一、化学镀镍工艺流程: 工件→化学除油→逆流水洗(两道)→活化→逆流水洗(两道)→预热→化学镀镍→水洗→钝化或封闭→脱氢→包装 二、设备要求: 1.配制和使用溶液时,镀液容器、泵及泵的管路和加热器应洁净,呈中性并用去离子水冲洗; 2.容器、泵和加热器要用30%--50%的冲HNO3洗,彻底洗完后,用氨水(用去离子水1:1稀释)中和; 3.使用前,应清理并用热去离子水冲洗滤袋或滤筒; 4.过滤机的滤芯采用5us以下的棉质蜂窝式滤芯,过滤机流量(m3/h)的选择以工作液总容量的10-15倍为宜,采用循环过滤; 5.镀液容器可用天然聚丙烯塑料为材料,也可用阳极钝化的不锈钢或钛做; 6.建议使用石英加热管或特氟龙外层的低功率电加热器,或特氟龙蒸汽管束加热管; 7.须使用磁力或铁氟龙过滤泵 8.须通风、抽排出去蒸汽和溶液挥发气体; 三. 安全事项 1.不能吞食化学镍药水; 2.勿溅到眼睛、皮肤和衣物; 3.在处理和使用镀液时,穿戴好化学防护眼镜、防酸碱手套和工作服; 4.在工作容器上建议安装排气装置; 5.直接加热镀液,要注意正确的镀液液面位置,以防止过热引起自发分解; 6.镀液显弱酸性,切勿滴在水泥地面上,以免腐蚀地面。 化学镀镍的温度 化学镀镍过程涉及的氧化还原反应需要热能,对于任何化学镀液都是如此而已,即在一定的温度下才能发生化学沉积反应。除少数低温、常温镀液外,大多数的化学镀液要在比较高的温度下进行,当然不同的镀液对温度的敏感程度也不尽相同。 按照化学动力学经验公式,化学镀镍沉积速度为镀液温度的指数函数;某些化学镀液温度升高1℃,沉积速度增加5%-7%。在较高温度下速度较快,但是通过升高温度去提高镀速是要有镀液分解或降低寿命的风险的。为了尽可能得到一个尽可能快又不伤害镀液的稳定性,每种镀液都一个操作温度范围,比如酸性的,以次磷酸钠为还原剂的镀液操作温度为88-92℃,在此范围内磷含量不会有超过1%的波动。 由此可见对化学镀镍操作温度的控制是十分重要的,实际操作时镀液温度控制在操作温度正负2℃范围内,应该尽可能让温度减少波动,我们在一些自动控制温度的生产线上,要定期对温控仪的温度传感器进行较正,以尽可能减少误差。另外,温度是与镀层的磷含量成反比的,越低的温度越有利于得到较高的磷含量,当然温度对磷含量的影响是比较小的。


直接化学镀镍工艺方法对镍层表面形态的影响
近年来,随着半导体输入端子数量的增加,基板向侧面端子的多腿化及信号线间距微细化的发展。多腿化的趋势使QFP(Quad Flat Package)构造盘间的节距狭小化制造的难度增加,特别是面阵列端子(面端子)化的需要,BGA(Ball Grid Array)构造的超小型化封装的开发。超小型化封装端子的表面处理的外部引出线需要增加适合的化学镀金/化学镀镍。化学镀金或电镀金的工艺方法比较而言,对于独立的电路图形上表面处理是适用的,镀层的厚度可以根据需要增加,这一点是非常有利的。
通常铜导体图形是采用以次亚磷酸盐作还原剂化学镀镍,而铜与次亚磷酸氧化反应是没有催化活化行为的,这就需要采用钯作为催化剂。该工艺方法就是将基板浸入稀的钯溶液,当铜导体图形上浸有催化剂钯后,就可以实施化学镀镍的工艺程序。但是,对于超高密度配线的基板该工艺方法是否适用,还要看对钯催化剂的选择,因为当基板浸入催化溶液时,导体图形间的树脂上也会同时吸附,化学镀镍过程中会沉积在图形间的树脂上面,这样一来就会产生质量问题。
这就需要解决选择性析出的技术问题,铜导体经过催化活化,采用还原剂为DMAB和稀的化学镀镍溶液,确认其选择性沉积是有效的。
另外,经过化学镀镍+金的电镀处理的基板,与电镀法镀出的镀层相比,其焊接强度就比较低。其主要原因是由镍粒子粒界被腐蚀变态,镍层中的富磷层形成以及锡-镍-磷合金层的形成。现在的问题是对镍层中含磷量的含有率控制,使过程中不会产生局部腐蚀,具有适用性的工艺对策是有效的。
研究表明,化学镀镍层表面形态即析出形态,是受催化活化处理的影响而变化,因此也就会直接影响焊料的焊接强度。所以,提出使用钯催化活化而不选择镍的析出程序的有效性。

