Data PCB - Pengenalan dan Penyesuaian Kesalahan Elektroplat Nikel pada papan PCB

1. Peran dan ciri-ciri proses elektroplating nikel pada Papan PCB
Plating nikel digunakan pada Papan PCBs sebagai penutup substrat untuk logam berharga dan logam a s as, dan juga biasanya digunakan sebagai lapisan permukaan untuk beberapa papan cetak satu sisi. Untuk beberapa permukaan yang berpakaian berat, seperti tukar kenalan, kenalan, atau plug emas, menggunakan nikel sebagai lapisan belakang emas boleh meningkatkan perlawanan pakaian. Apabila digunakan sebagai penghalang, nickel is effective in preventing diffusion between copper and other metals. Nikel bodoh/penutup kombinasi emas sering digunakan sebagai penutup logam yang resisten-dllhing, dan boleh memenuhi keperluan penyelamatan dan pemarahan tekanan panas. Hanya nikel boleh digunakan sebagai penutup tahan korosion untuk etchants berasaskan ammonia tanpa penyelamatan tekan panas. Papan PCBs dengan penutup cerah juga diperlukan, biasanya dengan nikel terang/Plat emas. Ketebalan lapisan nikel biasanya tidak kurang dari 2.5 mikron, biasanya 4-5 mikron. The deposited layer of low-stress nickel on the PCB is usually plated with a modified Watts nickel bath and some sulfamate nickel baths with stress-reducing additives. Kami sering mengatakan bahawa penutup nikel Papan PCBs includes bright nickel and matt nickel (also known as low stress nickel or semi-bright nickel), yang biasanya memerlukan seragam dan penutup teliti, porositas rendah, tekanan rendah dan duktiliti yang baik.

2. Nickel sulfamate (ammonia nickel)
Nickel sulfamate is widely used as a substrate coating on metallized hole plating and printed plug contacts. Lapisan yang diperoleh mempunyai tekanan dalaman rendah, Kekerasan tinggi dan duktiliti yang baik. Tambah penyebab tekanan ke bilik mandi dan penutup hasilnya akan sedikit tekanan. Terdapat pelbagai mandi sulfamat dengan formulasi yang berbeza. Formula mandi nikel sulfamat biasa dipaparkan dalam jadual di bawah. Kerana tekanan rendah penutup, ia digunakan secara luas, tetapi kestabilan nikel sulfamat adalah lemah, dan biayanya relatif tinggi.

3. Modified Watt Nickel (Sulfur Nickel)
Modified Watts Nickel formulation using nickel sulfate, bersama dengan tambahan bromid nikel atau klorid nikel. Kerana tekanan dalaman, bromid nikel kebanyakan digunakan. Ia boleh menghasilkan semi-cerah, tekanan dalaman sedikit, penutup ductiliti yang baik; dan penutup ini mudah diaktifkan untuk elektroplating berikutnya, dan biayanya relatif rendah.

4. The role of each component of the plating solution:
1) Main salts—nickel sulfamate and nickel sulfate are the main salts in the nickel solution. Sal nikel terutamanya menyediakan ion logam nikel yang diperlukan untuk plating nikel dan juga memainkan peran garam konduktif. Koncentrasi penyelesaian platan nikel berubah sedikit dengan penyedia yang berbeza, dan kandungan nikel garam yang boleh berbeza. Kandungan tinggi garam nikel membolehkan penggunaan ketepatan semasa katod yang lebih tinggi dan kadar depositi yang cepat, dan sering digunakan untuk perlengkapan nikel tebal kelajuan tinggi. Namun, jika konsentrasi terlalu tinggi, polarizasi katodik akan dikurangkan, kemampuan penyebaran akan lemah, dan kehilangan penyelesaian pembatasan akan besar. Kandungan garam nikel rendah mempunyai kadar depositi rendah, but has good dispersing ability, dan dapat mendapatkan penutup kristal yang baik.
2) Buffer - Boric acid is used as a buffer to maintain the pH value of the nickel plating solution within a certain range. Praktik telah membuktikan bahawa apabila nilai PH bagi penyelesaian plating nikel terlalu rendah, efisiensi semasa katod akan berkurang; bila nilai PH terlalu tinggi, nilai PH lapisan cair yang dekat dengan permukaan katod akan meningkat dengan cepat disebabkan hujan terus menerus H2, resulting in Ni The formation of (OH)2 colloid and the inclusion of Ni(OH)2 in the coating increase the brittleness of the coating. Pada masa yang sama, the adsorption of Ni(OH)2 colloid on the electrode surface will also cause hydrogen bubbles to stay on the electrode surface. Porositi penutup meningkat. Bukan sahaja asid borik mempunyai kesan penimbal pH, tetapi ia boleh meningkatkan polarizasi katodik, dengan demikian meningkatkan prestasi mandi dan mengurangkan "membakar" pada densiti semasa tinggi. Kehadiran asid borik juga berguna untuk meningkatkan ciri-ciri mekanik penutup.
3) Anode activator—except for sulfate-type nickel plating solutions that use insoluble anodes, jenis-jenis proses peletakan nikel lain menggunakan anod yang boleh ditetapkan. Anod nikel mudah dipasifkan semasa proses elektrifikasi. Untuk memastikan penyelesaian normal anod, jumlah tertentu pengaktif anod ditambah ke penyelesaian penapisan. Ia ditemui melalui eksperimen bahawa ion-klorid CI adalah aktivator anod nikel. Dalam penyelesaian plat nikel yang mengandungi klorid nikel, selain daripada menjadi garam utama dan garam konduktif, klorid nikel juga bertindak sebagai aktivator anod. Dalam penyelesaian nikel elektroplating yang tidak mengandungi klorid nikel atau kandungannya rendah, jumlah tertentu klorid sodium patut ditambah mengikut situasi sebenar. Bromid nikel atau klorid nikel juga biasanya digunakan sebagai penyebab tekanan untuk menjaga tekanan dalaman penutup dan memberikan penutup penampilan semi-cerah.
4) Additives - the main component of additives is stress reliever. Tambahan penyebab tekanan meningkatkan polarizasi katodik penyelesaian penapisan dan mengurangkan tekanan dalaman penutup. Dengan perubahan konsentrasi penyebab tekanan, the internal stress of the coating can be reduced. Ubah dari tekanan tekanan ke tekanan pemampatan. Tambahan yang biasa digunakan ialah: asid sulfon naftalen, p-toluenesulfonamid, saccharin dan sebagainya. Berbanding dengan penutup nikel tanpa penyebab tekanan, menambah penyebab tekanan ke bilik mandi akan menyebabkan seragam, Penutup halus dan cerah. Usually the stress relief agent is added by ampere one hour (currently, aditif khusus kombinasi-tujuan umum termasuk agen anti-lubang, etc.).
5) Wetting agent - During the electroplating process, evolusi hidrogen pada katod tidak dapat dihindari. Evolusi hidrogen tidak hanya mengurangkan efisiensi semasa katod, tetapi juga menyebabkan lubang pinhole dalam penutup disebabkan retensi gelembung hidrogen pada permukaan elektrod. Porositi lapisan penutup nikel relatif tinggi. Untuk mengurangi atau mencegah generasi lubang pinhole, sejumlah kecil ejen basah patut ditambah ke penyelesaian penapisan, seperti sodium lauryl sulfate, sodium diethylhexyl sulfate, n-oktan Ia adalah bahan aktif permukaan anionik, yang boleh diabsorb di permukaan katod, supaya tekanan antaramuka antara elektrod dan penyelesaian dikurangi, dan sudut kenalan basah gelembung hidrogen pada elektrod dikurangi, supaya gelembung mudah jauh dari permukaan elektrod, mencegah atau mengurangi generasi lubang penapis.

5. Maintenance of plating solution
5.1 Suhu - Proses nikel berbeza menggunakan suhu mandi berbeza. Kesan perubahan suhu pada proses penutup nikel lebih rumit. Dalam penyelesaian penutup nikel dengan suhu yang lebih tinggi, penutup nikel yang diperoleh mempunyai tekanan dalaman rendah dan duktiliti yang baik, dan tekanan dalaman penutup menjadi stabil apabila suhu meningkat ke 50°C. Suhu operasi umum dikekalkan pada 55-60 darjah C. Jika suhu terlalu tinggi, hidrolisis garam nikel akan berlaku, dan kolaid hidroksid nikil yang menghasilkan akan menyimpan gelembung hidrogen kolloidal, yang menghasilkan lubang pinhole dalam penutup, dan pada masa yang sama mengurangkan polarizasi katodik. Oleh itu, suhu kerja sangat ketat dan patut dikawal dalam julat yang dinyatakan. Dalam kerja sebenar, pengawal suhu normal digunakan untuk menjaga kestabilan suhu kerjanya menurut nilai kawalan suhu yang diberikan oleh penyedia.

5.Nilai PH - keputusan praktik menunjukkan nilai PH elektroliti plating nikel mempunyai pengaruh besar pada prestasi penutup dan elektroliti. Dalam solusi elektroplating asid kuat dengan PH ⤤2, tiada depositi nikel logam, hanya gas ringan terjatuh. Secara umum, nilai pH elektrolit bernilai nikel Papan PCB dijaga antara 3 dan 4. Mandi nikel dengan pH yang lebih tinggi mempunyai kuasa penyebaran yang lebih tinggi dan efisiensi semasa katod yang lebih tinggi. Namun, apabila pH terlalu tinggi, disebabkan hujan terus menerus gas ringan dari katod semasa proses elektroplating, nilai pH penutup dekat permukaan katod naik dengan cepat. Pinholes muncul dalam jubah. The inclusion of nickel hydroxide in the coating will also increase the brittleness of the coating. Mandi plat nikel dengan pH yang lebih rendah mempunyai penyebaran anod yang lebih baik, yang boleh meningkatkan kandungan garam nikil dalam elektrolit, membenarkan ketepatan semasa yang lebih tinggi digunakan, dengan demikian meningkatkan produksi. Namun, jika pH terlalu rendah, julat suhu untuk mendapatkan penutup terang akan ketat. Tambah karbonat nikel atau karbonat nikel asas, nilai pH meningkat; menambah asid sulfamik atau asid sulfurik, nilai pH berkurang, semak dan laraskan nilai pH setiap empat jam semasa proses kerja.

5.3 Anod - Penapis nikel konvensional Papan PCB yang boleh dilihat pada masa ini menggunakan anod yang boleh solusi, dan ia agak biasa menggunakan keranjang titanium sebagai anod dengan sudut nikel yang dibina. Keuntungan adalah bahawa kawasan anod boleh dibuat cukup besar dan tidak berubah, dan penyelamatan anod adalah relatif mudah. The titanium basket should be placed in an anode bag made of polypropylene material to prevent the anode slime from falling into the plating solution. Dan patut bersihkan dan periksa sama ada lubang-lubang tidak terhalang. Beg anod baru seharusnya disiapkan dalam air mendidih sebelum digunakan.

5.4 Pembersihan apabila mandi mempunyai kontaminasi organik, ia patut dirawat dengan karbon yang diaktifkan. Namun, this method usually removes a portion of the stress reliever (additive), yang mesti dipenuhi semula. Its treatment process is as follows;
1) Take out the anode, tambah 5ml/l air yang menghilangkan kemudahan, heat it (60-80°C) and aerate (gas-stirring) for 2 hours.
2) When there is a lot of organic impurities, tambah pertama 3-5ml/lr 30% hydrogen peroksid untuk rawatan, dan bergerak selama 3 jam.
3) Add 3-5g/l aktiviti debu dibawah pergerakan konstan, continue gas stirring for 2 hours, matikan menggerakkan dan biarkan berdiri selama 4 jam, tambah serbuk penapis dan guna tangki cadangan untuk penapis dan bersihkan tangki pada masa yang sama.
4) Clean and maintain the anode hanger, gunakan plat besi yang terkorugasi yang dipenuhi nikel sebagai katod, dan seret silinder selama 8-12 jam pada densiti semasa 0.5-0.1 A/square decimeter (when the plating solution is contaminated with inorganic substances, ia akan mempengaruhi kualiti. is also often used)
5) Replace the filter element (usually a group of cotton cores and a group of carbon cores are used for continuous filtration in series, and periodic replacement can effectively prolong the large processing time and improve the stability of the plating solution), menganalisis dan menyesuaikan pelbagai parameter, dan tambahkan ejen basah tambahan Anda boleh cuba memasang.
6) Analysis - The plating solution should use the main points of the process regulations specified in the process control, menganalisis secara peribadi komponen penyelesaian plating dan ujian sel Hull, dan memimpin jabatan produksi untuk menyesuaikan parameter penyelesaian platting mengikut parameter yang diperoleh.
7) Stirring - the nickel plating process is the same as other electroplating processes. Tujuan menggerakkan adalah untuk mempercepat proses pemindahan massa untuk mengurangi perubahan konsentrasi dan meningkatkan had atas densiti semasa yang dibenarkan. Menggabung penyelesaian penapisan juga mempunyai peran yang sangat penting dalam mengurangi atau mencegah lubang pinhole dalam lapisan penapisan nikel. Kerana, semasa proses elektroplating, ion-ion penutup dekat permukaan katod telah habis, dan sejumlah besar hidrogen terjatuh, yang meningkatkan nilai pH dan menghasilkan kolaid hidroksid nikil, yang menyebabkan penyimpanan gelembung hidrogen dan generasi lubang pinhole. Fenomen di atas boleh dihapuskan dengan menguatkan pembagian penyelesaian plat. Udara termampat, cathode movement and forced circulation (combined with carbon core and cotton core filtration) are commonly used for stirring.
8) Cathode current density - Cathode current density has an effect on cathodic current efficiency, kadar depositi dan kualiti penutup. Keputusan ujian menunjukkan bahawa apabila nikel dipenuhi dengan elektrolit dengan pH yang lebih rendah, efisiensi semasa katod meningkat dengan meningkat densiti semasa di kawasan densiti semasa rendah; dalam kawasan densiti semasa tinggi, efisiensi semasa katod tiada kaitan dengan densiti semasa, dan apabila efisiensi semasa katod tidak berkaitan dengan densiti semasa pada penyelesaian pH nikel plating yang lebih tinggi. Seperti spesies lain, julat ketepatan semasa katod yang dipilih untuk penapisan nikel juga patut bergantung pada komposisi, suhu dan keadaan menggairahkan penyelesaian pembuluhan. Kepadatan berbeza sangat, umumnya 2A/dm2 sesuai.

6. Troubleshooting and troubleshooting
1) Makeng: Makeng is the result of organic pollution. Lubang kanap besar biasanya menunjukkan pencemaran minyak. Kegembiraan yang malang gagal untuk melepaskan gelembung udara, yang mencipta lubang. Ejen basah boleh digunakan untuk mengurangi pengaruhnya. Kami biasanya memanggil lubang kecil sebagai lubang pinhole. Perawatan yang buruk, kualiti logam yang tidak baik, terlalu sedikit kandungan asid borik, and too low bath temperature will cause pinholes. Dan kawalan proses adalah kunci, ejen anti-pinhole patut ditambah sebagai penytabilan proses.
2) Roughness and burrs: Roughness means that the solution is dirty, and it can be corrected by full filtration (the PH is too high to form hydroxide precipitation and should be controlled). Jika densiti semasa terlalu tinggi, slime anode dan air yang tidak sah akan membawa kotoran, Yang akan menyebabkan kesusahan dan kencangan dalam kes-kes yang berat,.
3) Low bonding force: If the copper coating is not fully deoxidized, penutup akan dipotong, dan penyekatan antara tembaga dan nikel akan menjadi lemah. Jika semasa diganggu, ia akan menyebabkan penutup nikel di tempat yang terganggu, dan ia juga akan dipotong apabila suhu terlalu rendah.
4) The coating is brittle and has poor weldability: when the coating is bent or subjected to a certain degree of wear, penutup biasanya lemah. This shows that there is organic or heavy metal pollution. Terlalu banyak tambahan, bahan organik masuk dan perlawanan elektroplating adalah sumber utama pencemaran organik. Mereka mesti dirawat dengan karbon yang diaktifkan. Tambahan yang tidak mencukupi dan pH tinggi juga akan mempengaruhi kelemahan penutup.
5) The coating is dark and the color is uneven: the coating is dark and the color is uneven, yang bermakna terdapat pencemaran logam. Kerana tembaga biasanya dilapis dahulu dan kemudian nikel dilapis, penyelesaian tembaga yang dibawa adalah sumber utama pencemaran. Ia penting untuk mengurangi penyelesaian tembaga pada gantung ke minimum. Untuk membuang pencemaran logam dalam tangki, terutama penyelesaian pembuangan tembaga, patut digunakan katod besi yang rosak, pada densiti semasa 2 hingga 5 amps/kaki persegi, 5 amps per galon penyelesaian selama satu jam. Perawatan yang buruk, penutup rendah yang lemah, too low current density, konsentrasi garam utama terlalu rendah, kontak buruk litar kuasa elektroplating akan mempengaruhi warna penutup.
6) Coating burn: Possible causes of coating burn: insufficient boric acid, konsentrasi rendah garam logam, suhu kerja terlalu rendah, ketepatan semasa terlalu tinggi, PH terlalu tinggi atau penggembiraan tidak cukup.
7) Low deposition rate: Low PH value or low current density will cause low deposition rate.
8) Blistering or peeling of the coating layer: poor pre-plating treatment, masa gangguan yang terlalu panjang, pencemaran asap organik, densiti semasa berlebihan, suhu terlalu rendah, PH terlalu tinggi atau terlalu rendah, dan pengaruh yang serius dari ketidaksihiran akan menyebabkan fenomena pembuluh.
9) Anode passivation: The anode activator is insufficient, kawasan anod terlalu kecil, dan ketepatan semasa terlalu tinggi Papan PCB.