电镀镍工艺.docx

加。硼酸不仅有PH缓冲作用，而且他可提升阴极极化,从而改善镀液性能，减少在高电流密度下的 “烧焦“现象。硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能.
阳极活化剂一除硫酸盐型镀镍液使用不溶性阳极外，其它类型的镀镍工艺均采纳可溶性阳极。 而镍阳极在通电过程中极易钝化，为了确保阳极的正常溶解，在镀液中加入一定量的阳极活化剂. 通过试验发现，CI-氯离子是最好的镍阳极活化剂.在含有氯化镍的镀镍液中，氯化镍除了作为主 盐和导电盐外，还起到了阳极活化剂的作用。在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中，必须依据 实际性况添加一定量的氯化钠。
漠化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来坚持镀层的内应力，并赋与镀层具有半光亮的外观。
添加剂——添加剂的主要成份是应力消除剂，应力消除剂的加入，改善了镀液的阴极极化，降低 了镀层的内应力，随着应力消除剂浓度的变化，可以使镀层内应力由张应力改变为压应力。常用 的添加剂有：萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等.与没有去应力剂的镍镀层相比，镀液中加入去应力 剂将会获得均匀细致并具有半光亮的镀层。通常去应力剂是按安培一小时来添加的〔现通用组合专 用添加剂包括防针孔剂等〕。
润湿剂——在电镀过程中，阴极上析出氢气是不可避免的,氢气的析出不仅降低了阴极电流效 率，而且由于氢气泡在电极表面上的滞留，还将使镀层出现针孔。镀镍层的孔隙率是比较高的， 为了减少或防止针孔的产生，应当向镀液中加入少量的润湿剂，如十二烷基硫酸钠、二乙基已基 硫酸钠、正辛基硫酸钠等，它是一种阴离子型的表面活性物质，能吸附在阴极表面上，使电极与 溶液间的界面张力降低，氢气泡在电极上的润湿接触角减小，从而使气泡容易离开电极表面，防 止或减轻了镀层针孔的产生。
5 、镀液的维护
a 〕温度——不同的镍工艺，所采纳的镀液温度也不同。温度的变化对镀镍过程的影响比较复杂。 在温度较高的镀镍液中，获得的镍镀层内应力低，延展性好，温度加致50度C时镀层的内应力达到 稳定。一般操作温度维持在55-—60度C。如果温度过高，将会发生镍盐水解，生成的氢氧化镍胶 体使胶体氢气泡滞留，造成镀层出现针孔，同时还会降低阴极极化所以工作温度是很严格的，应 该控制在规定的范围之内，在实际工作中是依据供应商提供的最优温控值，采纳常温控制器坚持 其工作温度的稳定性。
b〕PH 值-—施行结果说明，镀镍电解液的PH值对镀层性能及电解液性能影响极大.在PH<2的 强酸性电镀液中，没有金属镍的沉积，只是析出轻气。一般PCB镀镍电解液的PH值维持在3-4 之间。PH值较高的镀镍液具有较高的分散力和较高的阴极电流效率。但是PH过高时，由于电镀 过程中阴极不断地析出轻气，使阴极表面四周镀层的PH值升高较快，当大于6时,将会有轻氧化 镍胶体生成，造成氢气泡滞留，使镀层出现针孔。氢氧化镍在镀层中的夹杂，还会使镀层脆性增 加.PH较低的镀镍液，阳极溶解较好，可以提升电解液中镍盐的含量,同意使用较高的电流密度，
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从而强化生产。但是PH过低,将使获得光亮镀层的温度范围变窄。加入碳酸镍或碱式碳酸镍，PH 值增加；加入氨基磺酸或硫酸,PH值降低，在工作过程中每四小时检查调整一次PH值。
c〕阳极一一目前所能见到的PCB常规镀镍均采纳可溶性阳极，用钛篮作为阳极内装镍角己相当 普遍.其优点是其阳极面积可做得足够大且不变化，阳极保养比较简单。钛篮应装入聚丙烯材料织 成的阳极袋内防止阳极泥掉入镀液中。并应定期清洗和检查孔眼是否畅通。新的阳极袋在使用前， 应在沸腾的水中浸泡。
d〕净化-一当镀液存在有机物污染时，就应该用活性炭处理但这种方法通常会去除一部分去应 力剂〔添加剂〕，必须加以补充。其处理工艺如下；
〔1〕取出阳极，加除杂水5ml/l，加热〔60-80度C〕打气〔气搅拌〕2小时.
〔2 〕有机杂质多时，先加入3—5ml/lr的30%双氧水处理，气搅拌3小时。
〔3 〕将3—5g/l粉末状活性在不断搅拌下加入，持续气搅拌2小时，关搅拌静置4小时,加助滤 粉使用备用槽来过滤同时清缸。
〔4 〕清洗保养阳极挂回，用镀了镍的瓦楞形铁板作阴极，在0.5—0。1安/平方分米的电流密度 下进行拖缸8—12小时〔当镀液存在无机物污染影响质量时，也常采纳〕
〔5〕换过滤芯〔一般用一组棉芯一组碳芯串联连续过滤，按周期性便换可有效延期大处理时间， 提升镀液的稳定性〕，分析调整各参数、加入添加剂润湿剂即可试镀.
e〕分析-一镀液应该用工艺控制所规定的工艺规程的要点，定期分析镀液组分与赫尔槽试验，依据 所得参数指导生产部门调节镀液各参数。
f〕搅拌——镀镍过程与其它电镀过程一样，搅拌的目的是为了加速传质过程，以降低浓度变化， 提升同意使用的电流密度上限。对镀液进行搅拌还有一个十分重要的作用，就是减少或防止镀镍 层产生针孔。因为，电镀过程中，阴极表面四周的镀离子贫乏，氢气的大量析出，使PH值上升而 产生氢氧化镍胶体，造成氢气泡的滞留而产生针孔。强化对留镀液的搅拌，就可以消除上述现象。 常用压缩空气、阴极移动及强制循环〔结合碳芯与棉芯过滤〕搅拌。
g〕阴极电流密度一一阴极电流密度对阴极电流效率、沉积速度及镀层质量均有影响。测试结果 说明，当采纳PH较底的电解液镀镍时，在低电流密度区,阴极电流效率随电流密度的增加而增加; 在高电流密度区，阴极电流效率与电流密度无关，而当采纳较高的PH电镀液镍时，阴极电流效 率与电流密度的关系不大。
与其它镀种一样，镀镍所选取的阴极电流密度范围也应视电镀液的组分、温度及搅拌条件而定， 由于PCB拼板面积较大，使高电流区与低电流区的电流密度相差很大，一般采纳2A/dm2为宜。
6 、故障原因与排除
① 目的与作用：镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层，防止金铜互相扩散，影 响板子的可焊性和使用寿命；同时又镍层打底也大大增加了金层的机械强度；
② 全板电镀铜相关工艺参数:镀镍添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充 或者依据实际生产板效果，添加量大约2ml/KAH；图形电镀镍的电流计算一般按 2安/平方分米乘以板上可电镀面积；镍缸温度维持在40-55度，一般温度在50 度左右，因此镍缸要加装加温，温控系统；
③ 工艺维护：
每日依据千安小时来及时补充镀镍添加剂；检查过滤泵是否工作正常，有无漏气 现象;每个2—3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净；每周要定期分析铜 缸硫酸镍〔氨基磺酸镍〕〔1次/周〕，氯化镍〔1次倜〕，硼酸〔1次倜〕含量， 并通过霍尔槽试验来调整镀镍添加剂含量，并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导 电杆，槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极镍角，用低电流0.2—0。5ASD电解 6—8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损，破损者应及时改换；并检查阳极钛 篮底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理干净；并用碳芯连续过滤6—8小时， 同时低电流电解除杂；每半年左右具体依据槽液污染状况决定是否必须要大处理〔活 性炭粉〕;每两周药改换过滤泵的滤芯；
④ 大处理程序：A.取出阳极，将阳极倒出，清洗阳极，然后放在包装镍角的桶内， 用微蚀剂粗化镍角表面至均匀粉红色即可，水洗冲干后，装入钛篮内，方入酸槽内备 用B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6—8小时，水洗冲干，再用5%稀硫 酸浸泡，水洗冲干后备用；C.将槽液转移到备用槽内，加入1—3ml/L的30%的双氧 水，开始加温，待温度加到65度左右打开空气搅拌，保温空气搅拌2—4小时；D。 关掉空气搅拌，按3—5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中，待溶解彻底后,打开空 气搅拌，如此保温2—4小时；E。关掉空气搅拌，加温，让活性碳粉慢慢沉淀至槽 底;Fo待温度降至40度左右，用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的 工作槽内，打开空气搅拌，放入阳极，挂入电解板，按0。2—0。5ASD电流密度低 电流电解6—8小时，G。经化验分析，调整槽中的硫酸镍或氨基磺酸镍，氯化镍， 硼酸含量至正常操作范围内;依据霍尔槽试验结果补充镀镍添加剂；H。待电解板板面 颜色均匀后，即可停止电解，然后按1-1.5ASD的电流密度进行电解处理10-20 分钟活化一下阳极；I。试镀OK.即可；
⑤ 补充药品时，如添加量较大如硫酸镍或氨基磺酸镍，氯化镍时，添加后应低电 流电解一下；补加硼酸时应将补充量的硼酸装入一干净阳极袋挂入镍缸内即可，不 可直接加入槽内；
⑥ 镀镍后建议加一回收水洗，用纯水开缸，可以用来补充镍缸因加温而挥发的液 位，回收水洗后接二级逆流漂洗;
⑦ 药品添加计算公式：
硫酸镍〔单位:公斤〕=〔280—X〕 x槽体积〔升〕/10 氯化镍〔单位：公斤〕=〔45—X〕x槽体积〔升〕/10 硼酸〔单位：公斤〕=〔45-X〕 x槽体积〔升〕/10