Leiterplatte Blog - Einführung und Fehlerbehebung von Nickel Galvanik auf Leiterplatte

Vernickeln wird auf Leiterplatten als Substratbeschichtung für Edelmetalle und Basismetalle verwendet und wird auch allgemein als Oberflächenschicht für einige einseitige Leiterplatten verwendet. Für einige Oberflächen, die stark abgenutzt sind, wie Schalterkontakte, Kontakte oder Steckergold, kann die Verwendung von Nickel als Deckschicht aus Gold die Verschleißfestigkeit erheblich verbessern. Als Barriere verwendet, verhindert Nickel effektiv die Diffusion zwischen Kupfer und anderen Metallen. Dumme Nickel/Gold-Kombinationsbeschichtungen werden oft als ätzfeste Metallbeschichtungen verwendet und können die Anforderungen des Heißpressschweißens und Lötens erfüllen. Nur Nickel kann als korrosionsbeständige Beschichtung für Ammoniakätzungen ohne Heißpressschweißen verwendet werden. Leiterplatten mit heller Beschichtung sind ebenfalls erforderlich, in der Regel mit heller Vernickelung/Vergoldung.

Die Vernickelungsdicke ist im Allgemeinen nicht kleiner als 2,5 Mikrons, normalerweise 4-5 Mikrons. Die abgeschiedene Schicht aus Low-Stress-Nickel auf der Leiterplatte wird normalerweise mit einem modifizierten Watt-Nickelbad und einigen Sulfamat-Nickelbädern mit spannungsreduzierenden Additiven überzogen. Wir sagen oft, dass die Vernickelung von Leiterplatten helles Nickel und mattes Nickel (auch bekannt als Niederspannungs-Nickel oder halbhelles Nickel), die normalerweise eine gleichmäßige und sorgfältige Beschichtung, geringe Porosität, geringe Spannung und gute Duktilität erfordern.

Nickelsulfamat (Ammoniak-Nickel)Nickelsulfamat ist weit verbreitet als Substratbeschichtung auf metallisierten Lochbeschichtungen und gedruckten Steckerkontakten. Die erhaltene abgeschiedene Schicht hat geringe innere Spannung, hohe Härte und ausgezeichnete Duktilität. Fügen Sie dem Bad einen Spannungsentlastungsmittel hinzu und die resultierende Beschichtung wird leicht beansprucht. Es gibt eine Vielzahl von Sulfamatbädern mit verschiedenen Formulierungen. Die typische Nickelsulfamat-Badeformel ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Aufgrund der geringen Spannung der Beschichtung ist es weit verbreitet, aber die Stabilität von Nickelsulfamat ist schlecht, und seine Kosten sind relativ hoch. Modifiziertes Watt-Nickel (Schwefelnickel)Modifizierte Watt-Nickel-Formulierung unter Verwendung von Nickelsulfat zusammen mit der Zugabe von Nickelbromid oder Nickelchlorid. Aufgrund der inneren Spannung wird Nickelbromid hauptsächlich verwendet. Es kann eine halbhelle, leicht innere Spannung, gute Duktilitätsbeschichtung produzieren; und diese Beschichtung ist einfach für nachfolgende Galvanik zu aktivieren, und die Kosten sind relativ niedrig. Die Rolle jeder Komponente der Plattierungslösung:1) Hauptsalze Nickelsulfamat und Nickelsulfat sind die Hauptsalze in der Nickellösung. Nickelsalze liefern hauptsächlich Nickelmetallionen, die für die Vernickelung benötigt werden und spielen auch die Rolle leitender Salze. Die Konzentration der Vernickelungslösung variiert leicht bei verschiedenen Lieferanten, und der zulässige Gehalt an Nickelsalz variiert stark. Der hohe Gehalt an Nickelsalz ermöglicht die Verwendung einer höheren Kathodenstromdichte und einer schnellen Abscheiderate und wird häufig für Hochgeschwindigkeits-Dickvernickeln verwendet. Wenn die Konzentration jedoch zu hoch ist, wird die kathodische Polarisation reduziert, die Dispergierfähigkeit ist schlecht, und der Durchführungsverlust der Plattierungslösung wird groß sein.Niedriger Nickelsalzgehalt hat eine niedrige Abscheidungsrate, hat aber eine gute Dispergierfähigkeit und kann Feinkristall und helle Beschichtung erhalten.2) Puffer Borsäure wird als Puffer verwendet, um den pH-Wert der Vernickelungslösung innerhalb eines bestimmten Bereichs aufrechtzuerhalten. Die Praxis hat bewiesen, dass, wenn der PH-Wert der Vernickelungslösung zu niedrig ist, die Kathodenstromeffizienz sinkt; Wenn der PH-Wert zu hoch ist, steigt der PH-Wert der Flüssigkeitsschicht nahe der Kathodenoberfläche aufgrund der kontinuierlichen Ausfällung von H2 schnell an, was zu Ni führt. Die Bildung von (OH)2-Kolloid und die Einbeziehung von Ni(OH)2 in die Beschichtung erhöhen die Sprödigkeit der Beschichtung. Gleichzeitig bewirkt die Adsorption von Ni(OH)2-Kolloid auf der Elektrodenoberfläche auch, dass Wasserstoffblasen auf der Elektrodenoberfläche bleiben. Die Porosität der Beschichtung nimmt zu. Borsäure hat nicht nur einen pH-Puffereffekt, sondern kann die kathodische Polarisation erhöhen, wodurch die Badleistung verbessert und das "Brennen" bei hohen Stromdichten reduziert wird. Das Vorhandensein von Borsäure ist auch vorteilhaft, um die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung zu verbessern.3) Anodenaktivator—Außer sulfatartigen Vernickelungslösungen, die unlösliche Anoden verwenden, verwenden andere Arten von Vernickelungsverfahren lösliche Anoden. Die Nickelanode wird während des Elektrifizierungsprozesses leicht passiviert. Um die normale Auflösung der Anode sicherzustellen, wird der Beschichtungslösung eine bestimmte Menge Anodenaktivator hinzugefügt. Durch Experimente wird festgestellt, dass CI-Chloridion der Aktivator der Nickelanode ist. In der Vernickelungslösung, die Nickelchlorid enthält, wirkt Nickelchlorid nicht nur das Hauptsalz und das leitfähige Salz, sondern auch als Anodenaktivator. In der galvanischen Nickellösung, die kein Nickelchlorid enthält oder sein Gehalt niedrig ist, sollte eine bestimmte Menge Natriumchlorid entsprechend der tatsächlichen Situation hinzugefügt werden. Nickelbromid oder Nickelchlorid wird auch allgemein als Spannungsentlastungsmittel verwendet, um die innere Spannung der Beschichtung aufrechtzuerhalten und der Beschichtung ein halbhelles Aussehen zu verleihen.4) Additive sind die Hauptkomponente von Additiven Spannungsentlastungsmittel. Die Zugabe von Spannungsentlastungsmitteln verbessert die kathodische Polarisation der Beschichtungslösung und reduziert die innere Spannung der Beschichtung. Mit der Änderung der Konzentration des Spannungsentlastungsmittels kann die innere Spannung der Beschichtung reduziert werden. Wechsel von Zugspannung zu Druckspannung. Häufig verwendete Additive sind: Naphthalinsulfonsäure, p-Toluolsulfonamid, Saccharin und so weiter Verglichen mit der Nickelbeschichtung ohne das Spannungsentlastungsmittel, das Hinzufügen des Spannungsentlastungsmittels zum Bad führt zu einer gleichmäßigen, feinen und halbhellen Beschichtung. Normalerweise wird das Spannungsentlastungsmittel um Ampere eine Stunde hinzugefügt (derzeit enthalten die universellen Kombinations-Spezialadditive Anti-Pinhole-Mittel usw.).5 Benetzungsmittel. Während des Galvanikprozesses ist die Entwicklung von Wasserstoff auf der Kathode unvermeidlich. Die Entwicklung von Wasserstoff verringert nicht nur die Kathodenstromeffizienz, sondern verursacht auch Nadellöcher in der Beschichtung aufgrund der Retention von Wasserstoffblasen auf der Elektrodenoberfläche. Die Porosität der Vernickelungsschicht ist relativ hoch. Um die Erzeugung von Nadellöchern zu reduzieren oder zu verhindern, sollte der Beschichtungslösung eine kleine Menge Netzmittel hinzugefügt werden, wie Natriumlaurylsulfat, Natriumdiethylhexylsulfat, n-Octan. Es ist eine anionische Oberflächenwirksubstanz, die auf der Oberfläche der Kathode adsorbiert werden kann, so dass die Grenzflächenspannung zwischen der Elektrode und der Lösung reduziert wird, und der benetzende Kontaktwinkel von Wasserstoffblasen auf der Elektrode reduziert wird, so dass die Blasen leicht von der Elektrodenoberfläche entfernt sind, wodurch die Erzeugung von Nadellöchern verhindert oder gemildert wird. Aufrechterhaltung der Beschichtungslösung Temperatur-Verschiedene Nickelprozesse verwenden unterschiedliche Badtemperaturen. Der Effekt der Temperaturänderung auf den Vernickelungsprozess ist komplizierter. In der Vernickelungslösung mit höherer Temperatur hat die erhaltene Nickelbeschichtung geringe innere Spannung und gute Duktilität, und die innere Spannung der Beschichtung wird stabil, wenn die Temperatur auf 50°C erhöht wird. Die allgemeine Betriebstemperatur wird bei 55--60 Grad C beibehalten. Wenn die Temperatur zu hoch ist, tritt die Hydrolyse des Nickelsalzes auf, und das resultierende Nickelhydroxidkolloid behält die kolloidalen Wasserstoffblasen, was zu Nadellöchern in der Beschichtung führt und gleichzeitig die kathodische Polarisation reduziert. Daher ist die Arbeitstemperatur sehr streng und sollte innerhalb des angegebenen Bereichs kontrolliert werden. In der tatsächlichen Arbeit wird der normale Temperaturregler verwendet, um die Stabilität seiner Arbeitstemperatur entsprechend dem vom Lieferanten bereitgestellten Temperaturkontrollwert aufrechtzuerhalten. PH-Wert. Praxisergebnisse zeigen, dass der PH-Wert des Vernickelelektrolyten einen großen Einfluss auf die Leistung der Beschichtung und des Elektrolyts hat. In der stark säurehaltigen Galvaniklösung mit PHâ­2 gibt es keine Ablagerung von metallischem Nickel, nur leichtes Gas wird ausgefälscht. Im Allgemeinen wird der pH-Wert des vernickelten Elektrolyten für Leiterplatte zwischen 3 und 4 beibehalten.Nickelbäder mit höherem pH haben eine höhere Dispersionsleistung und eine höhere Kathodenstromeffizienz. Wenn der pH-Wert jedoch zu hoch ist, aufgrund der kontinuierlichen Ausfällung von Lichtgas aus der Kathode während des Galvanikprozesses steigt der pH-Wert der Beschichtung in der Nähe der Kathode schnell an. Pinholes erscheinen in der Beschichtung. Die Einbeziehung von Nickelhydroxid in die Beschichtung erhöht auch die Sprödigkeit der Beschichtung. Vernickelungsbäder mit niedrigerem pH-Wert haben eine bessere Anodenauflösung, die den Gehalt an Nickelsalzen im Elektrolyt erhöhen kann, wodurch eine höhere Stromdichte verwendet werden kann, wodurch die Produktion verbessert wird. Ist der pH-Wert jedoch zu niedrig, wird der Temperaturbereich für helle Beschichtungen verengt. Durch Hinzufügen von Nickelkarbonat oder basischem Nickelkarbonat steigt der pH-Wert; Hinzufügen von Schwefelsäure oder Schwefelsäure, der pH-Wert sinkt, überprüfen und justieren Sie den pH-Wert alle vier Stunden während des Arbeitsprozesses. Anode. Die herkömmliche Vernickelung der Leiterplattenplatte, die derzeit gesehen werden kann, verwendet lösliche Anoden, und es ist ziemlich üblich, Titankörbe als Anoden mit eingebauten Nickelecken zu verwenden. Der Vorteil ist, dass der Anodenbereich groß genug gemacht werden kann und sich nicht ändert, und die Anodenwartung ist relativ einfach. Der Titankorb sollte in einen Anodensack aus Polypropylen gelegt werden, um zu verhindern, dass der Anodenschleim in die Beschichtungslösung fällt. Und sollte regelmäßig reinigen und überprüfen, ob die Löcher frei sind. Neue Anodenbeutel sollten vor Gebrauch in kochendem Wasser eingeweicht werden. Reinigungs—Wenn das Bad organische Verunreinigungen hat,sollte es mit Aktivkohle behandelt werden. Diese Methode entfernt jedoch in der Regel einen Teil des Stressabbaus (Additiv), der aufgefüllt werden muss. Die Behandlung erfolgt wie folgt: 1) Nehmen Sie die Anode heraus, fügen Sie 5ml/l Verunreinigungsaufnehmendes Wasser hinzu, erhitzen Sie sie (60-80°C) und belüften Sie (Gasrühren) für 2-Stunden.2) Wenn es viele organische Verunreinigungen gibt, fügen Sie zuerst 3-5ml/lr von 30% Wasserstoffperoxid zur Behandlung hinzu und rühren Sie für 3-Stunden.3) Fügen Sie 3-5g/l pulverförmige Aktivität unter konstantem Rühren hinzu, setzen Sie das Gasrühren für 2-Stunden fort, schalten Sie das Rühren aus und lassen Sie es für 4-Stunden stehen, fügen Sie Filterpulver hinzu und verwenden Sie einen Ersatztank, um Filter und den Tank zur gleichen Zeit zu reinigen und halten Sie die Anode mit einer Nickelplatte kontaminiert ist (0-80°C). 5) Ersetzen Sie das Filterelement (normalerweise werden eine Gruppe von Baumwollkernen und eine Gruppe von Kohlenstoffkernen für die kontinuierliche Filtration in Reihe verwendet, und periodischer Austausch kann die große Bearbeitungszeit effektiv verlängern und die Stabilität der Plattierungslösung verbessern), analysieren und justieren Sie verschiedene Parameter und fügen Sie additives Benetzungsmittel hinzu.6) Analyse: Die Plattierungslösung sollte die Hauptpunkte der Prozessvorschriften verwenden, die in der Prozesssteuerung spezifiziert sind, regelmäßig die Plattierungslösungskomponenten und den Rumpfzellentest analysieren und die Produktionsabteilung führen, um die Parameter der Plattierungslösung entsprechend den erhaltenen Parametern anzupassen.7) Rühren ist der gleiche Prozess wie andere Galvanisierungsprozesse. Der Zweck des Rührens ist es, den Massenübertragungsprozess zu beschleunigen, um die Konzentrationsänderung zu reduzieren und die obere Grenze der zulässigen Stromdichte zu erhöhen. Das Rühren der Beschichtungslösung spielt auch eine sehr wichtige Rolle bei der Verringerung oder Verhinderung von Nadellöchern in der Vernickelungsschicht. Weil während des Galvanikprozesses die Plattierungsionen in der Nähe der Oberfläche der Kathode erschöpft sind und eine große Menge Wasserstoff ausfällt, was den pH-Wert erhöht und Nickelhydroxid-Kolloid produziert, was zur Retention von Wasserstoffblasen und zur Erzeugung von Nadellöchern führt. Das obige Phänomen kann durch Verstärkung des Rührs der Plattierungslösung beseitigt werden. Druckluft, Kathodenbewegung und erzwungene Zirkulation (kombiniert mit Kohlenstoffkern- und Baumwollkernfiltration) werden häufig zum Rühren verwendet.8) Kathodenstromdichte -Kathodenstromdichte hat einen Effekt auf kathodische Stromeffizienz, Abscheiderate und Beschichtungsqualität. Die Testergebnisse zeigen, dass, wenn Nickel mit einem Elektrolyt mit niedrigerem pH-Wert beschichtet wird, die Kathodenstromeffizienz mit der Zunahme der Stromdichte im Bereich der niedrigen Stromdichte zunimmt. Die Kathodenstromeffizienz hat wenig mit der Stromdichte bei höheren pH-Vernickelungslösungen zu tun. Wie andere Beschichtungsarten sollte auch der Bereich der Kathodenstromdichte, die für die Vernickelung ausgewählt wird, von der Zusammensetzung, Temperatur und Rührbedingungen der Beschichtungslösung abhängen. Die Dichte variiert stark, im Allgemeinen ist 2A/dm2 angemessen. Fehlerbehebung und Fehlerbehebung1) Maken:Maken ist das Ergebnis organischer Verschmutzung. Große Hanfgruben deuten normalerweise auf Ölverschmutzung hin. Schlechte Bewegung löst die Luftblasen nicht aus, wodurch Gruben entstehen. Benetzungsmittel kann verwendet werden, um seinen Einfluss zu reduzieren. Wir nennen kleine Gruben normalerweise als Nadellöcher. Schlechte Vorbehandlung, schlechte Metallqualität, zu geringer Borsäuregehalt und zu niedrige Badetemperatur verursachen Nadellöcher. Und Prozesskontrolle ist der Schlüssel, Anti-Pinhole-Mittel sollte als Prozessstabilisator hinzugefügt werden.2) Rauheit und Grate:Rauheit bedeutet, dass die Lösung schmutzig ist, und sie kann durch volle Filtration korrigiert werden (der PH ist zu hoch, um Hydroxidausfälle zu bilden und sollte kontrolliert werden). Wenn die Stromdichte zu hoch ist, bringen der Anodenschleim und das unreine Wasser Verunreinigungen, die Rauheit und Grate in schweren Fällen verursachen.3) Geringe Bindungskraft: Wenn die Kupferbeschichtung nicht vollständig desoxidiert ist, löst sich die Beschichtung ab, und die Haftung zwischen Kupfer und Nickel ist schlecht. Wenn der Strom unterbrochen wird, löst sich die Nickelbeschichtung an der unterbrochenen Stelle ab, und sie löst sich auch ab, wenn die Temperatur zu niedrig ist.4) Die Beschichtung ist spröde und hat eine schlechte Schweißbarkeit: Wenn die Beschichtung gebogen oder einem bestimmten Grad an Verschleiß ausgesetzt ist, ist die Beschichtung normalerweise spröde. Dies zeigt, dass es organische oder Schwermetallbelastungen gibt. Zu viele Additive, eingeschlossene organische Stoffe und galvanische Bestände sind die Hauptquellen der organischen Verschmutzung. Sie müssen mit Aktivkohle behandelt werden. Unzureichende Zugabe und hoher pH-Wert beeinflussen auch die Sprödigkeit der Beschichtung.5) Die Beschichtung ist dunkel und die Farbe ist ungleichmäßig: die Beschichtung ist dunkel und die Farbe ist ungleichmäßig, was bedeutet, dass es Metallverschmutzung gibt. Da Kupfer normalerweise zuerst plattiert und dann vernickelt wird, ist die eingebrachte Kupferlösung die Hauptquelle der Verschmutzung. Es ist wichtig, die Kupferlösung auf dem Bügel auf ein Minimum zu reduzieren. Um Metallverunreinigungen im Tank, insbesondere die Kupferentfernungslösung, zu entfernen, sollte eine Wellstahlkathode verwendet werden, bei einer Stromdichte von 2 bis 5 Amps/Quadratfuß, 5 Amps pro Gallone Lösung für eine Stunde. Schlechte Vorbehandlung, schlechte niedrige Beschichtung, zu niedrige Stromdichte, zu niedrige Hauptsalzkonzentration, schlechter Kontakt des galvanischen Stromkreises beeinflusst die Farbe der Beschichtung.6) Beschichtungsverbrennung: Mögliche Ursachen für Beschichtungsverbrennung: unzureichende Borsäure, niedrige Konzentration von Metallsalz, zu niedrige Arbeitstemperatur, zu hohe Stromdichte, zu hohes PH oder unzureichendes Rühren.7) Niedrige Ablagerungsgeschwindigkeit: Niedriger PH-Wert oder niedrige Stromdichte verursacht niedrige Ablagerungsgeschwindigkeit.8) Blasenbildung oder Schälen der Beschichtungsschicht: schlechte Vorbehandlung, übermäßig lange Unterbrechungszeit, organische Verunreinigung, zu niedrige Temperatur, zu niedrige Temperatur, zu geringe Passivierung oder zu hohe Verunreinigungen: zu geringe Dichte des Eloxalstroms, zu geringe Dichte oder zu hohe Passivierung der Leiterplatte.9)