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pcb多層線路板電鍍鎳工藝介紹及故障原因與排除

2021-05-28 14:23:39
1、作用和特點
印刷電路板多層電路板(英文印刷電路板的簡稱)涂有鎳作為貴金屬和賤金屬的基材,也經常用作一些印刷電路板單面電路板的表層。對于一些在重載下磨損的表面,如開關觸點、接觸件或插頭金,鎳被用作金的基底涂層,這可以大大提高耐磨性。當用作阻擋層時,鎳可以有效地防止銅和其他金屬之間的擴散。亞光鎳/金復合鍍層是抗蝕刻,常用的金屬鍍層,可以滿足熱壓焊接和釬焊的要求。含氨腐蝕劑的耐腐蝕涂層只能用鎳,而不需要熱壓焊接、要求光亮涂層的PCB多層電路板通常采用光亮鎳/金涂層。鎳鍍層的厚度一般不小于2.5微米,一般為4-5微米。
印刷電路板多層電路板上的低應力鎳沉積層通常鍍有改性瓦特鎳鍍液和一些含應力降低添加劑的氨基磺酸鎳鍍液。
我們常說的PCB多層電路板鍍亮鎳和啞鎳(也叫低應力鎳或半亮鎳),通常要求鍍層均勻細致,孔隙率低,應力低,延展性好
2.氨基磺酸鎳(鎳氨)
氨基磺酸鎳廣泛用作金屬化孔電鍍和印刷插頭觸點的基底涂層。獲得的沉積層具有低內應力、高硬度和優異的延展性。當應力消除劑加入鍍浴中時,所獲得的涂層將受到輕微的應力。氨基磺酸鹽浴有許多不同的配方,典型的氨基磺酸鎳鹽浴配方如下表所示。由于其應力低,涂層得到了廣泛的應用,但氨基磺酸鎳穩定性差,成本相對較高。
3.改性瓦特鎳(硫化鎳)
改進的瓦特鎳配方采用硫酸鎳,并加入溴化鎳或氯化鎳。由于內應力,多采用溴化鎳。能產生內應力小、延展性好的半光亮涂層;此外,鍍層容易活化,便于后續電鍍,成本相對較低。
4.電鍍液各成分的作用:
鎳溶液中的主要鹽是氨基磺酸鎳和硫酸鎳。鎳鹽主要提供鍍鎳所需的鎳金屬離子,也起導電鹽的作用。鍍鎳液濃度因供應商不同而略有差異,鎳鹽允許含量差異較大。鎳鹽含量高,可以使用較高的陰極電流密度和較快的沉積速度,常用于高速鍍鎳。但如果濃度過高,陰極極化會降低,分散能力差,鍍液損耗大。鎳鹽含量低,沉積速率低,但分散能力好,可獲得結晶細致的光亮鍍層。
Buffer-硼酸用作緩沖劑,使鍍鎳溶液的PH值保持在一定范圍內。實踐證明,當鍍鎳溶液的PH值過低時,陰極電流效率會降低;當PH值過高時,由于H2的持續降水,陰極表面附近的液體層PH值迅速上升,導致Ni(OH)2膠體的形成。涂層中的氫氧化鎳增加了涂層的脆性。同時,Ni(OH)2膠體在電極表面的吸附也會導致氫氣泡停留在電極表面,增加涂層的孔隙率。硼酸不僅具有PH緩沖作用,還能改善陰極極化,從而改善鍍液性能,減少高電流密度下的“燒”現象。硼酸的存在也有利于提高涂層的力學性能。
陽極活化劑-除了硫酸鹽鍍鎳溶液中使用不溶性陽極外,其他鍍鎳工藝中使用可溶性陽極。而鎳陽極在帶電過程中容易鈍化。為了保證陽極的正常溶解,在鍍液中加入一定量的陽極活化劑。發現氯離子是鎳陽極的最佳活化劑。在含有氯化鎳的鍍鎳液中,氯化鎳不僅作為主鹽和導電鹽,還作為陽極活化劑。在無氯化鎳或氯化鎳含量低的鍍鎳溶液中,應根據實際情況加入一定量的氯化鈉。溴化鎳或氯化鎳也經常用作應力消除劑,以保持涂層的內應力,并使涂層具有半光亮的外觀。
添加劑——的主要成分是應力消除劑。添加應力消除劑可以改善鍍液的陰極極化,降低鍍層內應力。隨著應力消除器濃度的變化,鍍層內應力由張應力應力變為壓應力。常用的添加劑有萘磺酸、對甲苯磺酰胺、糖精等。與不含應力消除劑的鎳鍍層相比,在鍍液中加入應力消除劑可以獲得均勻、細小、半光亮的鍍層。通常,應力消除劑根據安培添加一小時(目前,一般組合的特殊添加劑包括防針孔劑等。)。
在潤濕劑——的電鍍過程中,氫不可避免地沉淀在陰極上。氫的沉淀不僅降低了陰極,的電流效率,而且由于氫泡保留在電極表面而導致涂層中出現針孔。鍍鎳層孔隙率比較高。為了減少或防止針孔,少量潤濕劑,如十二烷基硫酸鈉, 二乙基基硫酸鈉,辛基基硫酸鈉,等。應該添加到鍍液中,它是一種陰離子表面活性物質。它可以吸附在陰極,表面,降低電極與溶液之間的界面張力,減小氫氣泡在電極上的潤濕接觸角,從而使氣泡容易離開電極表面,防止或減少涂層中針孔的產生。

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