PCB印制电路板表面镀镍工艺.docx

1概述
    镍，元素符号Ni，原子量58．7，密度8．88g/cm3，Ni2+的电化当量1．095g／AH。
    用于印制板的镍镀层分为半光亮镍(又称低应力镍或哑镍)和光亮镍两种。主要作为板面镀金或插头镀金的底层，根据需要也可作为面层，镀层厚度按照IPC-6012(1996)标准规不低于2~2．5μm。镍镀层应具有平均细致，孔隙率低，延展性好等特点，而且低应力镍应具有宜于钎焊或压焊的功能。
    2低应力镍
    2．1镀镍机理
    阴极：在阴极上，镀液中的镍离子获得电子沉积出镍原子，同时伴有少量氢气析出。
    Ni2++2e+Ni0Ni2+／Ni=-0．25V
    2H++2e+H20Ni2+／N2=-
    虽然Ni的标准电极电位很负，但由于氢的过电位以及镀液中镍离子的浓度、温度、pH等操作条件的影响，阴极上析出氢极少，这时镀液的电流效率可达98％以上。只有当pH很低时，才会有大量氢气析出，此时阴极上无镍沉积。
    阳极：普通镀镍使用可溶性镍阳极。阳极的主反应为金属镍的电化学溶解：
    Ni-2e→Ni2+
    当阳极电流密度过高，电镀液中又缺乏阳极活化剂时，阳极将发生钝化并伴有氧气析出：
    2H20-4e→02↑+4H+
    当镀液中有***离子存在时，也可能发生析出***气得反应：
    2C1--2e→C12↑
    阳极上金属镍电化学溶解使镍离子不断进入溶液，从而提供了阴极电沉积所需的镍离子。但当阴极面积不够大或镀液中活化剂不够时，将导致阳极钝化而析出氧，生成的氧进步氧化阳极表面，生成棕色的Ni203氧化膜。
    2Ni+3[O]→Ni2O3
    由于阳极钝化，使电流密度降低，槽电压升高，电能缺失增加。
    当使用高速镀镍工艺时，阳极采用非溶性材料如：铂、钛上镀铂网或钛上镀钌网，也可以采用含硫的活性镍阳极。
    2．2镀液配方及操作条件
    2．3镀液配制
    1)在备用槽中，用热去离子水溶解计量的硫酸镍、***化镍和计量1/2的硼酸。
    2)加热至55~60℃，加活性炭3g/L，搅拌2h，静置2h，过滤，将无炭粒的溶液转人已清洗干净的工作槽中。
    3)搅拌下，加入其余量硼酸，调pH到3．0，在55-60℃下，用瓦楞形阴极，在0．3~0．5A／dm2下电解，直至阴极板上镀层颜色平均一致为止。
一样通电量需达4Ah/L。
    4)加入添加剂和润湿剂，搅拌，调pH及液位，分析镀液成分。试镀。
    如果所用硫酸镍、***化镍等材料纯度低，则需在加活性炭之前，先加H2O21~3ml／L，搅拌半小时，加热至65℃，保持半小时，再加活性炭并连续按步骤进行。
    2．4各成分作用
    2．4．1主盐
    硫酸镍或氨基磺酸镍是镀镍溶液的主要成分，在普通镀镍中，控制Ni2+浓度65-75g／L。表7-2中列出了这两种类型镀液所镀出镀层的主要性能比较。从表中看
出，以氨基磺酸盐型的低应力镍镀层的性能更佳。但氨基磺酸镍稳固性较差，价格较贵。而用硫酸镍为主盐也能达到技术要求。
    提高主盐浓度，可以提高镀层的沉积速度，并能使答应电流密度范