印制电路板(PCB)表面镀镍工艺(上)

　　1 概述
　　镍，元素符号Ni，原子量58．7，密度8．88g/cm3，Ni2+的电化当量1．095g／AH。
　　用于印制板的镍镀层分为半光亮镍(又称低应力镍或哑镍)和光亮镍两种。主要作为板面镀金或插头镀金的底层，根据需要也可作为面层，镀层厚度按照IPC-6012(1996)标准规不低于2~2．5 μm。镍镀层应具有均匀细致，孔隙率低，延展性好等特点，而且低应力镍应具有宜于钎焊或压焊的功能。
　　2 低应力镍
　　2．1镀镍机理
　　阴极：在阴极上，镀液中的镍离子获得电子沉积出镍原子，同时伴有少量氢气析出。
　　Ni2++2e+Ni 0Ni2+／Ni=-0．25V
　　2H++2e+H2 0Ni2+／N2=-0.0V
　　虽然Ni的标准电极电位很负，但由于氢的过电位以及镀液中镍离子的浓度、温度、pH等操作条件的影响，阴极上析出氢极少，这时镀液的电流效率可达98％以上。只有当pH很低时，才会有大量氢气析出，此时阴极上无镍沉积。
　　阳极：普通镀镍使用可溶性镍阳极。阳极的主反应为金属镍的电化学溶解：
　　Ni-2e→Ni2+
　　当阳极电流密度过高，电镀液中又缺乏阳极活化剂时，阳极将发生钝化并伴有氧气析出：
　　2H20-4e→02↑+4H+
　　当镀液中有氯离子存在时，也可能发生析出氯气得反应：
　　2C1--2e→C12 ↑
　　阳极上金属镍电化学溶解使镍离子不断进入溶液，从而提供了阴极电沉积所需的镍离子。但当阴极面积不够大或镀液中活化剂不够时，将导致阳极钝化而析出氧，生成的氧进步氧化阳极表面，生成棕色的Ni203氧化膜。
　　2Ni+3[O] →Ni2O3
　　由于阳极钝化，使电流密度降低，槽电压升高，电能损失增加。
　　当使用高速镀镍工艺时，阳极采用非溶性材料如：铂、钛上镀铂网或钛上镀钌网，也可以采用含硫的活性镍阳极。
　　2．2镀液配方及操作条件
　　镀液配方及操作条件见表7-1。
　　（另注：镀线的 镍浓度基本在120g/L左右）
　　2．3镀液配制
　　1)在备用槽中，用热去离子水溶解计量的硫酸镍、氯化镍和计量1/2的硼酸。
　　2)加热至55~60℃，加活性炭3 g/L，搅拌2h，静置2h，过滤，将无炭粒的溶液转人已清洗干净的工作槽中。
　　3)搅拌下，加入其余量硼酸，调pH到3．0，在55-60℃下，用瓦楞形阴极，在0．3~0．5 A／dm2下电解，直至阴极板上镀层颜色均匀一致为止。一般通电量需达4 Ah/L。
　　4)加入添加剂和润湿剂，搅拌，调pH及液位，分析镀液成分。试镀。
　　如果所用硫酸镍、氯化镍等材料纯度低，则需在加活性炭之前，先加H2O21~3 ml／L，搅拌半小时，加热至65℃，保持半小时，再加活性炭并继续按步骤进行。