取样分析调整后才可进行生产其它缸保养1、用碎布将缸擦洗干净。2、开清水循环清洗所有缸1小时。*第四部分沉镍金工序常见缺陷分析*一、漏镀 A、主要原因 体系活性（镍缸及钯缸）相对不足 铅、锡等铜面污染 B、问题分析 漏镀的成因在于镍缸活性不能满足该Pad位的反应势能，导致沉镍化学反应中途停止，或者根本未沉积金属镍。* 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，首先须区分是否由外界污染板面所致。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因素是镍缸稳定剂浓度，但由于难以操作控制，一般不采取降低稳定剂浓度来解决该问题。影响体系活性的主要因素是镍缸温度。升高镍缸温度，一定有利于漏镀的改善。如果不考虑外部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，都会影响镍缸的活性，但其影响程度较小，而且过程缓慢。所以不宜作为改善漏镀问题的主要方法。* 二、渗镀 A、主要原因 体系活性太高 外界污染或前工序残渣 B、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它的方法去除。 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，同漏镀问题改善一样，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，但因其影响程度小而且过程缓慢，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。* 三、甩金 A、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 B、问题分析 金层同镍层发生分离，说明镍层同金层的结合力很差，镍面出现异常而造成甩金。* 镍面出现钝化，是造成甩金出现的最主要因素。沉镍后在空气中暴露时间过长和水洗时间过长，都会造成镍面钝化而导致结合力不良，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。* 四、甩镍 A、主要原因 铜面不洁或活化后钯层表面钝化 镍缸中加速剂失衡 B、问题分析 镍缸以前制程不良或不能除去铜面杂物（包括绿油残渣），镍层与铜面结合力就会受到影响，从而就导致甩镍。* 出现甩镍问题，首先须检查做板过程中板面状况，区分铜面杂物还是活化后钯层表面钝化，若是后者，则追踪是否活化后空气中暴露时间太长还是水洗时间太长。 如果铜面杂物引起甩镍，则检查前处理水平微蚀是否正常，同时须检查前处理之前铜面是否异常。另外，前处理中硫脲药液残留铜面，轻则出现沉镍金颜色粗糙，重则导致甩镍。* 镍缸中加速剂（如Na2S2O3）太多则会导致镍沉积松散，造成镍层剥落，此时多伴随镍面哑色出现（失去光泽）。出现这种情况，用拖缸板（镍板）消耗掉多余加速剂，即可重新进行生产。* 五、非导通孔上金 A、主要原因 直接电镀或化学沉铜残留的钯太多 镍缸活性太高 B、问题分析 由于直接电镀导体吸附的Pd层很厚，在沉镍金工序之前，必须用“催化剂中毒”（毒化）的方法使其失去活性。* “盐酸+硫脲”是目前毒化药水的主流，水平线由于对孔壁浸润效果远远优于其它方法，而且可以通过速度来调节其处理效果，同时还可以进行水平微蚀。所以水平毒化是解决非导通孔上金的理想方法。 早期供应商纷纷研制沉金线inline毒化药水，主剂大都为硫脲。对于金面粗糙问题都可完全避免，但毒化效果有时不稳定，随不同批号的来板差异较大。所以非导通孔Pd的厚度对毒化效果有很大影响。另外，如果研制的毒化药水用于水平毒化，孔壁浸润性更好，效果一定更理想。* 对于化学沉铜类型的制板，由于其Pd层较薄，一般通过降低镍缸活性的方法，就可以解决非导通孔上金的问题。但是，由于镍缸活性的调节是用于控制渗镀和漏镀问题，人们不愿因非导通孔上金问题而缩窄镍缸活性的控制。所以，通常也采用毒化的方法来使残留Pd失去活性。 关于镍缸，活性太高也会造成非导通孔上金，因此，不宜采用额外添补加速剂（如Na2S2O3）来调节镍缸活性。如果正常控制下仍有少量非导通孔上金问题，可采取降低镍缸温度或延长毒化时间来解决。*六、金面粗糙A、主要原因铜面(镀铜)粗糙铜面不洁镍缸药水失衡B、问题分析电镀产生的铜面粗糙,只能在电镀通过调整光剂或电流密度来改善。至于沉金线，水平微蚀也不能明显改变其粗糙程度。*对于铜面不洁则考虑用磨板或水平微蚀的方式加以改善，可以做到解决由铜面不洁造成的金面粗糙。对于沉金工序，水平前处理毒化药水（硫脲）残留板面极易造成该问题出现，所以硫脲缸（毒化）之后的运输辘以及水洗效果须时常保持清洁，风刀的角度要保证在干板前能将板面水珠吹走。*镍缸药水失衡也会导致沉积松散或粗糙。影响镍沉积粗糙的主要原因是加速剂太高或稳定剂太少。至于改善对策，则可在实验烧杯中加入稳定剂，按1ml/L，2ml/L，3ml/L做对比试验，这时就会发现镍面逐渐变得光亮，找出适当的比例将稳定剂加入镍缸即可试板和重新生产。需要注意的是，药水失衡往往是加药过程中出现偏差，只要纠正错误偏差后，调整稳定剂并不是一件危险的操作。*七．角位平镀A、主要原因镍缸循环局部过快镍缸温度局部过高镍缸稳定剂浓度过高B、问题分析角位平镀是指化学镍沉积过程中，出现Pad的角位不沉积镍的现象。它通常具有方向性的特征。例如圆型Pad则出现同一方向的月芽形不上镍，方型Pad则出现一边完好，对边严重不上镍，两个侧边逐渐变差。*对于镍缸循环局部过快，往往是镍缸药液循环设计不合理或出水管变形造成，它的特点是镍缸某个角落固定出现该问题。当然，不合理的打气冲击板面也会导致该问题的出现。对于镍缸温度局部过热，往往出现在副槽溢流的镍缸设计。当水位不足的时候，副缸温度往往比主缸高出5摄氏度以上，溢流的热水流量在偏小的同时，往往只扩散在主缸顶层，造成生产板顶部出现角位平镀的现象。对于镍缸稳定剂浓度过高，只要不是来料（供应药水）出现太大的质量问题，通过补加适量的加速剂或拖缸，均能解决该问题的出现。*八、金面颜色不良A、主要原因金缸稳定剂（络合剂）太多金层厚度严重不足金缸使用寿命太长或水洗不净B、问题分析金面颜色不良主要有两种形式，一种是由于金缸稳定剂（络合剂）太多或金层厚度严重不足而形成的金面颜色发白。另一种是由于金缸使用寿命太长或水洗不净造成金面氧化。*当金缸稳定剂补充过多时，往往会出现金面发白而金厚正常的现象，此状况多发生在新开缸初期。遇到这种情况，只要不拘泥于化验分析的控制范围，停止几次补药，颜色就会逐渐转为金黄色。当然，将金缸温度升高，也会一定程度地改善金面颜色。对于金层厚度严重不足导致的颜色发白，主要原因在于金缸温度低于下限太多或金盐浓度严重不足，使得金层不能将镍的颜色完全覆盖，以至出现白色金面。*对于沉金缸后的水洗过程，残留药水会对金面造成污染。尤其是回收缸，浸洗时间控制在半分钟左右为佳。金面污染的制板，当经过烘干缸或自然干燥后，金面就会出现棕色斑痕。用酸洗或普通橡皮擦可以将其除去。当金缸使用寿命太长，槽液积聚的杂质就会越来越多，金面棕色斑痕就容易出现，所以沉金后水洗一定要严格控制，尤其是回收缸的药水浓度不能太高。*九、渗漏镀A、特别说明这里是指渗镀和漏镀在一块板上同时出现。B、问题分析渗镀和漏镀是沉镍金工序最常见问题，首先要区别是否外界污染或残渣（包括残铜）导致问题出现。若是，则采取磨板或水平微蚀的方式去除。*对于漏镀和渗镀在同一块板上同时出现，这说明体系活性不能满足该制板的需求。升高活性，会加剧渗镀的出现，而降低活性则又会导致漏镀的加剧。所以改善对策只能从渗镀和漏镀的特性去调整钯缸和镍缸。首先，漏镀的成因在于镍缸选择性太强，导致活化效果不佳的Pad位沉镍化学反应中途停止或金属镍根本不能沉积。所以，唯一能做的（不考虑调节加速剂和稳定剂浓度）就是大幅度提高活化效果，缩小各Pad位间活化效果的差异，方能提供调整镍缸的空间。*渗镀的成因在于镍缸的选择性太差，降低镍缸的温度可解决该问题出现。一般来讲，将活化时间延长一倍，适当的时候可以考虑升高活化缸温度（最好不要超过300C），Pd2+浓度也可以考虑升高10-20ppm。同时将镍缸温度降低到适当值则可解决漏镀和渗镀同时出现的问题。*解决渗镀和漏镀的方法表面看起来好象很矛盾，其实其从化学反应原理去看待，则不难理解。首先，对立的两个问题同时存在，说明单从镍缸入手根本没有调整的空间。其次，活化缸是Pd2+和Cu的置换反应，其反应初期各Pad位Pd的沉积随客观环境而有很大的差异，但随着Pd层的加厚，化学反应速度逐渐降低。那么在延长活化时间等条件下，沉钯快的Pad位（Pd较厚）反应趋于停止，而沉钯慢的Pad位仍然继续沉积，因而就缩小了各Pad间的活化效果的差异，为解决该矛盾的问题提供调整空间。*第五部分生产应急措施及重工*一、沉镍金生产应急措施沉镍金生产遇到突发事件而不能正常进行时，应根剧事件类型以及影响时间来采取相应的急救措施及重工。突发事件不论是产品质量问题还是机器设备故障，包扩水电气以及安全等问题，这些在解决和处理的同时，应该考虑采取生产应急措施，将生产板有可能出现的问题控制在最小。*1、微蚀缸：遇到突发事件首先观察微蚀缸中是否有板。若有，应立即用吊车或人工将生产板搬入微蚀后水洗缸。因为该缸超时极易出现铜厚不足，而且该问题无法重工解决。置入水缸后即可着手处理其他缸中的生产板。之后则根剧故障解决时间采取相应措施。*A：10分钟内恢复根据车图调整步奏直接恢复生产。B：2小时内恢复用吊车手动将板吊入微蚀缸5秒钟后吊入水洗缸，调整步奏恢复生产。C：2小时内难以恢复估计2小时内恢复的可能性很小，则将生产板取出，在洗板机干板后存放。若洗板机不可以使用，则将生产板取出，在稀酸液中存放。*2、活化缸：活化缸中如果有生产板，一般来说补足时间后用吊车或人工将生产板搬入水洗缸。A：2分钟内恢复根据车图调整步奏直接恢复生产。B：2分钟内难以恢复用吊车或人工将生产板搬入下一缸，用手动的方法完成之后工序，以防钯钝化。若故障伴随镍缸降温，可考虑活化延时1-2分钟，以防漏镀出现。*3、沉镍缸：沉镍缸中一般来说都有生产板，5分钟内恢复则直接恢复生产。若难以恢复则补足时间后，用吊车或人工将生产板搬入水洗，然后进入金缸。若故障伴随镍缸降温，可考虑沉镍延时10-60分钟，以防镍厚不足而报废。沉镍后水洗缸停留时间同活化后水洗缸一样，一般不超过3分钟。否则易出现镍面钝化。*4、沉金缸：沉金缸一般来说，10分钟内能恢复则直接恢复生产。若难以恢复则补足时间后，用吊车或人工将生产板搬入回收缸，水洗后干板。如果不具备干板条件，则浸泡在DI水中存放。若故障伴随金缸降温，可考虑沉金延时10-30分钟，以增加金层厚度。回收缸停留时间一般不超过1分钟。否则易出现金面变色等问题。**5、除油缸：除油缸一般来说，30分钟内能恢复则直接恢复生产。若难以恢复则用吊车或人工将生产板搬入水洗缸。如果2小时内恢复的可能性很小，则将生产板取出，在洗板机干板后存放。如果不具备干板条件，则留在水洗缸或浸泡在DI水中存放。*6、预浸缸：预浸缸一般来说，2小时内能恢复则直接恢复生产。如果2小时内恢复的可能性很小，则将生产板取出，先在水洗缸洗几分钟，之后洗板机干板存放。如果不具备干板条件，则浸泡在DI水中存放。*二、沉镍金生产重工。如果不具备干板条件，则浸泡在DI水中存放。*附表：（后附四表为）励乐公司沉镍金TROUBLESHOOTING（仅供参考）*问题可能原因解决措施金面粗糙1镍缸PH值太高或Ni浓度过高；2铜面粗糙或严重氧化；3前处理不良；4镍缸中存在不溶性粒子，可能造成共镀而粗糙；5配槽水或清洗水水质不良；6铜层本身有针孔；7铜面有绿油残膜；8铜面过度微蚀；9药水局部搅拌不足；1调整，检查补给装置；2加强前制程；3改善微蚀等前处理品质；4加强过滤，更换药水，改善前水洗时间与流量；5使用纯水，移槽过滤，更换槽液；6改善电镀或蚀刻等前制程；7改善绿油特性，硬化条件及加“除残膜”处理；8调整微蚀温度、浓度、时间等；9将加药口移到适当位置；**问题可能原因解决措施架桥1活化液（钯离子）污染（尤其是铁离子或化镍药水的滴入）2活化液老化3镍缸补充异常4镍缸温度过高5蚀铜未尽，基材面留有残铜1杜绝污染源；预浸与活化两缸所用之硫酸采用高纯度；活化液的添加采用专用加药杯；2更新活化液；改善加温方式并加强过滤3分析药水，检查补充量及补给装置4调整温度5改善蚀铜制程镍金表面出现针孔1镍缸中有不溶性颗粒；2前处理不良；3镍缸遭到有机污染；4镍缸搅拌不足，氢气附者太多；1改善过滤；2改善微蚀、清洗等前处理；3换缸，杜绝杂质来源；4增强搅拌及往复振动速度，加装设备；*问题可能原因解决措施露铜，镀不上镍金1铜面严重氧化或存在绿油残膜2镍缸PH值太低，反应活性不足3镍缸温度太低4活化缸能力不足5活化后镀镍前水洗时间太长，又遭钝化；6铜面剥锡未净，或铜面受到硫化物的污染7镍缸中有机物或金属杂质太多8镍缸添补不正常，使成分变化9镍缸中板太少，，负载过低1加强沉镍前处理2调整PH值，并检查自动控制装置是否失效3调整，检查自动控制装置4调整活化缸钯离子与硫酸浓度，更改活化处理参数（如活化液浓度与处理参数）5缩短水洗时间，加强水洗流量6改善剥锡制程，减少铜面残膜7换缸，并杜绝杂质来源8调整，检查自动补给装置9增加负载，以增加反应活性*问题可能原因解决措施镍层与底铜附着力不良（甩镍）1铜面有绿油或绿油残渣2铜面氧化物清除不足3微蚀后或活化后因水洗时间太久而钝化1加强绿油显影后清洗；或沉几金前另外进行De-Scum微蚀或浮石粉之喷洁处理；2加强前处理，如磨刷、清洁剂、或微蚀等；3缩短水洗时间，增加水洗之流量。金层与镍层之间附着力不良（甩金）1金缸中铜含量太高（不能超过5PPM）或太多有机杂质2沉镍后，沉金前水洗时间太长造成镍面钝化1换缸，并杜绝杂质来源；2换缸，杜绝杂质来源；3缩短水洗时间，增加水洗流量；***