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印制电路板(PCB)表面镀镍工艺(下)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-10  浏览次数:642

3镀光亮镍

光亮镍镀层均匀、细致、光亮,但不可焊。与普通金属零件镀光亮镍相比,印制板镀光亮镍层要求有更好的延展性。

光亮度镍的溶液应具有很好的分散能力和深镀能力以及对杂质的容忍性强等特点,同时应稳定,便于维护。

3.1镀液配方及操作条件

光亮镀镍工艺的通用配方及操作条件见表7-6。

3.2镀液配制

1)在备用槽中,用60℃左右的热纯水将计量的硫酸镍、氯化镍和1/2计量的硼酸溶解。

2)在60℃左右的溶液中,加入活性炭粉3g/L,搅拌1-2小时。静置,过滤,将澄清的无炭粒的溶液转入已经清洗好的工作槽中。

3)加纯水至接近镀液体积,调pH到3(用10%H2SO4),调液温到50-60℃,用瓦楞形阴极以0.2~0.5 A/dm2的阴极电流密度电解4-8小时,直至阴极镀层均匀一致为止。电解过程中逐渐加人另一半硼酸。电解处理的通电量一般不少于4 Ah/L。

4)按工艺要求加入添加剂、润湿剂,在搅拌下调整pH和液位。分析镀液成分。

5)试镀。

3.3镀液中各成分的作用

3.3.1硫酸镍(NiSO4·6H2O)

硫酸镍是镀液的主要成分。浓度以250-300 g/L为宜。硫酸镍浓度高,镀层沉积速度快,电流密度范围大,但浓度太高导致携带损失增加,也不利于镀液的分散能力。硫酸镍浓度太低。镀层沉积速度慢,高电流区容易烧焦。为了维持稳定的沉积速度,最好将硫酸镍浓度控制在较小的范围内,如280 g/L左右。

3.3.2氯化镍(NiCl2·6H2O)

氯化镍是阳极活化剂,氯化镍浓度高有利于提高阳极电流效率,保持阳极溶解正常进行,但浓度太高导致镀层应力增加。氯化镍浓度太低将导致阳极钝化。氯化镍浓度以50-70 g/L为宜。

3.3.3硼酸(H2BO3)

硼酸是镀液的缓冲剂,其浓度40-50 g/L为宜。硼酸浓度太低,影响溶液的导电率,同时镀液缓冲效果差;提高硼酸浓度,溶液导电率提高,镀层均匀度改善。硼酸浓度高对电镀过程无害。

3.3.4添加剂

光亮镀镍的添加剂分为初级光亮剂和次级光亮剂两种。初级光亮剂就是通常所说的开缸剂、柔软剂等,它的作用是改善和细化镀层结晶,使镀层分布均匀,并与次级光亮剂配合,降低镀层内应力。次级光亮剂就是通常所说光亮剂、主光剂等,它与初级光亮剂配合,使镀层光亮整平、均匀、细致,并且延展性好。单独使用次级光亮剂虽然可以获得光亮的镍镀层,但镀层光亮范围窄,应力高,脆性大。目前普遍使用的初级光亮剂是糖精、苯亚磺酸钠、对甲苯磺酰胺等。广泛使用的次级光亮剂是1.4-丁炔二醇及其衍生物,丙炔醇及其衍生物及吡啶类化合物等。这类成分配合得当,就可成为理想的镀镍光亮剂。为了使用方便和得到最佳效果一般都配成专利添加剂在市场销售,使用者可以根据自己的需要选择性能好,价格合理的添加剂用于生产。

3.3.5润湿剂

润湿剂是表面活性剂,它可降低溶液的表面能力,减少或克服镀层出现的针孔、麻点等疵病。作为印制板镀镍,应选用低泡润湿剂,浓度一般1-5 ml/L。控制表面张力在35-40 dyn/em。

润湿剂太少,镀层出现针孔、麻点;润湿剂太多会导致镀层发雾、发花。甚至构成有机污染。

3.4操作条件的影响

3.4.1 pH值

光亮镀镍的pH值一般在4左右。pH太高,镀层脆性会增加;pH太低,阴极电流效率低,严重时,阴极析出大量氢气而无镀层析出。

3.4.2温度

温度控制在50-60~C,提高温度镀层沉积速度加快,允许电流密度范围扩大,且镀层内应力低,镀液分散能力和深镀能力都得到改善。为了得到最佳镀层,镀液最好配有控温装置,保持液温稳定。

3.4.3电流密度

光亮镀镍的电流密度可达1.5-8 A/dm2,线路板操作中,一般选用2-4 A/dm2,这是因为大的拼板上其中心部位和边缘部位电流分布差距很大,为防止边缘烧焦,对不同的板面要选好最佳电流密度。

3.4.4搅拌和过滤

光亮镀镍的允许电流密度较高,为保证得到均匀细致的镀层,镀液需要流动和净化。空气搅拌和阴极移动并配有镀液连续过滤是必要的,可以根据具体情况选用空气搅拌配连续过滤,或阴极移动配连续过滤,或三者联合使用。

3.4.5阳极

光亮镀镍使用可溶性镍阳极,镍角可使用纯镍或含硫活性镍。镍角装入有阳极袋包裹的钛篮中,阳极袋用聚丙烯布制成。

3.5光亮镀镍溶液的维护

1)定期分析硫酸镍、氯化镍、硼酸,并及时给予调整。补加硫酸镍、氯化镍时,应事先溶解并经活性炭处理后方可加入镀槽。硼酸的补加:可将待补加的硼酸放人聚丙烯袋内,将其吊人溶液中慢慢溶解。

2)及时检查和调整溶液的pH值。降低pH用10%(V/V)H2SO4,升高pH用NiCO3或NiCO3·Ni(OH)2。日常作业中,PH会升高,一般至少4小时应调整一次。

3)按赫尔槽试验或参考说明书中给出的添加剂消耗数据及时补充所用添加剂。

4)及时处理镀液中的污染。铜、铁、锌等重金属离子的污染通常是用在pH,下,在操作温度下,用瓦楞形阴极通0.1-0.5 A/dm2电流处理,直到瓦楞形阴极上镀层颜色均匀为止。必要时可以用除杂水,除杂水加入量不可太多,过多会导致镀层发脆。也可以在加入除杂水后辅以小电流处理。

有机污染用活性炭处理。

如果镀液使用时间比较长,有必要进行大处理时,可参见2.6节。

3.6常见故障及处理方法见表7-7。

 

 

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