印制线路板电镀镍工艺(下)

　　5、镀液的维护
　　a）温度——不同的镍工艺，所采用的镀液温度也不同。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，在实际工作中是根据供应商提供的最优温控值 ，采用常温控制器保持其工作温度的稳定性。
　　b）PH值——实践结果表明，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，使阴极表面附近镀层的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，可以提高电解液中镍盐的含量，允许使用较高的电流密度，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——目前所能见到的PCB常规镀镍均采用可溶性阳极 ，用钛篮作为阳极内装镍角已相当普遍。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——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，继续气搅拌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，也常采用）
　　（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，提高镀液的稳定性），分析调整各参数、加入添加剂润湿剂即可试镀。
　　e)分析——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，根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，提高允许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，阴极表面附近的镀离子贫乏，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。加强对留镀液的搅拌，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——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。测试结果表明，当采用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，而当采用较高的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，一般采用2A/dm2为宜。
　　6、故障原因与排除
　　a) 麻坑：麻坑是有机物污染的结果。大的麻坑通常说明有油污染。搅拌不良，就不能驱逐掉气泡，这就会形成麻坑。可以使用润湿剂来减小它的影响,我们通常把小的麻点叫针孔，前处理不良、有金属什质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会产生针孔，镀液维护及工艺控制是关键，防针孔剂应用作工艺稳定剂来补加。
　　b) 粗糙、毛刺 ：粗糙就说明溶液脏，充分过滤就可纠正（PH太高易形成
　　氢氧化物沉淀应加以控制）。电流密度太高 、阳极泥及补加水不纯带入杂质，严重时都将产生粗糙及毛刺。
　　c) 结合力低：如果铜镀层未经充分去氧化层，镀层就会剥落现象，铜和镍之间的附着力就差 。如果电流中断 ，那就将会在中断处 ，造成镍镀层的自身剥落，温度太低严重时也会产生剥落。
　　d) 镀层脆、可焊性差：当镀层受弯曲或受到某种程度的磨损时，通常会显露出镀层脆。这就表明存在有机物或重金属什质污染，添加剂过多、夹带的有机物和电镀抗蚀剂，是有机物污染的主要来源，必须用活性炭加以处理，添加济不足及PH过高也会影响镀层脆性。
　　e) 镀层发暗和色泽不均匀 ：镀层发暗和色泽不均匀，就说明有金属污染。因为一般都是先镀铜后镀镍，所以带入的铜溶液是主要的污染源。重要的是 ，要把挂具所沾的铜溶液减少到最低程度。为了去除槽中的金属污染 ，尤其是去铜溶液应该用波纹钢阴极，在2~5安/平方英尺的电流密度下，每加仑溶液空镀5安培一小时。前处理不良、低镀层不良、电流密度太小、主盐浓度太低、电镀电源回路接触不良都会影响镀层色泽。
　　f) 镀层烧伤 ：引起镀层烧伤的可能原因：硼酸不足，金属盐的浓度低、工作温度太低、电流密度太高、PH太高或搅拌不充分。
　　g) 淀积速率低： PH值低或电流密度低都会造成淀积速率低。
　　h) 镀层起泡或起皮：镀前处理不良、中间断电时间过长、有机杂质污染 、电流密度过大、温度太低、PH太高或太低、杂质的影响严重时会产生起泡或起皮现象。
　　I）阳极钝化：阳极活化剂不足，阳极面积太小电流密度太高。