Технология PCB - устранение неисправностей в процессе химического никелирования многослойных печатных плат

1. Назначение и характеристики никелирования на многослойных печатных плат.

никелевое покрытие используется в качестве базового покрытия для благородных и неблагородных металлов на многослойной печатной плате. Он также часто используется в качестве покрытия некоторых односторонних печатных плат. для некоторых требований, изнашиваемых при необходимости, таких, как контактный контактор или золотой разъем, использование никеля в качестве основного покрытия золота может повысить износостойкость. никель свободного распространения меди и других металлов, когда он используется в качестве барьера. покрытие из хромированного никеля / золота является обычным антикоррозийным металлическим покрытием, которое соответствует требованиям к горячим пайкам и пайкам. только никель может использоваться в качестве антикоррозионного покрытия, растворяющего аммиак, без термокомпрессионной сварки. для многослойных печатных плат со светлым покрытием обычно используется светлое покрытие из никеля/золота. никелевое покрытие обычно имеет толщину не менее 2,5 мкм, обычно 4-5 мкм.

низкое напряжение в никелевом покрытии многослойных плат, как правило, обогащенное модифицированным ватт-никелевым покрытием, а также никелевым раствором, добавкой с повышенным напряжением.

мы часто говорим о том, что никелирование на многослойном печатном плате открыто гладким никелем и немым никелем (именуемым также низковольтным никелем или полублестящим никелем). в целом, покрытие требует однородности, тонкости, низкой пористости, повышенного напряжения и высокой тяги аминсульфонат никеля (аммиак) сульфонат никеля широко используется в качестве базового покрытия для металлизации отверстий и конфликтов с печатными штепселями. напряжение в осадочном остатке низкое, твердость высокая, тяга хорошая. при добавлении в гальваническую жидкость, нейтрализующего вещество, полученное покрытие вызывает выраженное напряжение. раствор сульфоната сульфоната имеет множество различных рецептур, типичная формула для сульфоната никеля содержится в таблице ниже. из-за снижения напряжения покрытия широко используется, но концентрация аминокислоты никеля является регулируемой и контролируемой.

три. Модифицированный ваттный никель (сернистый никель) В усовершенствованной формуле ватт - никеля используется Сульфат никеля и производится бромид никеля или хлористый никель. Бромид никеля широко используется в плотности плотности. Может быть изготовлено покрытие с полублестящим, малым внутренним напряжением, высокой тягучестью; Кроме того, покрытие легко активируется для гальванического покрытия и относительно недорого.

Роль компонентов гальванизации:

основными солями в растворе никеля являются соль - аминокислот никеля и сернокислый никель. никелевая соль обеспечивает главным образом ионы металлического никеля, необходимые для никелирования, и выполняет функции электропроводной соли. концентрация раствора никеля в разных поставщиках несколько варьировалась, а допустимое содержание никелевой соли существенно варьировалось. можно использовать высокое содержание никелевой соли, высокую плотность катодного тока и быструю скорость осаждения. Обычно он используется для высокоскоростного никелирования. Однако, если концентрация будет слишком высокой, то поляризация катода будет снижаться, дисперсная способность может быть различной, а потери в гальваническом покрытии будут большими. низкое содержание никелевой соли, медленное осаждение, но хорошая дисперсия, можно получить тонкие светлые кристаллические покрытия.

буферная жидкость, использующая борную кислоту в качестве буферной жидкости, удерживает pH раствора никеля в определенном диапазоне. Практика показывает, что эффективность катодного тока снижается, когда pH раствора никелирования является слишком низким; в тех случаях, когда pH является слишком высоким, в результате постоянного осаждения H2 уровень pH в жидком слое вблизи поверхности катода быстро повышается, что приводит к образованию коллоидов Ni (OH) 

включение в покрытие Ni (OH) 2 повышает хрупкость покрытия. В то же время адсорбция коллоидов Ni (OH) 2 на поверхности электрода может привести к удержанию водородных пузырьков на поверхности электрода и увеличению пористости покрытия. борная кислота не только имеет буферное действие pH, но и улучшает поляризацию катода, улучшая тем самым гальваническое свойство и сокращая "коксование" при высокой плотности тока. наличие борной кислоты также способствует повышению механических свойств покрытия.

анодный активатор - помимо использования нерастворимых анодов в растворе сульфата никеля, растворимые аноды используются и в других процессах никелирования. 

никелевый анод легко пассивируется во время электропитания. чтобы обеспечить нормальное растворение анода, добавьте в гальваническое покрытие определенное количество анодного активатора. Результаты показывают, что хлорион - лучший анодный активатор никеля. в растворе никеля, содержащем хлористый никель, Хлорид никеля является не только основной солью и электропроводной солью, но и анодным активатором. в растворах с никелевым покрытием, не содержащих хлористый никель или менее низкий уровень содержания никеля, в зависимости от фактических обстоятельств следует добавить определенный объем хлорированного натрия. Бромид никеля или Хлорид никеля также часто используются в качестве нейтрализатора напряжений для поддержания внутренних напряжений в покрытии и для полусветлого внешнего вида покрытия.

присадки - основной состав присадки Это агент, выделяющий напряжение. Добавление агента для снятия напряжения улучшает поляризацию катода в гальваническом покрытии и снижает внутреннее напряжение покрытия. по мере изменения концентраций нейтрализующего агента внутреннее напряжение в покрытии преобразуется из напряжения растяжения в напряжение сжатия. по сравнению с никелевым покрытием, не содержащим реактивов для устранения напряжений, в гальваническом покрытии добавки для устранения напряжения получают равномерное, тонкое, полублестящее покрытие. обычно нейтрализатор напряжения добавляется в ампер на час (в настоящее время обычно комбинация специальных добавок включает в себя ингибиторы отверстий и т.д.).

увлажнитель - в процессе гальванизации выделение водорода на катоде неизбежно. осаждение водорода не только снижает эффективность катодного тока, но и приводит к появлению игольчатого отверстия в покрытии из - за того, что водородные пузыри остаются на поверхности электрода. Относительно высокая пористость никелевого покрытия. для сокращения или предотвращения отверстий в жидкость для нанесения покрытий следует добавить небольшое количество увлажнителей, таких, как декаалкилсульфат натрия диэтилгексилсульфат натрия синильного сульфата натрия является анионитовым поверхностно - активным веществом, который может адсорбироваться на поверхности катода и снижать межфазное напряжение между электродом и раствором, уменьшение увлажняющего угла контакта пузырьков водорода с электродом, делает пузырь легко удаляться от поверхности электрода, предотвращает или уменьшает образование отверстий с покрытием.

техническое обслуживание гальванического покрытия

А. температура - для различных никелевых процессов используются различные температуры гальванизации. влияние изменения температуры на процесс никелирования сложное. в растворе никелирования при высокой температуре полученное никелевое покрытие имеет низкую внутреннюю нагрузку и хорошую тягучесть. при повышении температуры до 50°C внутреннее напряжение покрытия стабилизировалось. как правило, рабочая температура держится на уровне 55 - 60°C. при высокой температуре происходит гидролиз никелевой соли, в результате чего образуемый Гидроксид никеля удерживает коллоидальный водородный пузырь, в результате чего в покрытии образуются иглы и снижается поляризация катода. Поэтому Рабочая температура очень жесткая и должна регулироваться в установленных пределах. на практике нормальные температурные регуляторы используются для поддержания стабильности рабочих температур в соответствии с оптимальными значениями контроля температуры, предлагаемыми поставщиком.

B. значения PHT - полученные на практике результаты свидетельствуют о том, что значения PHH для электролита никеля оказывают значительное влияние на характеристики покрытия и электролита. в растворе с высоким содержанием кислотного гальванического покрытия pH 2 отложения металлического никеля отсутствуют, но осаждаются легкие Газы. обычно pH для многослойного  печатных плат   - никелевого электролита сохраняется между 3 и 4. Чем выше значение pH, тем больше дисперсия никелевого покрытия, тем выше эффективность катодного тока. Однако, когда pH является слишком высоким, pH покрытия вокруг катодной поверхности быстро возрастает из - за постоянного выделения легких газов катодом в процессе гальванизации. когда он превышает 6, образуются легкоокисляющие никелевые коллоиды, в результате чего в покрытии сохраняются водородные пузыри и иглы. Гидроксид никеля в покрытии также повышает хрупкость покрытия. Растворы с низким содержанием pH никеля лучше растворяются на аноде, повышая содержание никелевой соли в электролите, допуская более высокую плотность тока и тем самым усиливая производство. Тем не менее, если pH является низким, то диапазон температур, при которых обеспечивается покрытие светом, будет сужен. Добавление карбоната никеля или щелочной карбоната никеля повысит pH; Добавить аминокислоту или серную кислоту для снижения pH. во время работы каждые четыре часа проверяются и корректируются значения pH.

C.анод - в настоящее время стандартное никелирование многослойного  печатных плат   осуществляется на растворимых анодах, а титановая корзина используется в качестве анода для установки угла никеля. преимущество этого практического нового типа состоит в том, что анодная площадь может быть достаточно большой без изменений, анодный уход относительно простой. титановая корзина должна быть помещена в анодный мешок из полипропилена, чтобы не допустить попадания анодного шлама в гальваническое покрытие. периодическая уборка, проверка отверстий на предмет их непрозрачности. перед использованием новые анодные Мешки должны пропитываться в кипящей воде.

D.очистка - когда раствор осаждения загрязнен органическим веществом, следует использовать активированный уголь для обработки. Однако этот метод, как правило, устраняет некоторые из высвобождаемых под давлением веществ (добавок), которые должны быть добавлены. процесс обработки:

1)Вынуть анод, добавить очищенную воду 5мл/л, нагреть (60-80°С), прокачать воздухом (перемешивание воздуха) на 2 часа.

2) в тех случаях, когда органические примеси являются более значительными, добавьте 3 - 5 мл / ЛР для обработки перекиси водорода и перемешайте его воздухом на 3 часа.

3) добавить 3 - 5g / L порошковый активный агент под непрерывное перемешивание, продолжать перемешивать воздух в течение 2 часов, закрывать перемешивание и молчать в течение 4 часов, добавлять фильтрующий порошок, а также использовать запасные емкости для фильтрации и очистки баллонов.

4)Очистите и обслуживайте анод, используя в качестве катода гофрированные листовые железы с никелевым покрытием, Перетаскивание цилиндра при нулевой скорости тока 8–12 часов,5–0,1 А/кв. гальванопокрытие и влияет на качество)

5) замена фильтров (обычно с последовательным фильтром группы хлопчатобумажных сердечников и группы углеродных сердечников, которые могут быть заменены периодическим фильтром, может эффективно задерживать более длительный период обработки и повышать стабильность гальванических растворов.

6) анализ - в процессе гальванизации должны использоваться элементы технологической спецификации, указанные в управлении процессом, для периодического анализа состава гальванизации и испытаний на желе, а также для руководства производственным Сектором по корректировке параметров гальванизации с учетом полученных параметров.

7) перемешивание - как и при других гальванических процессах, целью перемешивания является ускорение процесса массообмена, уменьшение изменения концентрации и увеличение предельного допустимого уровня плотности тока. перемешивание гальванических растворов также играет важную роль в уменьшении или предотвращении образования отверстий с никелевым покрытием. в процессе гальванизации ионы, находящиеся вблизи поверхности катода, отличаются относительной относительностью гальванизации и осаждаются в больших количествах водорода, что увеличивает pH и вызывает Гидроксид никеля коллоидов, что приводит к сохранению водородных пузырей и игл. Это явление можно устранить путем усиления перемешивания остаточных гальванических жидкостей. обычно катод сжатого воздуха перемещается и принудительно циркулирует (в сочетании с фильтром и перемешиванием углеродных и хлопковых сердечников).

8) плотность катодного тока - плотность катодного тока влияет на скорость осаждения и качество покрытия. Результаты показывают, что при никелировании в низковольтных электролитах, в зоне низкой плотности тока эффективность катодного тока возрастает с увеличением плотности тока; в районах высокой плотности тока эффективность катодного тока не зависит от плотности тока, однако при использовании раствора с высоким содержанием pH для никелирования его эффективность катодного тока не зависит от плотности тока.

как и в случае других видов гальванизации, диапазон плотности катодного тока, выбираемого для покрытия никелем, также зависит от состава гальванического покрытия, а также от температуры и условий смешивания.

6. причины отказов и их устранение

A) Конопляная яма: Конопляная яма является результатом органического загрязнения. Большие ямки обычно указывают на загрязнение масла. если сильно образовались, пузырьки не могут быть удалены, льняная яма. Смачивающий агент может быть использован для уменьшения его эффекта. Мы обычно называем это дыркой, и предварительная плохая обработка, то, что содержание металлической борной кислоты слишком низкое, когда температура гальванизации слишком низкая, образует иглу. ключ к обслуживанию и управление процессом. Ингибитор точечных отверстий следует использовать в качестве стабилизатора процесса.

B) грубые заусенцы: шероховатость - это грязный раствор, который может быть исправлен с помощью полной фильтрации (если pH имеет слишком высокое значение, что легко образует осадок гидроксида, то его следует контролировать.

C) низкая адгезионная сила: если медное покрытие не будет полностью окислено, то оно будет отслаивается, а разница в адгезии между медью и никелем. если электрический ток прерывается, то никелевое покрытие может быть снято при разрыве и при низкой температуре.

D) слабая свариваемость покрытия: при изгибе или износе покрытия до определенной степени хрупкость покрытия обычно обнаруживается. Это свидетельствует о том, что органические или тяжелые металлы загрязнены, присадки являются чрезмерными, а прикрепленные органические вещества и Гальванические антикоррозийные добавки являются основным источником загрязнения органическими веществами и должны обрабатываться с помощью активированного угля. недостаточная доза и высокое pH также влияют на хрупкость покрытия.

E) окрашивание становится темно и разноцветным: покрытие темнеет и цвет неоднородны, что означает загрязнение металла. Поскольку медное покрытие обычно сопровождается никелевым покрытием, основным источником загрязнения является раствор меди. Важно свести к минимуму медный раствор на подвеске. для удаления металлического загрязнения в корыте, особенно раствора для удаления меди, следует использовать сильфонный стальной катод. при плотности тока от 2 до 5 А / кв. фута, порожняя гальванизация раствора составляет 5 ампер на 1 час. Плохая Предварительная обработка низкая плотность гальванического тока низкая концентрация основной соли низкая концентрация гальванического питания плохой контакт может повлиять на цвет покрытия.

F) выгорание покрытия: возможные причины выгорания покрытия: недостаток борной кислоты и низкое содержание металлической соли при низкой рабочей температуре, при которой плотность рабочего тока является слишком высокой для PHS или не является достаточной для смешивания.

G) низкая скорость осаждения: низкая pH или низкая плотность тока приводит к низкой скорости осаждения.

H) образование пузырей или отслоение покрытия: при неправильной предварительной обработке перед нанесением гальванических покрытий происходит образование пузырей или отслоение при чрезмерной плотности органического загрязнения органическими примесями при слишком высокой температуре, превышающей уровень PH, или при сильном воздействии примеси.

анодное пассивирование: анодное активационное вещество не хватает, анодная площадь слишком мала, плотность тока слишком высока.