PCB化金流程介绍

1SMT-88化学镍金制程介绍&管理CONFIDENTIAL2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CONFIDENTIAL3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gNaCl/cm2(29gNaCl/in2),而化学镍金板仅仅为1.5gNaCl/cm2(9.6gNaCl/in2)。一般化金板在成型清洗后都不会超过4.5gNaCl/in25.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。CONFIDENTIAL4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CONFIDENTIAL5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CONFIDENTIAL6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/L15g/LCONFIDENTIAL7化学品选用Productname-EProductname-CPackRONACLEANLP-200LP-200酸性清洁剂25LRONAMERSESMTCATALYSTCFCONC.SMT催化剂25LDURAPOSITSMT88MELECTROLESSNICKELSMT88化学沉镍剂M20LDURAPOSITRNICKELREPLENISHER化学沉镍补充剂R5GALDURAPOSITSMT88SELECTROLESSNICKELSMT88化学沉镍剂S20LAUROLECTROLESSSMTMAKEUPSOLUTIONSMT化学沉金开缸剂30UNIT(22.5L)AUROLECTROLESSSMTREPLENISHERSOLUTIONSMT化学沉金补充剂5UNIT(500ml)AUROLECTROLESSSMTACIDSOLUTIONSMT化学沉金酸浸剂5LCONFIDENTIAL8化学镍金典型工艺流程工艺步骤温度（℃）时间（min）滴水时间(S)酸性除油LP20035-45℃4-610热水洗40-601-210水洗室温1-25水洗室温1-25(第二道水洗)微蚀25-35℃1-1.510水洗室温1-25(第二道水洗)H2SO4预浸室温1-1.510活化槽20-30℃0.5-3.015水洗室温0-15H2SO4后浸室温1-1.510水洗室温1-1.55(第二道水洗)化镍80-88℃18-2515水洗室温0.5-1.55(第二道水洗)浸金AurolectrolessSMT78-90℃8-1515金回收室温0.5-110水洗室温1-25热水洗40-50℃1-210CONFIDENTIAL9化学镍金沉积机理催化化学镍浸金在铜和钯之间的浸镀置换反应自催化反应，还原镍沉积。在镍和金之间的浸镀置换反应CONFIDENTIAL10化学镍金各层功能高度活性触媒引发镍沉积（单分子层）金本身的高贵特性（惰性金属）及极好的导电性，作为镍层的保护层，也可作为最终电气触点。钯镍金此层为含磷9-11%的镍-磷合金，可焊接。真正的焊接基地。CONFIDENTIAL11化学镍金设备条件缸体材料打气搅拌机械震荡过滤(5-10um滤芯)/循环加热/冷却除油PP×马达震荡4-6T.O./hrTeflon/石英/不锈钢加热器热自来水洗PP√(轻微)××Teflon/石英/不锈钢加热器自来水洗PP√(轻微)×××自来水洗PP√(轻微)×××微蚀PP√马达震荡4-6T.O./hrTeflon/石英/不锈钢加热器Teflon冷却器DI水洗PP√×××DI水洗PP√×××预浸PP仅配槽时使用×4-6T.O./hr仅需循环Teflon/石英/不锈钢加热器(仅冬季使用)活化PP仅配槽时使用马达震荡4-6T.O./hrTeflon/石英加热器Teflon冷却器后浸PP视情况使用×4-6T.O./hr仅需循环Teflon/石英/不锈钢加热器(仅冬季使用)DI水洗PP√×××DI水洗PP√××Teflon/石英/不锈钢加热器(仅冬季使用)化学镍SS316（加阳极保护）仅洗槽和配槽时使用马达震荡气震荡6-8T.O./hr安装流量计Teflon/石英/不锈钢加热器/水浴加热(功率:6KW/100L)DI水洗PP√×××DI水洗PP√×××浸金NPP×马达震荡6-10T.O./hr安装流量计Teflon/石英加热器(功率:6KW/100L)回收金PP××××DI水洗PP√×××DI水洗PP√×××热DI水洗PP√××Teflon/石英/不锈钢加热器备注:1.全线采用水平摇摆方式,摆幅为±20-30mm,摇摆频率为8-10cycle/min,建议频率为可调式（变频控制）2.各槽马达振荡频率为可调式3.各药水槽循环量为可调式4.活化槽,镍槽,金槽的温度显示及设置请精确至小数点后一位5.各槽加水管应有防虹吸装置6.各槽过滤循环出口管应放在槽中间,出口管顶部务必封住,出口管上请交错打小孔并成45度向下7.镍槽气震频率应为可调,震幅为25-35mm8.金槽不加进水管路,采用线外烧杯或软管加水9.各药水槽应有液位标识CONFIDENTIAL12P添加管&回流管取样管加热器挡板打气管过滤出口过滤筒溢流镍槽设计简易示意图:1.镍槽材质建议使用SS316,并作镜面抛光处理,镍槽底部略有斜度,以利于排水2.循环管路材质使用SS316,并必须与镍槽相导通3.过滤筒材质可使用PVDF或者SS3164.循环过滤出口管上的小孔请设计成45度向下,且循环过滤出口管顶部务必封住5.若采用置入式加热器加热,请采用如上图设计,挡板为SS316材质,且须镜面抛光处理6.取样管和加料管应分开放置,加料管建议放置在过滤循环入口方,如上图所示在2001年后制作的生产线镍槽一般采用均均匀的水浴加热。CONFIDENTIAL13清洁剂槽反应机理及主要控制参数:作用:1.去除铜面轻微氧化物及污物。2.降低液体表面张力，将吸附于铜面之空气排开，使药液在其表面扩张，达到润湿效果。基本反应机理:CuO+2H+Cu2++H2O主要成份:酸,非离子性表面活性剂主要控制点:1.浓度:LP-200:40-50-60ml/l2.温度:35-40-45°C3.寿命:每升工作液可处理6-10m2的生产板&Cu2+2g/lCONFIDENTIAL14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).CONFIDENTIAL15改变清洁槽各参数对制程的影响：参数低于标准下限高出标准上限浸缸时间不足于除去油污时可能导致跳镀如果没有彻底漂洗干净会有问题浓度同上同上温度同上缩短槽液寿命药水调整：LP-200补充量(L)=(50-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(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CONFIDENTIAL16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+S2O82-Cu2++2SO42-主要成份:SPS,硫酸主要控制点:1.浓度:硫酸:20-30-40ml/l,SPS:80-100-120g/l2.温度:25-30-35°C3.咬蚀率:60-100u”/cycle4.寿命:Cu2+15g/lCONFIDENTIAL17改变微蚀槽各参数对制程的影响：参数低于标准下限高出标准上限浸缸时间不一致的粗糙表面可能导致不良的催化效果而出现漏镀或跳镀蚀铜过多&攻击S/M浓度同上同上温度同上同上药水调整：SPS补充量(Kg)=(100-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(98%)补充量(L)=(30-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(50%)补充量(L)=H2SO4(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CONFIDENTIAL18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+Cu2++H2O主要成份:硫酸主要控制点:1.浓度:硫酸:40-50-60ml/l2.温度:25-30-35°C3.寿命:同钯槽药水调整：H2SO4(98%)补充量(L)=(50-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(50%)补充量(L)=H2SO4(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CONFIDENTIAL19改变预浸槽各参数对制程的影响：药水调整：H2SO4(98%)补充量(L)=(50-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(50%)补充量(L)=H2SO4(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参数低于标准下限高出标准上限浸缸时间无法去除氧化及调整铜面，影响后流程，导致漏镀，露铜，脱镍不良攻击S/M浓度同上同上CONFIDENTIAL20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+Pd2+Cu2++Pd主要控制参数:1.浓度:硫酸40-50-60ml/l,钯浓度:40-50-60PPM2.温度:22-25-28°C3.寿命:每升原液可处理1000ft2生产板&Cu2+300PPMCONFIDENTIAL21改变钯槽各参数对制程的影响：药水调整：药水调整：CatalystCF补充量(L)=(50-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(98%)补充量(L)=(50-分析值）X槽体积(L)/10001LCatalystCF原液含有钯1000PPM1L原液CatalystCF可生产1000SF参数低于标准下限高出标准上限浸缸时间活化不足,导致露铜,漏镀渗镀&S/M上金浓度同上同上温度同上同上CONFIDENTIAL22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10-20-30ml/l,2.温度:20-25-30°C3.寿命:生产面积达10KSF药水调整：H2SO4(98%)补充量(L)=(20-分析值）X槽体积(L)/1000H2SO4(50%)补充量(L)=H2SO4(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CONFIDENTIAL23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