电镀添加剂配方.doc

PCB湿制程全套配方及电镀添加剂配方出售 现有PCB湿制程全套配方及电镀添加剂配方出售，有意者可联系：QQ: 3337447171前处理系列产品： 低温除油粉 热浸除油粉 万用电解粉 万用除蜡粉 铜锌除蜡粉 喷洗除油粉 万用除油粉 万用酸盐 铜锌电解粉铜铁合金电解粉 锌合金点解粉 锌合金除油剂 抛光剂 铝合金抛光剂 铜合金抛光剂 酸性除油剂 铁件除油除锈二合一 塑胶电镀前处理系列五金/电子电镀产品： 电镀镍添加剂 （挂/滚，全亮/半光亮） 珍珠镍电镀添加剂 硫酸型电镀亮锡（挂/滚） 硫酸型电镀雾锡甲基磺酸高速电镀锡 Silver-60:光亮电镀银 Silver-80:LED高亮电镀银电镀金酸锌电镀添加剂 碱性锌镍合金电镀添加剂硫酸铜电镀添加剂 酸铜电镀添加剂装饰性电镀铬添加剂 硬铬电镀添加剂 碱性化学镍 中磷全光亮化学镍 高磷化学镍 塑胶化学镍 化学沉银 化学沉锡 化学浸金 沉锌（二元） 沉锌液（三元） 银保护剂 金保护剂 铜保护剂 镀锡抗变色剂 水溶性树脂型镀后保护剂 镍保护剂 镀镍除杂剂 镍除铁粉 三价铬钝化剂 青古铜/古银常温发黑剂 枪色电镀添加剂 无铅免洗助焊剂 润湿剂印制电路板湿制程产品： 通盲孔电镀铜添加剂 高纵横比板电镀铜添加剂 填孔电镀铜添加剂（铜球系统） 半光亮电镀镍添加剂 电镀金添加剂 硫酸亚锡电镀锡添加剂 高分子导电膜系列 中磷化镍金系列 化学沉铜系列 碱性蚀刻液 除胶渣系列 HT内层黑化系列 OSP护铜剂 化学沉银 化学沉锡 化学浸金 剥锡液 剥银液 喷锡助焊剂 酸性除油剂 清槽剂 改良型有机硅消泡剂 前处理超粗化 SCP闪蚀液 双氧水稳定剂 微蚀粉添加剂现就本人经验，浅析沉金工艺的控制方法。 一、 工艺简介 沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。基本可分为四个阶段：前处理（除油，微蚀，活化、后浸），沉镍，沉金，后处理（废金水洗，DI水洗，烘干）。 二、 前处理 沉金前处理一般有以下几个步骤：除油（30%AD-482），微蚀（60g/InaPS,2%H2SO4）,活化（10%Act-354-2），后浸（1%H2S04）。以除去铜面氧化物，并在铜面沉钯，以作沉镍活化中心。其中某个环节处理不好，将会影响随后的沉镍和沉金，并导致批量性的报废。生产过程中，各种药水必须定期分析和补加，控制在要求范围内。较重要的比如：微蚀速率应控制在“25U40U”，活化药水铜含量大于800PPM时必须开新缸，药水缸的清洁保养对联PCB的品质影响也较大，除油缸，微蚀缸，后浸缸应每周换缸，各水洗缸也应每周清洗。 三、 沉镍 沉镍药水的主要成分为Ni2+(5.1-5.8g/1)和还原剂次磷酸钠（25-30g/1）以及稳定剂，由于化学镍对药水成分范围要求比较严格，在生产过程中必须每班分析化验两次，并依生产板的裸铜面积或经验补加Ni2还原剂，补加料时， 应遵循少量，分散多次补料的原则，以防止局部镀液反应剧烈，导致镀液加速老化，PH值，镀液温度对镍厚影响比较大，镍药水温度抄袭控制在85-90。PH在5.3-5.7,镍缸 不生产时，应将镍缸温度降低至70左右，以减缓镀液老化，化学镍镀液对杂质比较敏感，很多化学成分对化学镍有害，可分为以下几类：抑制剂：包括Pb.Sn.Hg.Ti.Bi(低熔点的重金属)， 有机杂质包括S2，硝酸及阴离子润湿剂。所有这些物质都会降低活性，导致化学镀速度降低并漏镀，严惩时，会导致化学镀镍工艺完全停止。 有机杂质：包括：除以上所提到的有机的稳定剂以外，还有塑料剂以及来自于设备和焊锡的杂质。尽管可通过连续镀清除一部分杂质，但不能完全清除。 不稳定剂：包括Pd和少量的铜，这两种成分造在化学镍不稳定，使镀层粗糙，而且过多地镀在槽壁及加热器上。固体杂质：包括硫酸钙或磷酸钙及其它不溶性物质沉入或带入溶液。过滤可清除固体颗粒。 总之：在生产过程中要采取有效措施减少此类杂质混入镀液。 四、沉金 沉金过程是一种浸金工艺，沉金缸的主要成分；Au(1.5-3.5g/l),结合剂为（Ec0.06-0.16mol/L），能在镍磷合金层上置换出纯金镀怪，使得镀层平滑，结晶细致，镀液PH值一般在4-5之间，控制温度为85-90。 五、后处理 沉金后处理也是一个重要环节，对印制线路板来说，一般包括：废金水洗，DI水洗，烘干等步骤，有条件的话可以用水平洗板积对沉金板进行进一步洗板，烘干。水平面洗板机可按药水洗（硫酸10%，双氧水30g/L），高压DI水洗（3050PSI），DI水洗，吹干，烘干顺序设置流程，以彻底除去印制线路板孔内及表面药水和水渍，而得到镀层均匀，光亮度好的沉金板。 六、生产过程中的控制 在沉镍金生产过程中经常出现的问题，常常是镀液成分失衡，添加剂品质欠佳及镀液杂志含量超标，防止和改善此问题，对工艺控制起到很大的作用，现将生产过程中应注意的因素有以下几种： 1） 、化学镍金工艺流程中，因为有小孔，每一步之间的水洗是必需的，应特别注意。 2） 、微蚀剂与钯活化剂之间 微蚀以后，铜容易褪色，严重时使钯镀层不均匀，从而导致镍层发生故障，如果线路板水洗不好，来自于微蚀的氧化剂会阻止钯的沉积，结果影响沉金的效果，从而影响板的品质。 3）、钯活化剂与化学镍之间 钯在化学镍工艺中是最危险的杂质，极微量的钯都会使槽液自然分解。尽钯的浓度很低，但进入化学镀槽前也应好好水洗，建议采用有空气搅拌的两道水洗。 4）、化学镍与浸金之间 在这两步之间，转移时间则容易使镍层钝化，导致浸金不均匀及结合力差。这样容易造成甩金现锡。 5）、浸金后为保持可焊性及延展性，镀金后充分水洗（最后一道水洗最好用蒸馏水），并完全干燥，特别是完全干燥孔内。 6）、沉镍缸PH，温度 沉镍缸要升高PH，用小于50%氨水调节，降低PH，用10%V/V硫酸调节。所有添加都要慢慢注入，连续搅拌。PH值测量应在充分搅拌时进行，以确保均衡的镀液浓度。温度越高，镀速越快。当镀厚层时，低温用来减慢针出现。不操作时，不要把温度保持在操作温度，这会导致还原剂和稳定剂成分分解见下表： 故障1：漏镀：在线路板边缘化学镍薄或没有镀上化学镍 原因：1.1重金属的污染.1.2稳定剂过量1.3搅拌太激烈1.4铜活化不恰当改善方法：1.1减少杂质来源1.2检查维护方法,必要时进行改善1.3均匀搅拌,检查泵的出口1.4检查活化工艺 故障2：搭桥：在线之间也镀上化学镍原因：2.1用钯活化剂活化时间太长2.2活化剂里钯浓度太高.2.3活化剂里盐酸浓度太低2.4化学镍太活泼2.5铜与线之间没有完全被微蚀2.6水洗不充分改善方法：2.1缩短活化时间2.2稀释活化剂,调节盐酸浓度2.3调节盐酸浓度2.4调节操作条件.2.5改善微蚀,微蚀时间稍长会更有利 故障3：3、金太薄原因：3.1浸金的温度太低.3.2浸金的时间太短.3.3金的PH值超过范围改善方法：3.1检查后加以改善3.2延长浸金时间3.3检查后加以改善 故障4：4、线路板变形原因：4.1化学镍或浸金的温度太高. 改善方法：4.1降低温度. 故障5：5、可焊性差原因：5.1金的厚度不正确5.2化学镍或浸金工艺带来的杂质5.3工艺本身没有错误5.4线路板存放不恰当5.5最后一道水洗的效果不好. 改善方法：5.1金的最佳厚度是:0.050.1UM5.2参看1.15.3来自于设备和操作者的原因5.4线路板应存放在干燥凉爽的地方,最好放于密闭的塑料袋里5.5更换水,增加水流速度 故障6：6、金层不均原因：6.1转移时间太长.6.2镀液老化或受污染.6.3金浓度太低.6.4浸金工艺中,来自于设备的有机杂质改善方法：6.1优化水洗并缩短转移时间.6.2化学镍重新开始6.3检查后加以改善,检查槽及过滤器,原材料是否合适,并应在使用前滤洗,简单碳处理恢复浸金工艺,首先进行试验 故障7：7、铜上面镍的结合力差原因：7.1微蚀不充分7.2活化时间太长.7.3活化时间太高.7.4水洗不充分改善方法：7.1延长微蚀时间或提高温度.7.2减少活化时间.7.3降低温度7.4优化水洗条件 故障8：8、金层外观灰暗原因：8.1镍层灰暗8.2金太厚改善方法：8.1 缩短微蚀时间性或降低温度8.2降低浸金温度缩短浸金时间 故障9：9、镀层粗糙原因：9.1化学镍溶液不稳定9.2化学镍溶液中有固体颗粒改善方法：9.1调节温度9.2减少杂质来源,改善过滤 故障10：10、微蚀不均匀原因：10.1清洗不充分10.2清洗剂老化或含有杂质10.3微蚀液老化(大于30G/L)10.4过腐蚀改善方法：10.1增加在清洗剂里的时间或添加清洗剂.10.2更换清洗剂.10.3更换,微蚀10.4缩短腐蚀时间 七、问题与改善现将一些较典型沉金问题成因及解决方法列入上表1，以供参考： 八、注意事项：在沉金的过程中，员工操作时应注意安全，穿戴好防护服，防护镜，而且必须采用通风设备，于泄露液，应用抹布，毛巾或其它吸水性材料吸收泄露液，置于衬塑料的容器中，以回收金，将溶液存放于衬塑料的桶中以回收金。 结论 印制线路板沉金品质问题，应考虑整个沉金工艺的控制，包括沉前表面处理，沉镍，沉金，及沉金后处理。在沉金工序中，应讨论沉金量，沉金液，添加剂配方，成分之素质等等，对生产工艺的要求越来越高，一些传统的工艺控制方法已不能满足品质的要求，线路板公司应不断探索先进工艺，严格控制所有参数，加强管理才能不断改善产品品质。在上世纪90年代初。本人曾就镀金工艺的进展作过预见性评论。如今的发展证实了作者的观点，即直流的、慢沉积、高氰化合物插头镀金，已被脉冲的、高速的，低氰或无氰的插头镀金所淘汰。印制电路板镀金工艺及其镀液的发展是惊人的；许多节金、代金的新镀液显示出了明显的优越性；先进的高速、脉冲、激光技术促进镀金技术进一步发展；一些含金合金的镀液研制取得了突破性进展。 近年来，关于镀金技术和工艺，特别是添加剂的筛选、制备和新品种的开发，都有了长足的发展。可以肯定的说，伴随着新时期高科技和尖端技术的发展，人类早已从事的古老镀金技术也将发生质的变化。 2，镀金添加剂的研究概况 美国专利5302278报道了镀金溶液中采用有机亚磺酸盐化合物作稳定剂。美国专利5277790提出在无氰镀金溶液中，除了添加亚硫酸根离子添加剂外，还添加分子量为60-50000的有机碱性聚胺和有机芳香硝基化合物。不过，其溶液的PH值应严格控制在6.5以下。 在无氰化学镀金溶液中，日本人提出复合镀液配制法，强调主要成分遵循最佳摩尔比的原则。在推荐导电镀层的化学镀金液中，他们在提倡以硫代硫酸钠作还原剂的同时，建议用硫酸铵作螯合剂。欧洲专利697469提出了用硼氢化合物或硼烷还原剂，比用三乙醇胺代替二甲胺相类似的碱性化学镀金液要好，特别是在提高镀液稳定性方面有独到之处。 美国专利5575900介绍了一种装饰性电镀金的溶液，推出了有机第一、第二缓冲剂。据介绍，此种镀液成本低廉、功能广可批量生产24K、18K和14K镀金层。日本人提出镀金液中添加聚合物针孔消除剂，可以获得外观漂亮、电器性能优、机械特性好、耐蚀强的镀金层。 日本专利94228788提出先在基体上镀锡或锡合金，然后镀一种标准电极电位介于锡（锡合金）与贵金属之间的金属，最后才镀贵金属。据介绍，这种贵金属具有耐蚀性强、分散能力优良的特征。日本人还提出铜片镀金层的封闭处理方法，解释了缓蚀机。 美国资料介绍纽马克精密金属公司推出的镀金新工艺，其最大特点是能节省黄金。所镀出的金层具有强抗蚀性和磨损性。他们采用铜锡基合金代替镍层。这种工艺广泛用于手饰、手表、打火机和钢笔生产。 美国专利5258062介绍了一种碱性化学金新溶液，该溶液由金盐、碱金属氢氧化物、硼烷或氨基棚烷，不饱和脂肪醇、饱和羧酸或其衍生物组成。印度专利171728提出在铝合金上镀金新工艺。除介绍有机溶剂除油、碱溶液除油、酸洗外，还提出锌酸盐化、化学镀镍、闪镀金、电镀金工艺。镀金液含有柠檬酸、柠檬酸钠等成份，属于氰化物镀金系列。 日本人牧野英司等人介绍了在氰化金钾镀液中采用氩离子激光法，成功地在镀镍的铜锌合金阴极上恒电位沉积细金线，他们还研究了激光扫描速度、激光功率和阴极电位对沉积物性质、沉积速度和图形大小的影响。据介绍，电镀点的直径随激光功率和阴极电位增加而线性增大。金线的宽度随阴极电位呈指数增加，随激光功率呈线性增加。 美国专利5380562报道了含氰基金酸盐的化学镀金液，还有用醛或酮化合物转化的自由氰化物离子。这两种化合物可选用甲醛、乙醛、二羟乙酸、琥珀二醛、环乙醛、丙烯醛、丁烯醛、苯甲酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、环戊酮、环已酮、苯乙酮、苯基乙基酮、丙酮醛和丙酮酸等。 德国专利4423929报道了电子元件电镀金液，强调了预镀的重要性，却减去了清洗和流动水洗槽。他们选用圆筒形镀槽，让工件在预镀后直接入主镀槽，以确保镀层质量。德国另一项专利介绍了金锡电镀液，含有二氰金酸盐和四价锡化合物，还有葡萄糖酸钾等。据介绍，这种溶液十分稳定，不会有沉淀析出。 日本高木特殊钢公司推出高速电镀装置，其电镀速度为以往的20-240倍。这种装置是基于在阳极与阴极间设置隔墙，通上高压电流来达到高速化目的。其中隔墙材料为玻璃纤维、布、聚氯乙烯，使金属离子得以扩散。吴水清介绍了印制电路硬金镀层的25种退除方法。王丽丽编译的金锡合金液发展概况中认为：由金化合物、有机锡酸盐、络合剂、PH缓冲剂和二价锡防氧化剂所组成的金锡合金镀液，性能优良、基体微细抗蚀剂图形完整、镀层金锡组成稳定，可以取代传统冶金法金锡合金。 3，镀金添加课题及典型配方 3.1光亮剂 在电镀金锡合金中，德国专利4406434提出采用哌唪和氧化砷的混合物为光亮剂。这种镀液除二氯金酸盐、四价锡化合物、葡萄糖酸钾外，还含有葡糖二酸或葡糖醛酸。 配方1： 氰化金钾 20g/L 四握化锡 30 g/L 柠檬酸 10 g/L 氢氧化钾 10 g/L D-葡萄糖酸钾 60 g/L 柠檬酸钾 50 g/L 哌唪 4 g/L 氧化砷 20mg/L 说明： 1， 操作条件：Ph为4；温度为450C；电流密度2A/dm2;镀速1m/min；钛基镀铂不溶性阳极。 2， 哌唪（C4H10N26H20）,白色或浅黄色结晶，溶于水和酸。 3.2络合剂 在配方1中的D-葡萄糖酸钾为电镀金锡合金液中的络合剂。在此种合金系列中可作为络合剂的有吡啶、烟酸、吡啶-3-磺酸、氨基吡啶、喹啉、喹啉酸、喹啉-3-磺酸喹、喹啉-2-磺酸、羟基喹啉、EDTA、乙二胺三乙酸、乙二胺二乙酸、硝基三乙酸、亚胺基二乙酸。这些络合剂的有效添加量为3-40g/L,最佳含量为5-30 g/L。 3.3稳定剂 在单价金属的无氰镀液中，采用有机亚磺酸盐化合物作稳定剂，可使硫代硫酸根离子稳定。美国专利5300278提供的稳定剂添加量为2-15g/L。硫代硫酸根离子含量为0.5-100 g/L，与金的摩尔比为（1-3）：1，镀液PH值为4-6. 在无氰浸镀金液中，添加羟酸类、羟羟酸类或有机膦酸类添加剂，可以提高浸的稳定性，还可改善金层的色泽。另外，将镀液中NH4+、CL-、Br-、I-和SO42-等离子含量控制到最低也能达到此目的。据介绍，羟酸类添加剂有丙二酸、乙二酸钠、戊二酸、丙酸、甲酸钠等；羟基羟酸类添加剂有柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、甘油酸、二酸醇酸、DL-苹果酸等；有机磷酸类添加剂有氨基三甲叉磷酸、乙二胺四甲叉磷酸、二乙三胺五甲叉膦酸等。 配方2： 金（以亚硫酸金钠形成加入） 25g/L 亚硫酸钠 13 g/L 丙二酸 0.1moL/L 说明：1，操作条件：PH为7（用氢氧化钠或盐酸调节）；温度850C；时间30min. 2,镀液中的杂质必须严格控制，镀层厚度一般为1-6m。 3.4螯合剂 在印制电路板化学镀金溶液中，有人在以氰化金钾作为金源的同时，采用硫酸铵作为螯合剂。日本专利95331452还认为，也可以不用硫酸铵。但强调镀金液的PH值为5-9，从而保证镀液的稳定性。 3.5还原剂 在化学镀金液中，有人采用联氨作还原剂。因为它还原能力强，所得镀层纯度高，不含磷、硼杂质，不存在还原剂的氧化产物累积。目前多数采用硫代硫酸钠作还原剂，也有在碱性化学镀金液中采用硼氢化物或硼烷型有机物作还原剂，效果也很好。 配方3： 金（以氰化金钾形式加入） 4g/L 二甲基胺硼烷 8 g/L 铊（以甲酸铊形式加入） 10m g/L 腈基乙酸 2 g/L 氢氧化物 35 g/L 氰化物 2g/L 二甲胺 5 g/L 说明： 1， 操作条件：PH为11-14. 2， 在PH为14，温度为700C时，沉积速度为4m/h。 3， 此镀液用于印制板镀覆2m金层时，若线条间距为100m，稳定效果将优于采用三乙醇胺作还原剂的相似镀金液。 3.6缓冲剂 在金锡合金镀液中，一般采用丙二酸、丁二酸，柠檬酸、酒石酸、乙二醇酸、乳酸、苹果酸等多元羟酸和聚羟基羟酸及其盐类作PH缓冲剂。其有效添加量为10-300 g/L，最佳量为50-200 g/L.此外，美国专利5575900提出以结构式为RCH2COOX的酸式醇酸作为第一缓冲盐，其中R为H、OH、OHCH2、或-羟基结构：X为H、Na或K；以可溶性磷酸酸作为第二类缓冲剂。 3.7封闭剂 如何处理镀金属针孔，已成为电镀工作者十分关注的问题。铜片镀金层的封闭处理，常采用以下四种封闭剂： 1， CnH2n+1SH; 2， CnH2n+1NH2; 3， CnH2n+1COOH; 4， CnH2n+1OH; 其中n=12，14，16，18.采用原子增强显微镜、电化学晶体电池微天平法、扫描振动电极技术和电化学阻抗法进行研究，发现封闭剂（1）效果最佳，其最大缓蚀效率达99以上。其原因可能是封闭剂（1）吸附在铜片上，形成理想的保护膜，抑制了铜的腐蚀。且处理后的镀金层的接触电阻与普通封闭处理的相同。 3.8针孔消除剂 日本专利9427207中采用含有NH+基的有机聚合物作为针孔消除剂。如：羟乙基聚乙烯亚胺、聚甲基亚胺和聚乙烯亚胺。这种聚合物主链上含有NH+基，不仅能改善镀金层的机械性能和电器性能，且能提高金镀层的耐蚀性。 3.9其他典型配方 配方4： 氰化金钾 12-16 g/L 柠檬酸铵 15-20 g/L 柠檬酸 1-2 g/L 苄醇 2-4 g/L 说明： 1， 操作条件：PH为4-9；温度50-700C；镀速12-16m/h。 2， 苄醇：亦苯甲醇，为无色透明液体，味苦，能与醇、醚相混溶，微溶于水。 配方5： 氰化金钾 5 g/L 硫脲 25 g/L 氯化钴 30 g/L 柠檬酸氢二铵 20 g/L 谷氨酸钠 1-10 g/L 说明： 1， 操作条件：PH为3.7-3.8；温度80-850C；镀速18m/h。 2， 也可用镍盐代替钴盐。 配方6： 氰化金钾 3-5 g/L 柠檬酸钾 120-150 g/L 柠檬酸 60-80 g/L 硫酸钴 5-30 g/L 硫酸铟 1-3 g/L 说明： 1， 操作条件：PH为4-5；阳极：石墨或镀铂钛网板；搅拌：压缩空气或阴极移动；定期或连续过滤；平均电流密度0.2-0.8A/dm2，温度40-500C. 2， 脉冲镀，通断比1：5-1：9；频率为500-1000Hz. 4镀金添加剂的研究在今后应注意的几个问题 4.1添加剂作用机理的研究 只有透彻了解添加剂在电镀过程中的作用机理，才能正确解决添加剂的选择，使用以及有关的问题。人们开始通过选择适宜的体系，进一步研究添加剂的作用机理，目前略有成果的是对离子桥、离子偶、内应力变化、H2的逸出效率、H的吸附和电极镀膜等问题的探讨。 中南工业大学舒余德等人对电镀添加剂的作用机理发展概况进行了科学总结。他们介绍的扩散控制机理、非扩散控制机理（电极附机理、改变电极表面张力机理、电极表面形成化合物膜的机理、析氢机理）以及添加剂的筛选及机理研究方法，引起了电化学工作者的重视，也为新型镀金工程学注入了新的内容。 4.2选择添加剂的最佳摩尔比 一种镀金溶液里含有多种添加剂，如何选择它们彼此间的最佳摩尔法，成为目前人们注意的问题。在过去，人们十分重视单个添加剂的最佳添加剂。然而，单个添加剂都选择最佳添加量，效果却未必最佳。日本专利95118867提出的镀金液由4种溶液组成： 一， 由无氰金络盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、苯三唑、四硼酸盐和PH控制剂组成的水溶液； 二， 由硫脲、氢醌和PH控制剂组成的水溶液； 三， 补充液，含有无氰金络盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐和PH控制剂； 四， 补充液，含有氢醌和PH控制剂。 溶液一和三中无氰金络盐（A）、亚硫酸盐（B）和硫代硫酸盐（C）的最佳摩尔比为A/B0.4；A/C0.8，其PH值保持在6-12.5之间。溶液二、三、四在使用前，分别稀释到原浓度的1/50、1/7和1/40. 4.3镀金工艺与镀合金品种的选择 有资料显示，在铜银金镀层体系中出现镀金层变色现象。这是因为底层铜、银会向镀层表面扩散，扩散至表面的银又与环境中硫、硫化氢发生作用，生成棕色的硫化银。导致镀层变色。有人采用增加镀金层的厚度来解决这一棘手难题，这样虽延长了镀金层的变色时间却过多消耗了昂贵的金。因此，采用厚钯镍合金作扩散阻挡层，同时选用耐磨性金把铜合金替代纯金层，收到了很好效果。 配方7： 亚硫酸铵 60-80g/L 金 5-8 g/L 氯化钯 5-6 g/L 硫酸铵 50 g/L 铜 5-10 g/L HR-3添加剂 5 mL/L 说明： 1， 操作条件：PH为8-9；温度为40-500C；阴极电流密度0.2-0.4A/dm2；阴极移动；阳极为不锈钢或板。 2，铜用铜盐配制，浓度为2 g/L；添加剂HR-3最后加入。 也有用钨金属化上化学气相淀积镍或电镀镍钴作为中间层，其效果是化学镀金优于金镀层。这是因为化学镀金产生粗大面心立方结构，可减少中间层镍向外扩散。有人研究认为，镀钯所形成的中间层优于镍钻阻挡层。由此看来，选择镀金工艺及其合金镀品种不同忽视，这对添加剂功能的发挥将起到至关重要的作用。 4.4稀土元素的添加与选择 人们在研究稀土元素在碳素钢及合金钢中的作用机理时发现，它能使金属与合金的晶粒急剧细化。一般稀土元素的原子半径介于1.74-2.04范围内，很容易填补生长中的比其原子半径小的金属及其合金的晶粒新相的表面缺陷，从而能生成阻碍晶粒继续生长的膜，达到晶粒细化之目的。 稀土元素在金属电沉积中的应用，已有不少资料报道。笔者在1992年一篇文章中论证了含铈镀层代金代银镀层的可能性，也介绍了锡铈镀液的特点、镀层的性能及有关配方，探讨了铈元素电化掺杂反应的机理。这对于进一步研究稀土元素在镀金液中的应用有所借鉴。因此，继续研究稀土元素在电镀过程中的特殊作用，研制更多、更好的含微量稀土元素的镀金以及代金镀液、配方、工艺，是我们电镀工作者在新时期的任务。 1. 软板(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT)简介 以俱挠性之基材制成之印刷电路板具有体积小重量轻可做3D 立体组装及动态挠曲等优。 2. 基本材料 2.1. 铜箔基材COPPER CLAD LAMINATE 由铜箔+胶+基材组合而成亦有无胶基材亦即仅铜箔+基材其价格较高在目前应用上较少除非特殊需求。 2.1.1. 铜箔Copper Foil 在材料上区分为压延铜(ROLLED ANNEAL Copper Foil)及电解铜(ELECTRO DEPOSITED Copper Foil)两种在特性上来说压延铜 之机械特性较佳有挠折性要求时大部分均选用压延铜厚度上则区分为1/2oz (0.7mil) 1oz 2oz 等三种一般均使用1oz。 2.1.2. 基材Substrate 在材料上区分为PI (Polymide ) Film 及PET (Polyester) Pilm 两种PI 之价格较高但其耐燃性较佳PET 价格较低但不耐热因此若有焊接需求时大部分均选用PI 材质厚度上则区分为1mil 2mil 两种。 2.1.3. 胶Adhesive 胶一般有Acrylic 胶及Expoxy 胶两种最常使用Expoxy 胶厚度上由0.41mil 均有一般使用1mil 胶厚 2.2. 覆盖膜Coverlay 覆盖膜由基材+胶组合而成其基材亦区分为PI 与PET 两种视铜箔基材之材质选用搭配之覆盖膜覆盖膜之胶亦与铜箔基材之胶相同厚度则由0.51.4mil。 2.3. 补强材料Stiffener 软板上局部区域为了焊接零件或增加补强以便安装而另外压合上去之硬质材料。 2.3.1. 补强胶片区分为PI 及PET 两种材质 2.3.2. FR4 为Expoxy 材质 2.3.3. 树脂板一般称尿素板 补强材料一般均以感压胶PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE 与软板贴合但PI 补强胶片则均使用热熔胶(Thermosetting)压合。 2.4. 印刷油墨 印刷油墨一般区分为防焊油墨(Solder Mask 色) 文字油墨(Legen 白色黑色) 银浆油墨(Silver Ink 银色)三种而油墨种类又分为UV 硬化型(UV Cure)及热烘烤型(Thermal Post Cure)二种。 2.5. 表面处理 2.5.1. 防锈处理于裸铜面上抗氧化剂 2.5.2. 钖铅印刷于裸铜面上以钖膏印刷方式再过回焊炉 2.5.3. 电镀电镀锡/铅(Sn/Pb) 镍/金(Ni/Au) 2.5.4. 化学沉积以化学药液沉积方式进行锡/铅镍/金表面处理 2.6. 背胶(双面胶) 胶系一般有Acrylic 胶及Silicone 胶等而双面胶又区分为有基材(Substrate)胶及无基材胶 。 3. 常用单位 3.1. mil: 线宽/距之量测单位 1mil= 10-3 inch= 25.4x10-3 mm= 0.0254 mm 3.2. : 镀层厚度之量测单位 =10-6 inch 4. 软板制程 4.1. 一般流程 4.2. 钻孔NC Drilling 双面板为使上下线路导通以镀通孔方式先钻孔以利后续镀铜 4.2.1. 钻孔程序编码 铜箔基材钻孔程序 B40 NNN RR 400(300) 铜箔基材 品料号末三码 版别 程序格式(4000/3000) 覆盖膜钻孔程序 B45 NNN RR 40T(30B) 覆盖膜 品料号末三码 版别 40/30 程序格式 T 上CVL B 下CVL 加强片钻孔程序 B46 NNN RR 4#A 加强片 品料号末三码 版别 4 程序格式 # 离型纸方向 0-无, 1-上, 2-下, 3-双面 A 加强片A 背胶钻孔程序 B47 NNN RR 4#A 背胶 品料号末三码 版别 4 程序格式 # 离型纸方向 0-无, 1-上, 2-下, 3-双面 A 加强片A 4.2.2. 钻孔程序版面设计 对位孔:位于版面四角其中左下角为2 孔(方向孔) 其余3个角均为1 孔共5。孔此五孔为钻孔时寻边用亦为曝光及 AOI 之套Pin 孔以及方向辨别用。 断针检查孔：位于左下角之方向孔上方，为每一孔径钻针所钻之最后一孔，有断针造成漏钻时，即会减少该孔径之孔。 切片检查孔：于板中边料位置先钻四角1.0mm 孔做为割下试片之，依据再于内部以该料号最小孔径钻四孔做为镀铜后之切片检查用。 4.2.3. 钻孔注意事项 砌板厚度(上砌板0.8mm 下砌板1.5mm) 尺寸 板方向打Pin 方向 板数量 钻孔程序文件名版别 钻针寿命 对位孔须位于版内 断针检查 4.3. 黑孔/镀铜Black Hole/Cu Plating 于钻孔后以黑孔方式于孔壁绝缘位置，以碳粉附着而能导电再以镀铜方式于孔壁上形成孔铜达，到上下线路导通之目的。其大致方式为先以整孔剂使孔壁带正电荷经黑孔，使带负电微粒之碳粉附着于表面，再以微蚀将铜面上之碳粉剥离，仅留孔壁绝缘位置上有一层碳粉经镀铜后形成孔铜。 4.3.1. 黑孔注意事项 微蚀是否清洁无滚轮痕水痕压折痕 4.3.2. 镀铜注意事项 夹板是否夹紧 镀铜面铜厚度 孔铜切片检查不可孔破 4.4. 压膜/曝光Dry Film Lamination/Exposure 4.4.1. 干膜Dry Film 为一抵抗蚀刻药液之介质藉由曝光，将影像转移显影后有曝光之位置将留下而于蚀刻时可保护铜面不被蚀刻液侵蚀形成线路。 4.4.2. 底片 底片为一透明胶片我们所使用之曝光底片为一负片看得到黑色部分，为我们所不要之位置透明部分为我们要留下之位置底片有药膜面，及非药膜面药膜面错误会造成曝光时光散射而造成影像转移时，无法达到我们所要之线宽尺寸造成良率降低。 4.4.3. 底片编码原则 .4.4. 底片版面设计Tooling Hole 曝光套Pin 孔(D) 底片经冲孔后供曝光套Pin 用 冲孔辅助孔(H) 供底片或线路冲孔之准备孔 AOI 套Pin 孔(D) 线路上同曝光套Pin 孔供AOI 套Pin 用 假贴合套Pin 孔(K) 供假贴合套Pin 用 印刷套Pin 孔(P) 供印刷套Pin 用 冲型套Pin 孔(G) 供冲型套Pin 用 电测套Pin 孔(E) 供整板电测套Pin 用 4.4.5. 底片版面设计标记 贴CVL 标记C 贴加强片标记S 印刷识别标记? 印刷对位标记 贴背胶标记A 或BA 线宽量测区供线宽量测之标准区其所标示之尺寸10mil、4.6mil 等为底片之设计尺寸为底片进料检验之 尺寸蚀刻后之规格中心值则依转站单上所标示。 版面尺寸标记?300MM? X Y 轴各一 底片编号标记做为底片复本之管制为以8888 数字标记 最小线宽/线距标记W/G 供蚀刻条件设定 产品DateCode 标记：做为生周期之控制以8888 数字标记 顺序为周/年。 工单编号标示框W/N 做为工单编号填写用 备注8888 数字表示方式如下 4.4.6. 压膜注意事项 干膜不可皱折 膜须平整不可有气泡 压膜滚轮须平整及清洁 压膜不可偏位 双面板裁切干膜时须切不可残留干膜屑 4.4.7. 曝光注意事项 底片药膜面须正确(接触干膜方向) 底片须清洁不可有刮伤物缺口凸出针等情形 底片寿命是否在使用期限内 底片工令号是否正确 曝光对位须准确不可有孔破偏位之情形 曝光能量21 阶测试须在79 阶间 吸真空是否足够时间牛顿是否出 曝光台面之清洁 4.5. 显影/蚀刻/剥膜DEVELOPING, ETCHING, STRIPPING 压膜/曝光后之基材，经显影将须保留之线路位置干膜留下以保护铜面不被蚀刻液蚀刻，蚀刻后形成线路，再经剥膜将干膜剥除。 4.5.1. D.E.S.注意事项 放板方向位置 单面板收料速度左右不可偏摆 显影是否完全 剥膜是否完全 是否有烘干 线宽量测 线路检验 4.6. 微蚀 微蚀为一表面处理工站，藉由微蚀液将铜面进行轻微蚀刻以将氧化层蚀刻去除，再上抗氧化剂防止氧化。 4.6.1. 微蚀注意事项 铜面是否氧化 烘干是否完全 不可有滚轮痕压折痕水痕 4.7. CVL 假接着/压合 CVL 先以人工或假接着机套Pin 预贴再经压合将气泡赶出后经烘烤将胶熟化。 4.7.1. CVL 假接着注意事项 CVL 开孔是否对标线(C) PI 补强片是否对标线(S) 铜面不可有氧化象 CVL 下不可有物CVL 屑等 4.7.2. 压合注意事项 玻纤布/耐氟须平整 PI 加强片不可脱落 压合后不可有气泡 4.8. 冲孔 以CCD 定位冲孔机针对后工站所需之定位孔冲孔。 4.8.1. 冲孔注意事项 不可冲偏 孔数是否正确不可漏冲孔 孔内不可毛边 4.9. 镀锡铅 以电镀锡铅针对CVL 开孔位置之手指Pad 进行表面处理。 4.9.1. 镀锡铅注意事项 夹板是否夹紧 电镀后外观(不可白雾焦黑露铜针孔) 膜厚测试依转站单上规格 密着性测试以3M 600 胶带测试 焊锡性测试以小锡炉280 10 秒钟沾锡沾锡面积须超过95% 4.10. 水平喷锡 以水平喷锡针对CVL 开孔位置之手指、Pad 进行表面处理，先经烘烤去除PI 所吸之水份，再上助焊剂(Flux)后再喷锡、水洗、烘干。 4.10.1. 喷锡注意事项 烘烤时间是否足够 导板粘贴方式 水洗是否清洁不可有Flux 残留 喷锡外观(不可有剥铜渗锡露铜锡面不均锡渣压伤等情形) 4.11. 印刷 一般均是印刷文字，银浆通常是用于屏蔽用，银浆印刷后须再印刷防焊做为保护用。 4.11.1. 印刷注意事项 油墨黏度 印刷方向(正/反面前/后方向) 依印刷底片编码原则区分正/反面依印刷对位标示及箭头标示区分前后方向。 印刷位置度 印刷台面是否清洁 网板是否清洁 印刷DateCode 是否正确 印刷外观(荫开文字不清物等) 烘烤后密着性测试以3M 600 胶带测试 4.12. 冲型 一般均以钢模(Hard Die)冲软板外型，其精度较佳，刀模(Steel Rule Die)一般用于制样用，或是一般背胶、PI/PET 加强片、等精度要求不高之配件冲型用，亦或是分条用。当品长度较长时，钢模可设计两段式冲型，以避免因材料胀缩造成冲偏，此时需采对称排版，则仅一套钢模即可，否则须开两套钢模。 4.12.1. 冲型注意事项 手指偏位 压痕 毛边 背胶/加强片方向 4.13. 电测 以整板或冲型后单pcs 进行电测，一般仅测Open/Short/绝缘阻抗，成品若有电阻/电容则须以ICT 进行测试，整板电测时，区分为完全测试及仅测短路(开路以目检手指或Pad 是否镀上锡铅判别)两种。 4.13.1. 整板短路测试原理 线路为简单排线时，可藉由电镀线设计方式进行整板电测以节省电测时间，其原理为利用排线单、双跳线拉出电镀线，任一相邻线路短路时，即可测出，而断线时则手指无法镀上锡铅，如图所示。 虚线表示成型边 4.13.2. 电测注意事项 导通阻抗绝缘阻抗高压电压等条件是否正确 测试数是否正确 测试档名是否正确 检查码是否正确 整板电测时电镀线是否切断 防呆装置是否开启 不良品是否区隔 电镀镍金板不上锡原因分析，请从以下几方面作检查调整： 1. 电镀前处理 : 酸性除油 , 因最近气温较低 , 可能有部分板件或表面阻焊残膜 / 处理不净 , 可以调整除油剂浓度 / 温度 , 另外微蚀也要注意微蚀深度和板面颜色均匀性 ; 2. 镀镍问题 : 镍缸污染油剂或金属污染较重 , 建议低电流电解或碳芯过滤 ;PH 值异常，用稀硫酸或碳酸镍调整 ok ；镀镍厚度不够，孔隙率太高，检查镀镍电流密度，用电流卡表检查导电杆电流与仪表显示电流一致性，电镍时间，必要时可做金相切片观察镍层厚和层间表面状况；镀镍槽添加剂偏低 / 过高都有可能出现此类状况，但是添加剂低的可能较大些；此外，氯化镍的含量对镍层可焊性也有点影响，注意调整至最佳值，过高应力大，过低度层孔隙率高； 3 .金层假镀，镍层水洗时间过长或氧化钝化，注意加强水洗时间控制，此处多用热纯水； 4 .后处理不良；水洗后应及时烘干，放入通风状况良好的地方，最好不要放在电镀车间内！ 5 .其他的还要注意所有化学处理，清洗水水质要求比一般电镀要求要高些！一般用市水 / 自来水，循环再生水 / 井水湖水建议最好不要用，因为水中硬度高 / 含有其他络合有机物！ 一 电镀工艺的分类： 酸性光亮铜电镀 电镀镍/金 电镀锡 二 工艺流程： 浸酸全板电镀铜图形转移酸性除油二级逆流漂洗微蚀二级 浸酸镀锡二级逆流漂洗 逆流漂洗浸酸图形电镀铜二级逆流漂洗 镀镍二级水洗浸柠檬酸镀金回收2-3级纯水洗烘干 三 流程说明： （一）浸酸 作用与目的： 除去板面氧化物，活化板面，一般浓度在5%，有的保持在10%左右，主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定； 酸浸时间不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时间后，酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换，防止污染电镀铜缸和板件表面； 此处应使用C.P级硫酸； （二）全板电镀铜：又叫一次铜，板电，Panel-plating 作用与目的： 保护刚刚沉积的薄薄的化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉，通过电镀将其加后到一定程度 全板电镀铜相关工艺参数：槽液主要成分有硫酸铜和硫酸，采用高酸低铜配方，保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力；硫酸含量多在180克/升，多者达到240克/升；硫酸铜含量一般在75克/升左右，另槽液中添加有微量的氯离子，作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果；铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L，铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果；全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积，对全板电来说，以即板长dm板宽dm22A/ DM2；铜缸温度维持在室温状态，一般温度不超过32度，多控制在22度，因此在夏季因温度太高，铜缸建议加装冷却温控系统； 工艺维护： 每日根据千安小时来及时补充铜光剂，按100-150ml/KAH补充添加；检查过滤泵是否工作正常，有无漏气现象；每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净；每周要定期分析铜缸硫酸铜（1次/周），硫酸（1次/周），氯离子（2次/周）含量，并通过霍尔槽试验来调整光剂含量，并及时补充相关原料；每周要清洗阳极导