PCB电镀镍工艺及毛病解决办法
1、效果与特性
PCB（是英文Printed Circuie Board印制线路板的简称）上用镀镍来作为贵金属和贱金属的衬底镀层，对某些单面印制板，也常用作面层。关于重负荷磨损的一些外表，如开关触点、触片或插头金，用镍来作为金的衬底镀层，可大大进步耐磨性。当用来作为阻挡层时，镍能有用地避免铜和其它金属之间的涣散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层，并且能习惯热压焊与钎焊的要求，唯读只要镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层，而不需热压焊又要求镀层亮光的PCB，一般选用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米，一般选用4-5微米。
PCB低应力镍的淀积层，一般是用改性型的瓦特镍镀液和具有下降应力效果的增加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。
咱们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍（也称低应力镍或半亮光镍），一般要求镀层均匀详尽，孔隙率低，应力低，延展性好的特色。
2、氨基磺酸镍（氨镍）
氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头触摸片上的衬底镀层。所取得的淀积层的内应力低、硬度高，且具有极为优胜的延展性。将一种去应力剂参加镀液中，所得到的镀层将稍有一点应力。有多种不同配方的氨基磺酸盐镀液，典型的氨基磺酸镍镀液配方如下表。由于镀层的应力低，所以取得广泛的运用，但氨基磺酸镍安稳性差，其本钱相对高。
3、改性的瓦特镍（硫镍）
改性瓦特镍配方，选用硫酸镍，连同参加溴化镍或氯化镍。由于内应力的原因，所以大都选用溴化镍。它能够出产出一个半亮光的、稍有一点内应力、延展性好的镀层；并且这种镀层为随后的电镀很简单活化，本钱相对底。
4、镀液各组分的效果：
主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐首要是供给镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的效果。镀镍液的浓度随供给厂商不同而稍有不同，镍盐答应含量的改变较大。镍盐含量高，能够运用较高的阴极电流密度，堆积速度快 ，常用作高速镀厚镍。可是浓度过高将下降阴极极化，涣散才能差，并且镀液的带出丢失大。镍盐含量低堆积速度低，可是涣散才能很好，能取得结晶详尽亮光镀层。
缓冲剂──硼酸用来作为缓冲剂 ，使镀镍液的PH值维持在必定的规模内。实践证明，当镀镍液的PH值过低，将使阴极电流效率下降；而PH值过高时，由于H2的不断分出 ，使紧靠阴极外表邻近液层的PH值敏捷升高，导致Ni(OH)2胶体的生成，而Ni(OH)2在镀层中的搀杂，使镀层脆性增加，一起 Ni(OH)2胶体在电极外表的吸附，还会构成氢气泡在电极外表的停留，使镀层孔隙率增加。硼酸不只有PH缓冲效果，并且他可进步阴极极化，然后改进镀液功能，削减在高电流密度下的“烧焦“现象。硼酸的存在还有利于改进镀层的机械功能。
阳极活化剂──除硫酸盐型镀镍液运用不溶性阳极外，其它类型的镀镍工艺均选用可溶性阳极。而镍阳极在通电进程中极易钝化，为了确保阳极的正常溶解，在镀液中参加必定量的阳极活化剂。经过实验发现，CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。在含有氯化镍的镀镍液中，氯化镍除了作为主盐和导电盐外，还起到了阳极活化剂的效果。在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中，需依据实践性况增加必定量的氯化钠。 溴化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来坚持镀层的内应力，并赋与镀层具有半亮光的外观。
增加剂——增加剂的首要成份是应力消除剂，应力消除剂的参加，改进了镀液的阴极极化，下降了镀层的内应力，跟着应力消除剂浓度的改变，能够使镀层内应力由张应力改变为压应力。常用的增加剂有：萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。与没有去应力剂的镍镀层比较，镀液中参加去应力剂将会取得均匀详尽并具有半亮光的镀层。一般去应力剂是按安培一小时来增加的（现通用组合专用增加剂包含防针孔剂等）。
潮湿剂——在电镀进程中，阴极上分出氢气是不可避免的，氢气的分出不只下降了阴极电流效率，并且由于氢气泡在电极外表上的停留，还将使镀层呈现针孔。镀镍层的孔隙率是比较高的，为了削减或避免针孔的发作，应当向镀液中参加少数的潮湿剂，如十二烷基硫酸钠、二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等，它是一种阴离子型的外表活性物质，能吸附在阴极外表上，使电极与溶液间的界面张力下降，氢气泡在电极上的潮湿触摸角减小，然后使气泡简单脱离电极外表，避免或减轻了镀层针孔的发作。
5、镀液的保护
a）温度——不同的镍工艺，所选用的镀液温度也不同。温度的改变对镀镍进程的影响比较复杂。在温度较高的镀镍液中，取得的镍镀层内应力低 ，延展性好，温度加致50度C时镀层的内应力到达安稳。一般操作温度维持在55–60度C。假如温度过高，将会发作镍盐水解，生成的氢氧化镍胶体使胶体氢气泡停留，构成镀层呈现针孔，一起还会下降阴极极化。所以作业温度是很严厉的 ，应该操控在规则的规模之内，在实践作业中是依据供给商供给的最优温控值 ，选用常温操控器坚持其作业温度的安稳性。
b）PH值——实践成果标明，镀镍电解液的PH值对镀层功能及电解液功能影响极大。在PH≤2的强酸性电镀液中，没有金属镍的堆积，仅仅分出轻气 。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涣散力和较高的阴极电流效率。可是PH过高时，由于电镀进程中阴极不断地分出轻气，使阴极外表邻近镀层的PH值升高较快，当大于6时，将会有轻氧化镍胶体生成，构成氢气泡停留，使镀层呈现针孔。氢氧化镍在镀层中的搀杂 ，还会使镀层脆性增加。PH较低的镀镍液，阳极溶解较好，能够进步电解液中镍盐的含量，答应运用较高的电流密度，然后强化出产。可是PH 过低 ，将使取得亮光镀层的温度规模变窄。 参加碳酸镍或碱式碳酸镍，PH值增加 ；参加氨基磺酸或硫酸，PH值下降，在作业进程中每四小时查看调整一次PH值。
c）阳极——现在所能见到的PCB惯例镀镍均选用可溶性阳极 ，用钛篮作为阳极内装镍角已适当遍及。其长处是其阳极面积可做得足够大且不改变，阳极保养比较简单 。钛篮应装入聚丙烯资料织成的阳极袋内避免阳极泥掉入镀液中。并应定时清洗和查看孔眼是否疏通。新的阳极袋在运用前，应在欢腾的水中浸泡。
d）净化——当镀液存在有机物污染时，就应该用活性炭处理。但这种办法一般会去除一部分去应力剂（增加剂），有必要加以弥补。其处理工艺如下；
（1）取出阳极，加除杂水5ml/l，加热（60—80度C）鼓劲（气拌和）2小时。
（2）有机杂质多时，先参加3—5ml/lr的30%双氧水处理，气拌和3小时。
（3）将3—5g/l粉末状活性在不断拌和下参加，持续气拌和2小时，关拌和静置4小时，加助滤粉运用备用槽来过滤一起清缸。
（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，也常选用）
（5）换过滤芯（一般用一组棉芯一组碳芯串联接连过滤，按周期性便换可有用延期大处理时刻，进步镀液的安稳性），剖析调整各参数、参加增加剂潮湿剂即可试镀。
e)剖析——镀液应该用工艺操控所规则的工艺规程的要害，定时剖析镀液组分与赫尔槽实验，依据所得参数辅导出产部门调理镀液各参数。
f)拌和——镀镍进程与其它电镀进程相同 ，拌和的意图是为了加快传质进程，以下降浓度改变，进步答应运用的电流密度上限。对镀液进行拌和还有一个十分重要的效果，便是削减或避免镀镍层发作针孔。由于，电镀进程中，阴极外表邻近的镀离子匮乏，氢气的很多分出 ，使PH值上升而发作氢氧化镍胶体，构成氢气泡的停留而发作针孔。加强对留镀液的拌和，就能够消除上述现象。常用压缩空气、阴极移动及强制循环（结合碳芯与棉芯过滤）拌和。
g)阴极电流密度——阴极电流密度对阴极电流效率、堆积速度及镀层质量均有影响。测验成果标明，当选用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，而当选用较高的PH电镀液镍时，阴极电流效率与电流密度的关系不大。
与其它镀种相同，镀镍所选取的阴极电流密度规模也应视电镀液的组分、温度及拌和条件而定，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，一般选用2A/dm2为宜。
6、毛病原因与扫除
a) 麻坑：麻坑是有机物污染的成果。大的麻坑一般阐明有油污染。拌和不良，就不能驱赶掉气泡，这就会构成麻坑。能够运用潮湿剂来减小它的影响,咱们一般把小的麻点叫针孔，前处理不良、有金属什质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会发作针孔，镀液保护及工艺操控是要害，防针孔剂运用作工艺安稳剂来补加。
b) 粗糙、毛刺 ：粗糙就阐明溶液脏，充沛过滤就可纠正（PH太高易构成氢氧化物沉积应加以操控）。电流密度太高 、阳极泥及补加水不纯带入杂质，严峻时都将发作粗糙及毛刺。
c) 结合力低：假如铜镀层未经充沛去氧化层，镀层就会脱落现象，铜和镍之间的附着力就差 。假如电流中止 ，那就将会在中止处 ，构成镍镀层的本身脱落，温度太低严峻时也会发作脱落。
d) 镀层脆、可焊性差：当镀层受曲折或遭到某种程度的磨损时，一般会显露出镀层脆。这就标明存在有机物或重金属什质污染，增加剂过多、夹藏的有机物和电镀抗蚀剂，是有机物污染的首要来历，有必要用活性炭加以处理，增加济缺乏及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，就阐明有金属污染。由于一般都是先镀铜后镀镍，所以带入的铜溶液是首要的污染源。重要的是 ，要把挂具所沾的铜溶液削减到最低程度。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、电镀电源回路触摸不良都会影响镀层色泽。
f) 镀层烧伤 ：引起镀层烧伤的或许原因：硼酸缺乏，金属盐的浓度低、作业温度太低、电流密度太高、PH太高或拌和不充沛。
g) 淀积速率低： PH值低或电流密度低都会构成淀积速率低。
h) 镀层起泡或起皮：镀前处理不良、中心断电时刻过长、有机杂质污染 、电流密度过大、温度太低、PH太高或太低、杂质的影响严峻时会发作起泡或起皮现象。
I）阳极钝化：阳极活化剂缺乏，阳极面积太小电流密度太高。
