李禮明

（汕頭超聲印制板（二廠）有限公司，廣東 汕頭 515041）

1 前言

印制電路板表面化學(xué)鍍鎳金已成為一種成熟的工藝，集可焊接、可接觸導(dǎo)通、可打線、可散熱等于一身，滿足表面處理多功能化要求，同時(shí)比電鍍鎳金成本低廉，得到廣泛應(yīng)用。

化學(xué)鍍鎳金工藝的原理是在已經(jīng)處理好的銅表面上以離子鈀為催化劑通過氧化還原反應(yīng)沉積一定厚度的鎳層，然后利用鎳層與金溶液的置換反應(yīng)浸鍍上一定厚度的金層。其中鎳層的主要作用對(duì)銅面進(jìn)行有效保護(hù)，防止銅的遷移，而且具備一定的硬度和耐磨性能，以及良好的平整度，一般控制4 μm ～5 μm。

關(guān)于沉鎳藥水體系，目前業(yè)界大多數(shù)采用次磷酸鈉作為還原劑，通過化學(xué)還原將溶液中的鎳離子還原為金屬鎳的化學(xué)過程。但在反應(yīng)過程中，鎳厚受到多種因素影響，即來自藥水體系本身因素，也來自板件的阻焊溶出、干膜溶出等因素，本文主要探討藥水自身體系因素對(duì)鎳厚的影響。

2 影響鎳厚的因素分析

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

本文實(shí)驗(yàn)對(duì)鎳槽藥水本身影響化學(xué)鍍鎳的主要因素如時(shí)間、溫度、pH值、離子濃度進(jìn)行探討。通過所得鎳厚數(shù)值，計(jì)算沉積速率，對(duì)各種因素與鎳厚的關(guān)系進(jìn)行分析比較。

2.2 實(shí)驗(yàn)測量計(jì)算

測量方法：采用X-RAY測厚儀，對(duì)2 mm×2 mm位置進(jìn)行測量鎳厚。

計(jì)算方法：鎳沉積速率 = 鎳厚 / 沉鎳時(shí)間

2.3 鎳厚與各影響因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)藥水本身?xiàng)l件，影響因素主要有：時(shí)間、pH值、鎳濃度、溫度、次磷酸鈉。為使實(shí)驗(yàn)影響程度降到最低，本實(shí)驗(yàn)中除考慮的單因素變化外，其他因素固定控制范圍如表1。

2.3.1 鎳厚與沉鎳時(shí)間關(guān)系

隨著沉鎳時(shí)間增加，鎳厚呈上升趨勢(shì)，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，鎳厚增加幅度接近線性關(guān)系。但沉積速率隨著時(shí)間的延長呈上升到緩慢下降趨勢(shì)。如表2。

圖1 鎳厚、沉積速率與時(shí)間的關(guān)系

2.3.2 鎳厚與pH值關(guān)系

隨pH值的升高，鎳厚度增加。而沉積速率隨著pH值的提高而增加。這說明調(diào)整pH值能夠控制沉積速率，且隨pH提升而提高。如表3。

圖2 鎳厚、沉積速率與pH值的關(guān)系

2.3.3 鎳厚與鎳濃度關(guān)系

隨鎳濃度增加，鎳厚增大。而且鎳濃度的增加，也能提高沉積速率。如表4。

圖3 鎳厚、沉積速率與鎳濃度的關(guān)系

表1 各參數(shù)控制

表2 鎳厚、沉積速率與沉鎳時(shí)間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 鎳厚、沉積速率與PH值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4 鎳厚、沉積速率與鎳濃度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.3.4 鎳厚與溫度的關(guān)系

隨溫度的升高，鎳厚增大。而且隨溫度的升高，沉積速率提高。

圖4 鎳厚、沉積速率與溫度的關(guān)系

2.3.5 鎳厚和次磷酸鈉的關(guān)系

隨次磷酸鈉濃度的增加，在控制范圍內(nèi)，鎳厚總體呈上升趨勢(shì)。而沉積速率也隨次磷酸鈉濃度提高而提升。

3 總結(jié)

本文根據(jù)沉鎳金的鎳槽藥水體系情況，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)影響鎳厚的鎳槽藥水各因素進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)如下：

圖5 鎳厚、沉積速率與次磷酸鈉的關(guān)系

（1）隨著各參數(shù)如時(shí)間、pH值、鎳濃度、溫度、次磷酸鈉的提高，鎳厚均能相應(yīng)提高；

（2）溫度和次磷酸鈉對(duì)鎳的沉積速率影響程度較大，即兩個(gè)參數(shù)的提高能迅速提高鎳厚；

（3）pH值和鎳濃度的提高雖能提高鎳的沉積速率，但效果不如溫度和次磷酸鈉；

（4）沉鎳時(shí)間對(duì)鎳的沉積速率影響不大，即在本文實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，鎳厚隨時(shí)間延長呈線性提高；

（5）另外，如果沉積速率過快，板件會(huì)出現(xiàn)鎳粉、鎳缸電流上升過快、反缸等問題，從而影響鎳槽藥水壽命，得不償失。沉鎳金工藝的控制可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)，達(dá)到控制成本，提升效益的目的。

表5 鎳厚、沉積速率與溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表6 鎳厚、沉積速率與次磷酸鈉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)