TO系列管座电镀工艺.pdf

文章编号：!#$%&（$!）!#(#(电子电镀)*系列管座电镀工艺吴彩霞，张春成，杨建功（西安七七一研究所，陕西，西安%!+,）摘要：介绍了)*系列管座电镀工艺，采用镀镍防扩散底层，闪镀金及亚硫酸盐脉冲镀金，获得$!-厚的金镀层，经高温、潮热、压焊、高低温循环等工业试验，镀层性能合格，经济效益显著。关键词：镀镍；镀金；脉冲电镀；闪镀中图分类号：).!+(文献标识码：/!#$%&()%*+,(&$#-.&/0-#&*#-%12#-$3#%01 234#543，6789:2;?=，A89:B43=#C=（&4 3=%!D=EFG，&4 3=%!+,，2;4=3）42-%&)$%：$-4HC=CIJ J?KCE4F L3E CMF34=?J C=)*E?H4?E FN?F L4F;F;?F4FI?KHC?EE 4=L;4;=4N?I?I?FHCJ?KCE4F L3E E?J 3E M3HH4?H M3E?，3=J EFH4N?CIJ J?KCE4F L3E EME?O?=FIP 3KKI4?J，F;?=KQFHCKI3F4=4=EIR4F?ECIF4C=L3E 3JCCKF?J FC J?KCE4F CIJ FCKG/P 4=JC=J4F4C=CR;4;F?-K?H3QFH?，;4HI3F4=MP FH=E CR;4;3=J ICL F?-K?H3FH?，F;?J?KC4F L3E E;CL?J O?EE;3E CMS4CC=C-4 M?=?R4FG5#67&8-：=4N?I?I?FHCKI3F4=；CIJ?I?FHCKI3F4=；KG$!VI?FHCKI3F4=WX4=4E;4=YCIG$9CG 万方数据!镀镍工艺及影响因素!#镀镍工艺及操作条件采用硫酸盐（低氯化物）型镀液，镀层具有低硬度，低的内应力，良好的延展性。主盐：硫酸镍、氯化镍、硼酸。添加剂：光亮剂、柔软剂、湿润剂。$%&(温度&)*)+阴极电流密度),#*-./0!阴极移动#*!)次.分!镀镍操作条件对镀层性能的影响!#$%值影响镀液的$%值对镍层沉积过程及所得镀层的性质有很大影响。$%值高于&(镀液混浊，镀层出现针孔。阴极附近的金属离子会以金属氢氧化物（如碱式镍盐）的形式夹入镀层中，使镀层粗糙，结合不牢；$%值小于&)时，析%!严重，电流效率减小。因此镀液的$%值一般在&*为佳，生产中$%值的调节可用硫酸或稀的氢氧化钠溶液。!温度的影响镀镍液中，温度对镀层内应力有较大的影响，提高镀液温度可以降低镀层内应力，镀层柔韧而有延展性，提高镀液中盐类的溶解度和导电度，同时加速镍离子向阴极的扩散速度，可以使用较高的阴极电流密度和增加阴极电流效率。通常镀镍液温度控制在&)*)+之间，温度过高，镀层内应力降低较慢，镀液蒸发量增加，镍盐也容易水解，生成氢氧化镍沉淀，使镀层针孔，毛刺增多。!1阴极移动的影响电镀时阴极移动可消除阴极扩散层产生的浓差极化，使镍离子易于补充，同时也可提高阴极电流密度，防止镀层烧焦，也利于产生的少量氢气能很快逸出，减少针孔。!&添加剂的影响十二烷基磺酸钠作为润湿剂是比较有效的防针孔剂，它能降低镀液的表面张力，使氢气泡不易在阴极表面停留，从而防止针孔的形成。初级光亮剂与次级光亮剂配合使用，才能获得光亮、整平、脆性低的镀层。若添加剂不足或不加入添加剂，所得镀镍层粗糙，势必会影响镀金层的表面粗糙度，所以要求最后得到的镀金层必须是光滑均匀的，相应地镀镍底层也必须是光滑均匀的。若添加剂浓度太高，它就会大量聚集在电极附近，特别是阳极附近，阻碍阳极的正常溶解，使得阳极电流效率大幅下降，而且镀液含硫化合物，这些含硫化合物会与镍共沉积进入镀层，使镀层的硬度增加，严重时还会使镀金层附着力下降，可焊性降低。将镍盐浓度，阳极活化剂，缓冲剂，电流密度等条件严格控制在规定的范围内，对得到良好的镀镍层有一定的作用。1提高镍金之间结合力的措施由于金属镍的性质比较活泼，在空气中易于钝化，其表面上会很快生成一层极薄的钝化膜，正是这层极薄的钝化膜影响着金层与镍层的结合，因此，为了提高他们之间的结合力，采取以下方法进行处理。1#清洗先将镀完镍的管座在两道自来水，一道去离子水中，以超声波彻底清洗去除镀层上残留的镀液。1!漂洗#)2的硫酸漂洗。11活化在活化液中活化适当时间，去离子水冲31!)#年#!月电 镀 与 涂 饰第!)卷第,期 万方数据洗干净后立即进行镀金。!#闪镀金用比正常电流大$%&%倍的电流冲击镀$%&()后，最后施予正常电流电镀。这样得到的镀金层结合力相当好，不会发生起皮和起泡的现象。#亚硫酸盐脉冲镀金脉冲镀金是一种提高镀层质量，减少黄金消耗的最有效的方法。它比直流镀金具有更优异的镀层性能。如镀金层结晶致密光亮、纯度高、柔软、可焊性能好、孔隙少、耐蚀性高。在满足器件性能的条件下，可以大大降低金层的厚度。脉冲镀金过程中，由于瞬间很高的峰值电流（比平均电流密度大十倍左右），因而在阴极表面上，产生很高的超电位，这样就大大提高了结晶沉积速度，使得晶核形成的速度远远大于晶粒长大的速度，从而获得结晶致密，孔隙少的镀层。由于脉冲镀金是间断电流，阴极表面上的电位梯度是动态的，而直流镀金则是静态的，因此，脉冲镀金时，阴极表面上的电位分布，要比直流镀金均匀，所以镀金层的均匀性也比直流镀金好，在脉冲条件下，得到的金层是细小的等轴状结晶，纯度高，抗蚀性和可焊性好。由于金层致密、孔隙少，可以防止基体金属原子通过金层向表面扩散，因此其抗变色能力比直流镀金强。脉冲电镀质量是通过控制以下!个脉冲参数来实现，即脉冲周期、占空比和峰值电流，采用已试验成功的脉冲工艺参数进行脉冲镀金，脉冲频率$%*+，占空比$,-，平均电流密度%$&%(./01，效果良好。(镀层性能测定($外观质量结晶细致、均匀、外表质量成品率上升-2&$%2。(镀金层与芯片粘结剪切强度剪切强度 3 4(5 6/11。(!可焊性键合力：4&$(67，合格、锡焊。(#高温老炼#(%8、$(19:，在$%倍显微镜下观察，未起泡、起皮、不变色。(封装气密性封装成品率$%2。(5潮热试验试验条件温度：#%;8；相对湿度：-!;!2；时间：-5 小时。(4筛选、测试外壳粘芯片，全流程做完测试，电参数未发现异常。5结束语以镀镍作为防扩散底层，闪镀金层提高镀属结合力，脉冲镀金，作为面层，金层厚度为%!1，与原工艺比较，厚度减薄$/!，节约金!%2，而且镀层结晶细致、美观、均匀性好，镀层质量大大提高，镀层经高温、潮热、压焊，高、低温循环等试验，符合技术要求，而且提高经济效益。?%$AB?CDEFBGC9:6HI9:9)J9:6KEB%LE5 万方数据TO系列管座电镀工艺TO系列管座电镀工艺作者：吴彩霞，张春成，杨建功作者单位：西安七七一研究所,刊名：电镀与涂饰英文刊名：ELECTROPLATING&FINISHING年，卷(期)：2001，20(6)引用次数：2次 相似文献(10条)相似文献(10条)1.会议论文 周宏伟 亚铁氰化钾在印制板镀镍镀金液中的应用 19962.期刊论文 杨波.李志宏.YANG Bo.LI Zhi-hong 利用无电镀金实现微结构金属化的技术-纳米技术与精密工程2007,5(4)无电镀是金属化的一种重要手段,具有成本低、保形性好、简单易操作等特点.在以前报道的MEMS结构无电镀金属化过程中,金属和硅结构会全部被金属化,难以形成复杂结构的局部选择性金属化.为此,采用一种商用无氰配方无电镀金溶液,通过两步无电镀方法,控制实验样品的激活时间、水浴温度等条件和两步镀覆的时间,使用无电镀镍作为中间层,实现了在特定材料层上的无电镀金;其针孔密度低,表面平整度较好,具有高的选择性,为高性能器件的研制打下了基础.3.会议论文 曾申利.郭进良.骆玉祥.刘小兵 电镀镍金参数对产品可识别性和可焊接性的影响 2005 由于客户对半导体芯片在封装时对载板的可识别性和可焊接性提出了不同要求,为了达到客户的要求,往往会导致工艺变得复杂化.为了简化工艺流程,但同时还要在产品上适应客户对识别性和焊接性不同要求.本文从电镀镍和电镀金本身特性着手研究,去了解其参数对半导体封装基板可识别性和可焊接性的影响.4.学位论文 肖阳 电连接器接触体镍打底镀金工艺研究 2006 随着水利水电工程电气化、计算机程控化和海防型号的不断发展，作为电子设备、通讯设备之间电气连接的电连接器的应用也越来越多。为了解决其接触体在使用过程中暴露出的一些问题，本文阐述了电连接器接触体镍打底镀金工艺的一些理论和方法，并详细介绍了镍打底镀金工艺研究中镀镍工艺的选择与优化方法及过程。全文共分6章，从镍打底镀金工艺理论及方法，镍打底镀金工艺流程及其主要工序说明，镀金层的质量检验与性能测试，镀金溶液的维护纯化和故障分析4个方面来讨论。1)综合评述了国内军用电子设备中电接触元件在质量上存在的一些问题和镍打底镀金工艺的发展与应用，提出了与国外电连接器行业存在的差距，总结了电连接器接触体镀金常见质量问题并对其产生原因和解决办法进行了分析探讨，并论述电连接器接触体镍打底镀金工艺的宗旨和思想。2)详细论述了镍打底镀金工艺的理论和方法。首先，介绍了镍打底镀金工艺研究的目的和理论依据；其次，对镀镍工艺进行了选择与优化，对镀镍机理、低应力镍机理和镀金阻挡层的选择原则进行了阐述。通过几种不同镀镍溶液中所获得镍镀层的物理性质及镀层孔隙率的对比，得出氨基磺酸盐镀镍是电连接器接触体镀镍的理想镀镍体系，并通过氨基磺酸盐镀镍层内应力的影响因素分析及试验，对镀镍工艺进行了优化，得到了最佳电解液组成和工艺条件，同时对镀液的配制、维护和控制进行了阐述；最后对镀金机理和常用镀金工艺进行了分析，确定了适合本研究的镀金工艺，同时介绍了镀液的配制及镀液组成对镀液性能的影响。3)介绍了镍打底镀金工艺流程，并从化学除油、酸洗、活化I、中和、预镀铜、活化II、氨盐镀镍、浸柠檬酸、柠檬酸盐镀金、镀后处理共10个方面对其主要工序进行了详细说明。4)阐述了镀金层的质量检验与性能测试。从镀金层的质量要求、镀金层的质量检验和性能测试方法及试验结果3个方面进行了详细介绍，并对本章进行了小结。5)阐述了镀金溶液的维护纯化和故障分析。从镀金溶液的维护和控制、镀金溶液的纯化和镀金溶液的常见故障及排除方法共3个方面进行了详细介绍。6)最后，对全文进行总结。5.会议论文 凌嘉萍 图形电镀镍金的工艺控制及常见故障的分析与对策 2000 本文就我公司近几年应用图形电镀铜(香港安美特公司)、镀镍(香港麦德美公司)、镀金(德国迪高沙公司)工艺进行了总结,并就生产中常出现问题进行了分析改进.6.期刊论文 储荣邦.CHU Rong-bang 一种易消除热水器不锈钢加热管结垢的镀金工艺-材料保护2009,42(3)热水器不锈钢加热管易结垢,在硬水地区应用受到了限制.在不锈钢表面镀金可以解决结垢问题.由于不锈钢表面有一层致密的钝化膜,影响了镀金层与基体之间的结合力.采用特殊的前处理和预镀层作中间过渡层,能攻克结合力这一难关.7.会议论文 伯恩德安德里斯 无电镀镍/金:可消除黑盘应的优质无铅表面在焊接及引线键合领域的实际应用 2007 随着市场上对使用无铅焊接的表面贴装技术(SMT)的需求日益增加,对相应表面的需求也呈现上升趋势,为此人们把多种不同表面都纳入考虑范围.不过,毋庸置疑的是,无电镀镍/金(ENIG)表面能够以近乎完美的表现满足大多数领域对表面产品的要求,它适用于不同焊料及焊接环境和多次回流,并能满足额外引线键合及延长存储时间的要求。但是很长一段时间以来,无电镀镍金技术存在的所谓黑盘效应一直困挠着业界.现在,人们经过多年研究并结合大量实践经验,终于成功地证明黑盘效应绝非与生俱来的不治之症。本文将对黑盘效应的产生根源及其解决方法加以阐释,为开发出对电子行业具有重大意义的表面技术系统奠定基础。8.期刊论文 张志谦.刘圣迁.ZHANG Zhi-qian.LIU Sheng-qian 电子封装镀层锈蚀原因分析-电镀与涂饰2009,28(9)介绍了一次电子封装外壳镀层出现锈蚀故障的处理过程.该外壳基材为4J42铁绦合金,其上镀镍再镀金,短期搁置后发现锈蚀.通过锈蚀过程和机理的分析,并经过试验验证,确定了锈蚀的原因是:包装用塑料膜受到氯化物的污染,导致镍镀层和铁镍合金基材在贮存过程中发生腐蚀.在此基础上,制定了相应的质量控制措施.9.会议论文 贺锦洪.桂力敏 提高镀金管座健合强度的局部蒸镍技术 199310.期刊论文 胡光辉.蒙继龙.柴志强.Hu Guanghui.Meng Jilong.Chai Zhiqiang 电镀镍金焊接强度不足的原因及对策-印制电路信息2005(7)简述了电镀镍/金焊接过程中拉脱强度不足现象,分析了导致拉脱强度不足的电镀过程中和焊接过程中可能存在的影响因素.引证文献(2条)引证文献(2条)1.米青霞.黄明亮.王来 电流密度对无氰电镀Au凸点生长行为的影响期刊论文-中国有色金属学报2008(10)2.许维源 近年来脉冲电镀发展概况期刊论文-电镀与涂饰 2003(06)本文链接：http:/