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  • 常州鍍銀
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    化學鎳的金面異色分析及改善如何體現于鍍金工藝中

    2020-06-12

    !讓你更多的了解到化學鎳的存在的意義!一起來學習一下吧!

    化學鎳金作為PCB表面處理之一,如果來料銅面異常會導致化學鎳金后出現漏鍍、甩鎳金、金面異色等品質異常,其中的金面異色問題通常情況下會從化學鎳金前處理方面著手解決。而本文中所講的金面異色為金厚偏薄異色,并且異色問題均集中在IC和BGA位置,如圖1所示。本文將就此問題產生的原因進行分析,并給出改善措施,然后解決這類金面異色問題。常州鍍金加工

    二、原因分析

    2.1沉金反應原理

    當PCB板面鍍好鎳層放入金槽后,其鎳面即受到槽液的攻擊而溶出鎳離子,所拋出的兩個電子被金氰離子獲得而在鎳面上沉積出金層,反應機理如下: 

     陽極反應:Ni→Ni2++2e- E0=0.25V 

    陰極反應:Au(CN)2-+e-→Au+2CN- E0=0.6V 

    總反應式 Ni + Au(CN)2- → Ni2+ + Au + 2CN- 

    從以上沉金反應機理可以得出此反應屬于典型的置換反應,總反應的電位為-0.35V,在Ni和Au+的接觸便可自發進行,理論上鎳面上完全覆蓋上一層Au之后,金的析出便停止,實際上由于金層表面上孔隙較多,故多孔金屬下的鎳仍可溶解拋出電子而金繼續析出在鎳上,只不過速率會愈來愈低,直至終止。

    2.2 金面異色原因分析

    2.2.1正常IC與異常IC鎳厚切片分析

    從以上切片鎳厚測量得出,IC異色處與正常IC位鎳厚無明顯差異,說明造成IC異色原因不是沉金假鍍(鎳厚偏薄)引起,即此類IC露鎳異色與鎳厚無關系。

    2.2.2正常IC與異色IC金鎳厚測量

    從以上異常IC與正常IC金厚測試數據得出,異常IC與正常IC鎳厚無明顯差距,但異常IC金厚比正常IC金厚較大相差0.82微英寸,因此可以判定IC異色為金厚過薄呈現鎳的顏色所致。

    常州鍍金加工

    2.2.3正常IC與異色IC鎳層SEM及EDS分析

    從以上鎳面SEM及EDS分析得出,IC異色處與正常IC位鎳面晶體結構和P含量均無明顯差異,說明造成IC露鎳異色原因不是鎳面晶體異常引起。

    2.2.4通過魚骨圖對金面異色可能存在原因進行分析,如下圖所示。

    2.2.5原因篩選

    (1)現場跟進發現同一時間、同一條件生產出來的板,有些板有異色,有些板無異色,因此可以排除人員、機器和環境方面的因素; 

    (2)現場跟進中還發現發生異色的板都發生在有BGA和IC的板上,并且異色板主要集中在雜色油墨上,因此將原因得點鎖定在物料和方法上。常州鍍金加工

    三、實驗驗證

    3.1實驗流程

    來料→水平噴砂處理→上板→除油→微蝕→預浸→活化→后浸→化沉鎳→化學金→金回收→下板

    3.2實驗參數

    3.3實驗方案

    四、實驗驗證結果及分析

    從表4中的5組實驗結果對比得出: 

    (1) 將沉金金缸金濃度提高至1.2g/L仍有異色現象,說明金濃度不是導致IC或BGA異色的原因; 

    (2) 將沉金活化時間提高至120S仍有異色現象,說明金活化時間不是導致IC或BGA異色的原因; 

    (3) 對比本廠沉金和外發沉金都有BGA或IC異色現象,說明沉金藥水不是導致沉金板異色的主要原因; 

    (4) 阻焊工序采用不同油墨絲印沉金后都有金異色現象,說明油墨不是導致金面異色的原因; 

    (5)在阻焊工序采用鋁片塞孔處理的板在沉金后無金面異色現象,而未采用鋁片塞孔的板沉金后均出現金面異色現象,說明阻焊鋁片塞孔對BGA和IC金面異色有很大的改善作用;鋁片塞孔與非鋁片塞孔孔內切片對比如圖3和圖4所示。

    五、結論

    針對沉金板BGA或IC金面異色問題,曾經困擾我司許久,在生產過程中我們也進行過很多嘗試,但均未得到完全杜絕之目的,后通過對沉金的反應原理和異常板進行仔細分析,并且通過試板對比及量產驗證,找到通過阻焊鋁片塞孔能徹底解決BGA或IC金面異色問題。


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