PCB化金流程介绍.ppt

1,SMT-88 化学镍金制程介绍&管理,CONFIDENTIAL,2,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,CONFIDENTIAL,3,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4.5g NaCl/cm2(29g NaCl/in2),而化学镍金板仅 仅为1.5g NaCl/cm2(9.6g NaCl/in2)。一般化金板在成型清洗后都不会 超过4.5g NaCl/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。,CONFIDENTIAL,4,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,CONFIDENTIAL,5,化学镍金板分类及相关流程,全面化金板 流程：前处理 化金 清洗,CONFIDENTIAL,6,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,CONFIDENTIAL,7,化学品选用,CONFIDENTIAL,8,化学镍金典型工艺流程,CONFIDENTIAL,9,化学镍金沉积机理,CONFIDENTIAL,10,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。,CONFIDENTIAL,11,化学镍金设备条件,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,CONFIDENTIAL,12,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。,CONFIDENTIAL,13,CONFIDENTIAL,14,清潔作用機構,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).,CONFIDENTIAL,15,CONFIDENTIAL,16,CONFIDENTIAL,17,CONFIDENTIAL,18,预浸槽反应机理及主要控制参数:,CONFIDENTIAL,19,CONFIDENTIAL,20,CONFIDENTIAL,21,CONFIDENTIAL,22,CONFIDENTIAL,23,CONFIDENTIAL,24,CONFIDENTIAL,25,改变镍槽各参数对制程影响:,CONFIDENTIAL,26,镍槽参数变化对镍层P含量和镀速的影响:,CONFIDENTIAL,27,SMT88 的晶相结构(0MTO5MTO),CONFIDENTIAL,28,铜面前处理方式对 Ni/P 晶粒形态的影响,CONFIDENTIAL,29,CONFIDENTIAL,30,改变金槽各参数对制程影响:,CONFIDENTIAL,31,金槽参数变化对镀速的影响:,CONFIDENTIAL,32,不同的金槽处理时间金层剥离后镍晶格对比,CONFIDENTIAL,33,微蚀后水洗槽管理,問題描述:微蝕槽後水洗槽殘存CuO及菌类於槽壁製程影響:降低表面處理能力,影響後續流程造成困擾改善措施:定期保養使用H2SO4(3%)+H2O2(3%)浸泡30min,去除槽壁CuO及微菌,CONFIDENTIAL,34,活化槽管理,問題描述:活化鈀槽壁及冷卻盤管,嚴重析出鈀金屬製程影響:易產生漏鍍,影響活化槽壽命,鈀槽消耗量增加活化槽管理:1.防止微蚀液进入钯槽,反之则钯沉积速率将减慢,导致露铜或漏镀2.防止镍槽液(镍渣)进入钯槽,否则钯离子会被还原析出,变成黑色金属附在槽壁(如左上图),影响品质3.配槽前应用吸尘器或抹布将槽底的碎屑清除干净4.配製活化槽,先加入分析纯硫酸,并打开循环或打气使其混合均匀,待溫度降為30oC,再到入活化原液 5.配制活化槽必须使用纯水,氯离子10PPM6.每月定期用H2SO4(10%)+H2O2(10%)烧槽120min7.添加钯原液应1:1稀释,槽内有板禁止添加,CONFIDENTIAL,35,镍槽药液管理,1.镍槽配槽必须使用纯水,放长假后应先将纯水总阀放空5-10min后才能使用2.加药区应放在过滤机入口附近以达到良好的搅拌,混合均匀的效果3.R:S流量应保持在1:24.手动添加药水应加在附槽内,每次S添加量不能超过2L5.应定期检查取样管堵塞状况6.当停机作业时,应用纯水清洗自动控制器,保证每周清洗至少2次7.挂架未包胶处严禁浸到药液,否则Fe2+将氧化为Fe3+,同时钯离子将还原成黑色粉末,到处粘附8.新配镍槽或停机超过24hrs再开机必须使用光铜板dummy,连续上3-4挂,Loading为0.30.4dm2/L 1 Ft2=9.29 dm29.停机后24hrs内开机可使用镍板(使用次数不能超过5次&不能掉镍)dummy,但不能经（除油微蚀活化后浸）预处理,一般连续上23挂10.在生产过程中(含初片)应保证Loading factor:0.3-0.8dm2/L11.在镍槽末期,镍厚有所下降,请将次亚磷酸盐浓度提高至27g/l12.PH电极应有备品轮流使用,不用的一支应用饱和KCl溶液浸泡保养14.镍槽加水要少量多次添加,CONFIDENTIAL,36,镍控制器 EN3 Controller,*自动监测Ni2+,PH*自动添加R&S*记录MTO数,CONFIDENTIAL,37,Ni槽滤芯管控,CONFIDENTIAL,38,CONFIDENTIAL,39,保护镍槽壁不上镍电极棒材质为SS316输出电压：0.8-1.2V，槽壁接正极，电极棒接负极连接导线越短越好，直径=6mm2,电极帮离槽壁保持2cm距离整流器额定保护电流5A,镍槽电极保护装置,CONFIDENTIAL,40,化学镍不锈钢SS316槽之保养,2.将废液排掉,加入50%(V/V)的强硝酸(浓度至少为350g/l)烧槽并对槽壁作钝化处理（烧槽时一定关闭防析出电压，禁止开启，否则对槽体造成永久性伤害）,3.在高温镍液中,任何带负电荷的物体都会被化镍还原吸附,为了防止槽壁上镍,故在槽壁外加0.8-1.0V的正电压,同时在槽子四角及液位较低的回流水汇集区各加一根已钝化的电极棒作为负极,使其在化镍过程中牺牲上镍.但电压不易太高,以防槽壁反遭电流与SO42-的攻击,4.在洗槽与烧槽时,应用吸尘器或抹布将槽底的碎屑清除,即使是微小的金屑,在高温镍槽液中也会变成强有力的活性启镀剂,导致镍槽翻槽。在生产小尺寸板子是应特别注意！板子或工具（扳手，刀片）如果掉入槽中会导致槽壁析镍，如未及时发现，镍槽药液和板子很可能因此而报废。,1.因为镍槽高温作业(85C),槽体材质大都使用SS316,正常管理是镍槽至4MTO可当槽,1000L镍槽连续生产一般可维持3天,CONFIDENTIAL,41,防止镍槽壁析出的要领,镍槽析出,CONFIDENTIAL,42,镍槽烧槽程式,CONFIDENTIAL,43,挂架的保养与维护,問題描述:1.(上圖)化金掛架包覆材質不符,造成掛架破損沾鎳金2.(下圖)為正常掛架包覆PP材質製程影響:沾鎳金掛架重複使用,造成藥液相互污染;鈀.鎳.金槽有振盪器槽,造成鎳屑掉入槽液中,造成槽液不穩定保养&维护:1.挂架轻微沾金后,可用20%-30%硝酸烧挂架2.连续生产的挂架,一般1月左右须重新包胶或更换，采用包Teflon或PVC均可，Teflon耐用但包胶价格约为包PVC的三倍。包PVC使用寿命约为teflon但价格只有包teflon的1/3.,CONFIDENTIAL,44,镍后水洗槽之管理,問題描述:鎳後水洗槽槽壁滑膩,水中懸浮物增加製程影響:鎳後水洗懸浮物增加,易殘留孔邊,造成剝金.露鎳風險。改善措施:定期保養使用H2SO4(3%)+H2O2(3%)浸泡30min,去除槽壁微生物生長;不生產時將鼓氣關閉,降低水中溶氧量,避免微生物生長(使用H2O2后应彻底清洗干净,否则会导致镍层异常),CONFIDENTIAL,45,金槽之管理,CONFIDENTIAL,46,线水洗槽之保养,1.清洁剂槽后水洗采用自来水洗,其余槽采用纯水洗2.水洗槽液位应比药水槽液位高,防止药水交叉污染3.若长期停机(国庆长假,春节)后,再开机必须先将管道内纯水放空5min再配槽4.水洗槽每班更换一次。5.每周固定酸洗镍槽前后水洗槽，全线水槽15天一次酸洗,