PCB化金流程介绍.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,CONFIDENTIAL,#,CONFIDENTIAL,1,目录:,1.化学镍金工艺特征,2.化学镍金板的主要应用,3.,化学镍金板分类及相关流程,4.化学镍金,SMT88,产品介绍及典型工艺流程,5.化学镍金简易沉积机理及各层功能介绍,6.化学镍金,SMT88,产品设备要求,7.化学镍金,SMT88,产品工艺控制参数及溶液更换基准及管理,CONFIDENTIAL,2,化学镍金工艺特征,1.,无须通电，通过化学反应在线路板上选择性沉积一层平坦的镍金，焊盘表,面平整，增加,SMD,元件组装和贴装的可靠性和安全性。,2.单一表面处理即可满足插装、表面安装、芯片直接安装等多种组装要求，,具有可焊接、可接触导通,。,3.,在沉积镍金的焊盘和线路位置，其侧面也同样被镍金所覆盖，可满足恶劣,环境下对线路板之苛刻要求。,4.加工过程不使用助焊剂，因而化学镍金板表面污染度相当低。根据研究报,告，喷锡板的污染度为4.5,g NaCl/cm,2,(29g NaCl/in,2,),而化学镍金板仅,仅为,1.5,g NaCl/cm,2,(9.6g NaCl/in,2,)。,一般化金板在成型清洗后都不会,超过,4.5g NaCl/in,2,5.,与喷锡比较,相对低的加工温度减少了对板材及金属化孔的热冲击，板材不易出现纤维分层，板的尺寸稳定性高，金属化孔不易出现内层断裂等缺陷。,CONFIDENTIAL,3,化学镍金板的主要应用,1.,移动电话机,2.传呼机,3.计算器,4.电子词典,5.电子记事本,6.记忆卡,7.笔记型电脑,8.掌上型电脑,9.掌上型游戏机,10.,IC,卡,11,.汽车用板,12.其它在苛刻环境下使用之线路板,CONFIDENTIAL,4,化学镍金板分类及相关流程,选择性化金板,流程：前处理 涂膜 曝光 显影 化金 剥膜,物理处理,(pumice)化学处理,(SPS),干膜,湿膜,(,防焊文字印刷有要求,),全面化金板,流程：前处理 化金 清洗,CONFIDENTIAL,5,化学镍金板分类及相关流程,选择性化金板对,OSP,的微蚀参数要求,参数,选择性化金板,全铜板,咬蚀量,13-21U,20-40U,铜离子,2g/L,2g/l,CONFIDENTIAL,13,清潔作用機構,1.受污物污染的物質表面,2.水的表面張力大,濕潤性小,沒有去污作用,.,3.清潔劑對污物及物質之濕潤性及吸附性大,結果減少了污物對物質表面之附著力,.,4.清潔劑再進一步溶化污物,將污物去除,固體表面的原子或分子因為其原子價力或分子間力沒有飽合,故比內部的原子或分子具有更大的能.所以固體表面有吸附氣體或液體的能力.液體與表面接觸時先將其所吸附的氣體趕走後始能吸附液體.此現象稱為濕潤(,wetting).,CONFIDENTIAL,14,改变清洁槽各参数对制程的影响：,药水调整：,LP-200,补充量(,L)=(50-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H2SO4(98%),补充量(,L)=,LP-200,补充量(,L),1L,原液,LP-200,可生产,1000SF,备注,:,若药水补充量,配槽量的,1/3,请理化室重新取样确认分析,CONFIDENTIAL,15,微蚀槽反应机理及主要控制参数:,作用:1.去除氧化,2.,提供足够的微粗糙度,以增加镍层与铜层的结合力,基本反应机理:,Cu+S,2,O,8,2-,Cu,2+,+2SO,4,2-,主要成份:,SPS,硫酸,主要控制点:1.浓度:硫酸:20-30-40,ml/l,SPS:80-100-120g/l,2.,温度:25-30-35,C,3.,咬蚀率:,60-100u,”,/cycle,4.,寿命:,Cu,2+,15g/l,CONFIDENTIAL,16,改变微蚀槽各参数对制程的影响：,药水调整：,SPS,补充量(,Kg)=(100-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)=(30-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H,2,SO,4,(50%),补充量(,L)=H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)X2.6,备注,:,若药水补充量,配槽量的,1/3,请理化室重新取样确认分析,CONFIDENTIAL,17,预浸槽反应机理及主要控制参数:,作用:1.去除氧化,调整铜面,2.,保护钯槽,&维持钯槽酸度,基本反应机理:,CuO+2H,+,Cu,2+,+H,2,O,主要成份:硫酸,主要控制点:1.浓度:硫酸:40-50-60,ml/l,2.,温度:25-30-35,C,3.,寿命:同钯槽,药水调整：,H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)=(50-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H,2,SO,4,(50%),补充量(,L)=H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)X2.6,备注,:,若药水补充量,配槽量的,1/3,请理化室重新取样确认分析,CONFIDENTIAL,18,改变预浸槽各参数对制程的影响：,药水调整：,H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)=(50-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H,2,SO,4,(50%),补充量(,L)=H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)X2.6,备注,:,若药水补充量,配槽量的,1/3,请理化室重新取样确认分析,CONFIDENTIAL,19,钯槽反应机理及主要控制参数:,作用:置换生成单一薄钯层,以启发随后之沉镍反应,成份硫酸,硫酸钯,基本反应机理:,Cu+Pd,2+,Cu,2+,+Pd,主要控制参数:1.浓度:硫酸40-50-60,ml/l,钯浓度:40-50-60,PPM,2.,温度:2,2-25-28C,3.,寿命:每升原液可处理1000,ft,2,生产板&,Cu,2+,300PPM,CONFIDENTIAL,20,改变钯槽各参数对制程的影响：,药水调整：,药水调整：,Catalyst CF,补充量(,L)=(50-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)=(50-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,1LCatalyst CF,原液含有钯1000,PPM,1L,原液,Catalyst CF,可生产,1000SF,CONFIDENTIAL,21,后浸槽反应机理及主要控制参数:,作用:去除阻焊膜及基板上多余之钯,离子,主要控制参数:1.浓度:硫酸10-20-30,ml/l,2.,温度:20-25-30,C,3.,寿命:生产面积达10,KSF,药水调整：,H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)=(20-,分析值）,X,槽体积(,L)/1000,H,2,SO,4,(50%),补充量(,L)=H,2,SO,4,(98%),补充量(,L)X2.6,参数,低于标准下限,高出标准上限,浸缸时间,无法去除基材及,S/M,上多余的钯离子,导致渗镀或,S/M,上金,露铜或漏镀,浓度,同上,同上,CONFIDENTIAL,22,镍槽反应机理及主要控制参数:,作用:自催化反应生成抗蚀,可焊接的镍磷合金层,成份:1.硫酸镍:提供镍离子,（1,L R,含有,Ni,2+,120g/l）,2.次亚磷酸盐:提供还原剂,（1,LM,含有次亚磷酸盐250,g/l,1LS,则含有300,g/l）,3.络合剂:形成镍络合物,防止亚磷酸镍沉淀,稳定槽液,4.,PH,缓冲剂:稳定,PH,值,5.加速剂:活化次磷酸根,加快镍沉积,6.稳定剂:屏蔽催化核心,防止槽液分解,7.润湿剂:提高表面润湿度,基本反应机理:,H,2,PO,2,-,H,2,PO,3,-,+H+e,Ni,2,+2e,Ni,0,H,2,PO,2,-,+H,P+H,2,O+OH,-,CONFIDENTIAL,23,镍槽反应机理及主要控制参数:(续上表),药水调整：,R,添加量=(6-镍分析值),X,槽体积/120,S,添加量=(25-次亚磷酸盐分析值),X,槽体积/300,M,添加量=(2,0-,次亚磷酸盐分析值),X,槽体积/250,M,用于倒槽或槽液泄露后补充添加，或次亚磷酸盐150,g/l,电流2,A(,至少稳定在10,min),(,若保护阴极不良（锈蚀）,MTO900PPM,药水调整：金盐添加量(,g)=(1.5-,分析值),X,槽体积/0.683,每添加,100g,金盐添加,7unit,金补充剂及,5L,金开缸剂,1,ml/Lkoh(50%W/V),使槽液,PH,值升高0.1,12,ml/l,酸浸液降低槽液,PH,值0.1,60,ml/l,金开缸剂使槽液比重提高0.01,CONFIDENTIAL,29,改变金槽各参数对制程影响:,CONFIDENTIAL,30,金槽参数变化对镀速的影响:,CONFIDENTIAL,31,10 分,20 分,30 分,剝金前,Au,厚度2.6,”,剝金前,Au,厚度 3.9,”,剝金前,Au,厚度 4.6,”,不同的金槽处理时间金层剥离后镍晶格对比,CONFIDENTIAL,32,微蚀后水洗槽管理,問題描述:微蝕槽後水洗槽殘存,CuO,及菌类,於槽壁,製程影響:降低表面處理能力,影響後續流程造成困擾,改善措施:定期保養使用,H2SO4(3%)+H2O2(3%),浸泡30,min,去除槽壁,CuO,及微菌,CONFIDENTIAL,33,活化槽管理,問題描述:活化鈀槽,壁及,冷卻盤管,嚴重析出鈀金屬,製程影響:易產生,漏,鍍,影響活化槽壽命,鈀槽消耗量增加,活化槽管理:,1.防止微蚀液进入钯槽,反之则钯沉积速率将减慢,导致露铜或漏镀,2.防止镍槽液(镍渣)进入钯槽,否则钯离子会被还原析出,变成黑色金属附在槽壁(如左上图),影响品质,3.配槽前应用吸尘器或抹布将槽底的碎屑清除干净,4.,配製活化槽,先,加入,分析纯,硫酸,并打开循环或打气使其混合均匀,待溫度降為30,oC,再到入活化原液,5.配制活化槽必须使用纯水,氯离子=6mm,2,电极帮离槽壁保持,2cm,距离,整流器额定保护电流,5A,镍槽电极保护装置,CONFIDENTIAL,39,化学镍不锈钢,SS316,槽之保养,2.将废液排掉,加入50%(,V/V),的强硝酸(浓度至少为350,g/l),烧槽并对槽壁作钝化处理（烧槽时一定关闭防析出电压，禁止开启，否则对槽体造成永久性伤害）,3.在高温镍液中,任何带负电荷的物体都会被化镍还原吸附,为了防止槽壁上镍,故在槽壁外加0.8-1.0,V,的正电压,同时在槽子四角及液位较低的回流水汇集区各加一根已钝化的电极棒作为负极,使其在化镍过程中牺牲上镍.但电压不易太高,以防槽壁反遭电流与,SO,4,2-,的攻击,4.在洗槽与烧槽时,应用吸尘器或抹布将槽底的碎屑清除,即使是微小的金屑,在高温镍槽液中也会变成强有力的活性启镀剂,导致镍槽翻槽。在生产小尺寸板子是应特别注意！板子或工具（扳手，刀片）如果掉入槽中会导致槽壁析镍，如未及时发现，镍槽药液和板子很可能因此而报废。,1.因为镍槽高温作业(85,C),槽体材质大都使用,SS316,正常管理是镍槽至4,MTO,可当槽,1000,L,镍槽连续生产一般可维持3天,CONFIDENTIAL,40,防止镍槽壁析出的要领,镍槽析出,8.不可使活性金属(铁,铝,锌,钯等)进入镍槽,3.确认整流器输出电压(设置为1.0,V),且线路连接准确,5.挂架和槽体须绝缘,6.挂架应定期维护,4.挂架和生产板不可接触槽底部或槽壁,7.连续生产应每班更换滤芯,2.,配槽前须确认镍槽底无镍渣,金渣或其它任何金属,9.所有电器设备应有接地保护,10.不可使用含氯的水来烧槽或配置镍槽,11.长时间不生产板时应将镍槽温度降至50,C,以下,12.镍槽应避免频繁升降温及在高温不生产“空载”,1.烧槽的硝酸浓度须35,%,CONFIDENTIAL,41,镍槽烧槽程式,1.,当镍槽温度低于50度时,将溶液排掉,关闭整流器,将滤芯拿掉,2.,用,纯,水冲洗缸壁及缸底,排走废液,.,3.,加入1/,3,槽积的纯水,再缓慢加入硝酸(浓度35,%,4.打开过滤泵循环12,hrs,以上,5.排走酸液再,注满,DI,水,开启循环泵半小时左右,排走废液,.,6.清洗槽子再,注满,DI,水,开启循环泵,0.5-1hrs,左右,排走废液,.,7.重复步骤6,在,排走废液,前量测,PH,值,若与纯水,PH,值接近则可进行下一步骤,反之再重复步骤6.,8.清洗槽子再,注满,DI,水,+10,L,氨水,开启循环泵,1,hrs,左右,排走废液,.,9.清洗槽子再,注满,DI,水,开启循环泵,1-2,hrs,左右,排走废液,10.清洗槽子再,注满,DI,水,开启循环泵,0.5,hrs,左右,排走废液,此槽待用,CONFIDENTIAL,42,挂架的保养与维护,問題描述:,1.(上圖)化金掛架包覆材質不符,造成掛架破損沾鎳金,2.(下圖)為正常掛架包覆,PP,材質,製程影響:,沾鎳金掛架重複使用,造成藥液相互污染;鈀.鎳.金槽有振盪器槽,造成鎳屑掉入槽液中,造成槽液不穩定,保养&维护:,1.挂架轻微沾金后,可用20%-30%硝酸烧挂架,2.连续生产的挂架,一般,1,月左右须重新包胶或更换，采用包,Teflon,或,PVC,均可，,Teflon,耐用但包胶价格约为包,PVC,的三倍。包,PVC,使用寿命约为,teflon,但价格只有包,teflon,的,1/3.,CONFIDENTIAL,43,镍后水洗槽之管理,問題描述:,鎳後水洗槽槽壁滑膩,水中懸浮物增加,製程影響:,鎳後水洗懸浮物增加,易殘留孔邊,造成剝金.,露,鎳風險,。,改善措施:,定期保養使用,H,2,SO,4,(3%)+H,2,O,2,(3%),浸泡30,min,去除槽壁微生物生長;不生產時將鼓氣關閉,降低水中溶氧量,避免微生物生長(,使用,H,2,O,2,后应彻底清洗干净,否则会导致镍层异常),CONFIDENTIAL,44,金槽之管理,1.添加金盐,补充剂,开缸剂应加在附槽内,若无附槽,请在槽内无生产板时添加,并且添加完后应搅拌均匀,防止局部浓度过高,2.金槽铜离子含量不能超过5,PPM,所以若有,S/M,起泡或漏镀的铜,Pad,进入金槽,将会发生铜金置换反应,使金槽铜离子含量超标,导致金面发红,严重者金镍结合力变差,Peeling,。因铜离子的溶入会导致沉积速率明显加快，故在镍金置换时会腐蚀深层的镍又不能迅速溶入槽液，这些氧化的黑镍就成为导致,peeling,的罪魁祸首。即使不出现金脱落也会影响后续,SMT,时的焊接强度，应避免之。,3.严禁挂架未包胶部分浸入金槽药液中,否则金槽铁离子将升高,导致金沉积异常。挂架一般采,316,不锈钢制作骨架。,4.金槽药液为剧毒物,在使用和保养时应遵循各法律规定,注意工安。,5.回收金槽应每周更换,因为金水中含有有机酸,错化剂,在加上微菌代谢的有机物,使回收金水活性越来越强,腐蚀镍层,导致哑光或,Black pad,（黑镍）,CONFIDENTIAL,45,线水洗槽之保养,1.清洁剂槽后水洗采用自来水洗,其余槽采用纯水洗,2.水洗槽液位应比药水槽液位高,防止药水交叉污染,3.若长期停机(国庆长假,春节)后,再开机必须先将管道内纯水放空5,min,再配槽,4.水洗槽每班更换一次。,5.,每周固定酸洗镍槽前后水洗槽，全线水槽,15,天一次酸洗,