Thông tin PCB - Giới thiệu mạ niken PCB và khắc phục sự cố

Mạ niken được sử dụng làm lớp phủ cơ bản cho kim loại quý và cơ bản trên bảng PCB và cũng thường được sử dụng làm lớp bề mặt cho một số bảng in một mặt. Đối với một số bề mặt bị mòn nghiêm trọng, chẳng hạn như tiếp xúc chuyển mạch, tiếp xúc hoặc cắm vàng, sử dụng niken làm lớp nền vàng có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn. Khi được sử dụng như một lớp chặn, niken có hiệu quả ngăn chặn sự lây lan giữa đồng và các kim loại khác. Lớp phủ hợp chất niken/vàng câm thường được sử dụng làm lớp phủ kim loại chống ăn mòn, có thể đáp ứng các yêu cầu hàn và hàn nóng. Chỉ có niken có thể được sử dụng làm lớp phủ chống ăn mòn cho chất khắc amino mà không cần hàn ép nóng. Cũng cần một tấm PCB với lớp mạ sáng, thường được mạ niken/vàng sáng.

Độ dày mạ niken thường không nhỏ hơn 2,5 micron, thường là 4-5 micron. Các lớp lắng đọng niken ứng suất thấp trên PCB thường được mạ với một bồn tắm niken Watts sửa đổi và một số bồn tắm niken aminosulfate có chứa các chất phụ gia giảm căng thẳng. Chúng tôi thường nói rằng mạ niken của bảng mạch PCB bao gồm niken sáng và niken mờ (còn được gọi là niken ứng suất thấp hoặc niken bán sáng), thường đòi hỏi lớp mạ đồng nhất và tỉ mỉ, độ xốp thấp, ứng suất thấp và độ dẻo tốt.

Niken Amino Sulfonate (Nickel Amino Sulfonate) Niken Amino Sulfonate được sử dụng rộng rãi như một lớp phủ cơ bản cho lớp mạ lỗ kim loại và các tiếp điểm cắm in. Lớp lắng đọng thu được có ứng suất bên trong thấp, độ cứng cao và độ dẻo tuyệt vời. Thêm chất giải phóng căng thẳng vào bồn tắm và lớp phủ kết quả sẽ bị căng thẳng nhẹ. Có nhiều công thức tắm aminosulfate khác nhau. Công thức tắm niken Amino Sulfonate điển hình được hiển thị trong bảng dưới đây. Do ứng suất lớp phủ thấp, nó được sử dụng rộng rãi, nhưng sự ổn định kém của niken sulfonate và chi phí tương đối cao. Modified Watt-Nickel (Nickel Sulphur) Modified Watt-Nickel Formula, sử dụng niken sunfat và thêm niken bromua hoặc niken clorua. Niken bromide chủ yếu được sử dụng do ứng suất bên trong. Nó có thể tạo ra một lớp phủ nửa sáng, ứng suất bên trong nhẹ và độ dẻo tốt; Và lớp phủ này dễ dàng kích hoạt để sử dụng trong mạ tiếp theo và chi phí tương đối thấp. Tác dụng của các thành phần mạ: 1) Các muối chính - niken aminosulfat và niken sulfat là các muối chính trong dung dịch niken. Muối niken chủ yếu cung cấp các ion kim loại niken cần thiết để mạ niken và cũng hoạt động như muối dẫn điện. Nồng độ chất lỏng mạ niken hơi khác nhau giữa các nhà cung cấp khác nhau và hàm lượng cho phép của muối niken rất khác nhau. Hàm lượng muối niken cao cho phép sử dụng mật độ dòng cathode cao hơn và tốc độ lắng đọng nhanh hơn và thường được sử dụng trong mạ niken dày tốc độ cao. Tuy nhiên, nếu nồng độ quá cao, sự phân cực cathodic sẽ giảm, khả năng phân tán kém và tổn thất thực hiện của mạ sẽ rất lớn. Tỷ lệ lắng đọng hàm lượng muối niken thấp, nhưng khả năng phân tán tốt, các tinh thể mịn và lớp phủ sáng có thể thu được. 2) Sử dụng axit boric đệm làm chất đệm, giữ độ pH của chất lỏng mạ niken trong một phạm vi nhất định. Nó đã được chứng minh rằng khi giá trị PH của chất lỏng mạ niken quá thấp, hiệu quả hiện tại cathode sẽ giảm; Khi giá trị PH quá cao, giá trị PH của lớp chất lỏng gần bề mặt cathode tăng nhanh do kết tủa liên tục của H2, dẫn đến sự hình thành của Ni (OH) 2 keo và các tạp chất trong Ni (OH) 2 làm tăng độ giòn của lớp phủ. Đồng thời, sự hấp phụ của keo Ni(OH)2 trên bề mặt điện cực cũng khiến bong bóng hydro ở lại trên bề mặt điện cực. Độ xốp của lớp phủ tăng lên. Axit boric không chỉ có tác dụng đệm pH, mà còn có thể làm tăng phân cực cathodic, do đó cải thiện tính chất mạ và giảm "cháy" ở mật độ dòng điện cao. Sự hiện diện của axit boric cũng có lợi cho việc cải thiện tính chất cơ học của lớp phủ.3) Chất kích hoạt anode - Ngoài dung dịch mạ niken loại sulfat sử dụng anode không hòa tan, các loại quá trình mạ niken khác sử dụng anode hòa tan. Anode niken dễ dàng thụ động trong quá trình cấp điện. Để đảm bảo hòa tan bình thường của anode, một lượng chất kích hoạt anode nhất định được thêm vào chất lỏng mạ. Các thí nghiệm đã phát hiện ra rằng các ion clorua là chất kích hoạt cực dương niken. Trong các giải pháp mạ niken có chứa niken clorua, niken clorua hoạt động như một chất kích hoạt anode ngoài việc là muối chính và muối dẫn điện. Trong dung dịch niken mạ điện không chứa niken clorua hoặc hàm lượng thấp của nó, một lượng natri clorua nhất định nên được thêm vào tùy thuộc vào tình hình thực tế. Niken bromua hoặc niken clorua cũng thường được sử dụng làm chất giải phóng ứng suất để duy trì ứng suất bên trong của lớp phủ và mang lại cho lớp phủ một cái nhìn nửa sáng.4) Phụ gia - Thành phần chính của chất phụ gia là thuốc giải phóng ứng suất. Việc bổ sung các chất giải phóng căng thẳng cải thiện sự phân cực cathodic của mạ và giảm ứng suất bên trong của lớp phủ. Khi nồng độ của chất giải phóng ứng suất thay đổi, ứng suất bên trong của lớp phủ có thể giảm. Chuyển từ căng thẳng kéo sang nén. Các chất phụ gia thường được sử dụng là: axit naphthalene sulfonic, p-toluene sulfonamide, saccharin, v.v. So với lớp phủ niken không có chất giải phóng ứng suất, việc thêm bộ giải phóng ứng suất vào chất lỏng mạ sẽ cho ra một lớp phủ đồng nhất, tinh tế và nửa sáng. Thông thường, các chất giải phóng căng thẳng được thêm vào ampe trong một giờ (hiện tại, các chất phụ gia đặc biệt cho sự kết hợp chung bao gồm các chất chống lỗ kim, v.v.). 5) Chất làm ẩm - sự kết tủa hydro trên cathode là không thể tránh khỏi trong quá trình mạ. Việc giải phóng hydro không chỉ làm giảm hiệu quả dòng điện cathode, mà còn tạo ra lỗ kim trong lớp phủ do sự giữ lại của bong bóng hydro trên bề mặt điện cực. Độ xốp của lớp mạ niken tương đối cao. Để giảm hoặc ngăn chặn việc sản xuất lỗ kim, một lượng nhỏ chất làm ướt, chẳng hạn như natri lauryl sulfate, natri diethyl hexyl sulfate, n-octan, nên được thêm vào mạ. Nó là một chất hoạt động bề mặt anion có thể hấp thụ trên bề mặt cathode, do đó làm giảm sức căng giao diện giữa điện cực và dung dịch, làm giảm góc tiếp xúc ướt của bong bóng hydro trên điện cực, làm cho bong bóng dễ dàng di chuyển ra khỏi bề mặt điện cực, ngăn chặn hoặc giảm thiểu việc sản xuất lỗ kim mạ. Bảo trì nhiệt độ mạ chất lỏng - Các quy trình niken khác nhau sử dụng nhiệt độ mạ chất lỏng khác nhau. Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ đối với quá trình mạ niken phức tạp hơn. Trong dung dịch mạ niken ở nhiệt độ cao hơn, lớp phủ niken thu được có ứng suất bên trong thấp hơn và độ dẻo tốt, và khi nhiệt độ tăng lên 50 ° C, ứng suất bên trong của lớp phủ trở nên ổn định. Nhiệt độ hoạt động chung được duy trì ở 55-60 độ C. Nếu nhiệt độ quá cao, muối niken sẽ bị thủy phân và keo niken hydroxit được tạo ra sẽ giữ lại bong bóng hydro keo, dẫn đến sự xuất hiện của lỗ kim trong lớp phủ, đồng thời giảm phân cực cathodic. Do đó, nhiệt độ làm việc rất nghiêm ngặt và nên được kiểm soát trong phạm vi quy định. Trong công việc thực tế, bộ điều khiển nhiệt độ bình thường được sử dụng để duy trì sự ổn định của nhiệt độ hoạt động của nó theo giá trị kiểm soát nhiệt độ do nhà cung cấp cung cấp. Giá trị PH - Kết quả thực tế cho thấy giá trị PH của chất điện phân mạ niken có ảnh hưởng lớn đến tính chất của lớp mạ và chất điện phân. Trong dung dịch mạ axit mạnh với giá trị PH 2, không có sự lắng đọng của niken kim loại, chỉ có kết tủa khí nhẹ. Nói chung, độ pH của chất điện phân mạ niken trên bảng mạch PCB được duy trì trong khoảng từ 3 đến 4. Bồn tắm niken có độ pH cao hơn có khả năng phân tán cao hơn và hiệu quả dòng cathode cao hơn. Tuy nhiên, khi độ pH quá cao, giá trị pH của lớp phủ gần bề mặt cathode tăng nhanh do sự kết tủa liên tục của khí nhẹ từ cathode trong quá trình mạ. Các lỗ kim xuất hiện trên lớp phủ. Thêm niken hydroxit vào lớp phủ cũng làm tăng độ giòn của lớp phủ. Các bồn tắm mạ niken có độ pH thấp hơn có độ hòa tan anode tốt hơn, có thể làm tăng lượng muối niken trong chất điện phân, cho phép sử dụng mật độ dòng điện cao hơn, dẫn đến sản lượng cao hơn. Tuy nhiên, nếu pH quá thấp, phạm vi nhiệt độ để có được một lớp phủ sáng sẽ bị thu hẹp. Thêm niken cacbonat hoặc niken cacbonat kiềm, tăng độ pH; Sau khi bổ sung axit amin sulfonic hoặc axit sulfuric, độ pH giảm và độ pH được kiểm tra và điều chỉnh mỗi bốn giờ trong quá trình làm việc. Anode - Mạ niken truyền thống cho bảng mạch PCB hiện có thể được nhìn thấy sử dụng anode hòa tan, và nó là phổ biến để sử dụng giỏ titan làm anode cho góc niken tích hợp. Ưu điểm là diện tích cực dương có thể được thực hiện đủ lớn để không thay đổi và bảo trì cực dương tương đối đơn giản. Titan giỏ nên được đặt trong một túi anode làm bằng vật liệu polypropylene để ngăn chặn bùn anode rơi vào chất lỏng mạ. Và các lỗ nên được làm sạch và kiểm tra thường xuyên để thông thoáng. Túi anode mới nên được ngâm trong nước sôi trước khi sử dụng. Thanh lọc - Khi có các chất ô nhiễm hữu cơ trong bồn tắm, nên được xử lý bằng than hoạt tính. Tuy nhiên, phương pháp này thường loại bỏ một phần chất giải phóng căng thẳng (phụ gia) phải được bổ sung. Quy trình xử lý như sau; 1) Lấy anode ra, thêm 5ml/l nước khử trùng, đun nóng (60-80 ° C) và thổi phồng (khuấy khí) trong 2 giờ. 2) Khi có nhiều tạp chất hữu cơ, trước tiên thêm 30% hydrogen peroxide của 3-5ml/lr để xử lý, khuấy trong 3 giờ. 3) Thêm 3-5ml/l bột hoạt động dưới sự khuấy liên tục, tiếp tục khuấy trong 2 giờ, tắt khuấy và để yên trong 4 giờ, thêm bột lọc, lọc bằng bể dự phòng và làm sạch bể cùng một lúc. 4) Làm sạch và duy trì móc anode, sử dụng tấm sắt mạ niken làm cực âm, kéo xi lanh với mật độ hiện tại trong 8-12 giờ 0,5 giờ- 0,1 a/m2 (ảnh hưởng đến chất lượng khi chất lỏng mạ bị ô nhiễm bởi các chất vô cơ. Cũng được sử dụng thường xuyên) 5) Phần tử lọc thay thế (thường được lọc liên tục bằng cách sử dụng một bộ lõi bông và một bộ lõi carbon, thay thế định kỳ có thể kéo dài thời gian xử lý lớn một cách hiệu quả và cải thiện sự ổn định của mạ), phân tích và điều chỉnh các thông số khác nhau và thêm chất làm ướt phụ gia có thể thử mạ điện. 6) Phân tích - chất lỏng mạ nên sử dụng các điểm chính của quy trình quy định trong kiểm soát quá trình, thường xuyên phân tích thành phần mạ và kiểm tra rãnh Hull, và hướng dẫn bộ phận sản xuất để điều chỉnh các thông số của mạ theo các thông số thu được. 7) Quy trình khuấy-mạ niken giống như các quy trình mạ điện khác. Mục đích của khuấy là đẩy nhanh quá trình chuyển khối lượng, giảm sự thay đổi nồng độ và tăng giới hạn trên của mật độ dòng điện cho phép. Chất lỏng mạ khuấy cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc giảm hoặc ngăn ngừa lỗ kim trong lớp mạ niken. Bởi vì trong quá trình mạ, các ion mạ gần bề mặt cathode bị cạn kiệt và một lượng lớn hydro kết tủa, làm tăng độ pH và tạo ra một chất keo niken hydroxit, khiến bong bóng hydro bị giữ lại và tạo ra lỗ kim. Hiện tượng trên có thể được loại bỏ bằng cách tăng cường khuấy mạ chất lỏng. Khí nén, chuyển động cathode và chu kỳ cưỡng bức (kết hợp với lõi carbon và lọc lõi bông) thường được sử dụng để khuấy. 8) Mật độ dòng cathode - Mật độ dòng cathode có ảnh hưởng đến hiệu quả dòng cathode, tốc độ lắng đọng và chất lượng lớp phủ. Kết quả thử nghiệm cho thấy khi mạ niken, trong khu vực mật độ dòng điện thấp, hiệu suất dòng điện cathode tăng khi mật độ dòng điện tăng; Trong khu vực mật độ hiện tại cao, hiệu suất hiện tại cathode độc lập với mật độ hiện tại, trong khi trong dung dịch mạ niken có giá trị pH cao hơn, hệ số hiện tại cathode ít liên quan đến mật độ hiện tại. Giống như các loại mạ khác, phạm vi mật độ dòng cathode được chọn cho mạ niken cũng nên phụ thuộc vào thành phần, nhiệt độ và điều kiện khuấy của mạ. Mật độ thay đổi rất nhiều, thường là 2A/dm2. Xử lý sự cố và khắc phục sự cố 1) Makeng: Makeng là kết quả của ô nhiễm hữu cơ. Hố gai dầu thường chỉ ra ô nhiễm dầu. Khuấy không đúng cách không thể loại bỏ bong bóng, tạo ra một vết lõm. Chất làm ẩm có thể được sử dụng để giảm tác dụng của nó. Chúng ta thường gọi hố nhỏ là lỗ kim. Tiền xử lý kém, chất lượng kim loại kém, hàm lượng axit boric quá thấp và nhiệt độ mạ quá thấp đều có thể dẫn đến lỗ kim. Kiểm soát quá trình là chìa khóa, nên thêm chất chống lỗ kim làm chất ổn định quá trình. 2) Độ nhám và gờ: Độ nhám có nghĩa là dung dịch bẩn và có thể được điều chỉnh bằng cách lọc hoàn toàn (giá trị PH quá cao để tạo thành lượng mưa hydroxit, nên được kiểm soát). Nếu mật độ hiện tại quá cao, bùn anode và nước không tinh khiết có thể mang lại tạp chất, trong trường hợp nghiêm trọng có thể gây ra sự thô ráp và burr. 3) Lực liên kết thấp: nếu lớp phủ đồng không khử oxy hoàn toàn, lớp phủ sẽ bong ra và độ bám dính giữa đồng và niken sẽ trở nên kém hơn. Nếu dòng điện bị gián đoạn, nó có thể khiến lớp phủ niken bong ra tại chỗ gián đoạn và cũng có thể bong ra khi nhiệt độ quá thấp.4) Lớp phủ dễ vỡ và có thể hàn kém: Lớp phủ thường dễ vỡ khi lớp phủ bị uốn cong hoặc chịu một mức độ mài mòn nhất định. Điều này cho thấy sự hiện diện của ô nhiễm hữu cơ hoặc kim loại nặng. Quá nhiều chất phụ gia, chất hữu cơ bị mắc kẹt và chất chống ăn mòn mạ điện là những nguồn ô nhiễm hữu cơ chính. Chúng phải được xử lý bằng than hoạt tính. Không đủ lượng bổ sung và độ pH quá cao cũng có thể ảnh hưởng đến độ giòn của lớp phủ. 5) Lớp phủ tối hơn và màu sắc không đồng đều: lớp phủ tối hơn và màu sắc không đồng đều, có nghĩa là có ô nhiễm kim loại. Bởi vì nó thường được mạ đồng trước và sau đó là niken, dung dịch đồng được đưa vào là nguồn gây ô nhiễm chính. Điều quan trọng là phải giảm dung dịch đồng trên móc áo xuống mức tối thiểu. Để loại bỏ các chất gây ô nhiễm kim loại khỏi bể, đặc biệt là dung dịch loại bỏ đồng, nên sử dụng cathode thép sóng với mật độ dòng điện từ 2 đến 5 ampe/feet vuông và 5 ampe/gallon dung dịch trong một giờ. Tiền xử lý kém, lớp phủ thấp, mật độ dòng điện quá thấp, nồng độ muối chính quá thấp, tiếp xúc kém với mạch cung cấp điện mạ tất cả đều ảnh hưởng đến màu sắc của lớp phủ. 6) Bỏng lớp phủ: nguyên nhân có thể gây bỏng lớp phủ: không đủ axit boric, nồng độ muối kim loại thấp, nhiệt độ hoạt động quá thấp, mật độ dòng điện quá cao, giá trị PH quá cao hoặc khuấy không đủ. 7) Tỷ lệ lắng đọng thấp: giá trị PH thấp hoặc mật độ dòng điện thấp có thể dẫn đến tỷ lệ lắng đọng thấp. 8) Bọt hoặc bong tróc lớp phủ: xử lý mạ trước kém, thời gian gián đoạn quá lâu, ô nhiễm tạp chất hữu cơ, mật độ dòng điện quá lớn, nhiệt độ quá thấp, giá trị PH quá cao hoặc quá thấp, ảnh hưởng nghiêm trọng của tạp chất có thể dẫn đến Hiện tượng bong bóng hoặc bong tróc. 9) thụ động anode: không đủ chất kích hoạt anode, diện tích anode quá nhỏ, mật độ dòng điện trên bảng PCB quá cao.