化學(xué)沉鎳的發(fā)展歷史

現(xiàn)在電鍍在我國發(fā)展的已經(jīng)比較成熟，不僅有鍍硬鉻、裝飾鉻，還有電鍍鎳，沉鎳金即化學(xué)沉鎳等技術(shù)。那么今天就隨漢銘表面處理來看看化學(xué)沉鎳的發(fā)展歷史。

自 1997 年以來， 化學(xué)沉鎳工藝在國內(nèi)得到迅速推廣， 這得益于化學(xué)沉鎳工藝本身所帶來種種優(yōu)點。 由于化學(xué)沉鎳板鎳金層的分散性好、 有良好的焊接及多次焊接性能、 良好的打線性能、 能兼容各種助焊劑， 同時又是一種較好的銅面保護層。 

因此， 與熱風(fēng)整平、 有機保焊膜（OSP） 等 PCB 表面處理工藝相比，化學(xué)沉鎳鍍層可滿足更多種組裝要求， 具有可焊接、 可接觸導(dǎo)通、 可打線、 可散熱等功能， 同時其板面平整、 SMD 焊盤平坦， 適合于細密線路、 細小焊盤的錫膏熔焊， 能較好地用于 COB 及BGA 的制作。 

化學(xué)沉鎳板可用于并能滿足到移動電話、 尋呼機、 計算機、 筆記型電腦、 IC卡、 電子字典等諸多電子工業(yè)。 而隨著這些行業(yè)持久、 迅猛的發(fā)展， 化學(xué)沉鎳工藝亦將得到更多的應(yīng)用與發(fā)展機會。

化學(xué)沉鎳工藝， 準(zhǔn)確的說法應(yīng)為化鎳浸金工藝 ,但現(xiàn)在在業(yè)界有多種叫法， 除”化學(xué)沉鎳”、 ”化鎳浸金”外， 尚有”無電鎳金”、 ”沉鎳金”。 

如何才能保證化學(xué)沉鎳層的釬焊性？

由于化學(xué)沉鎳-磷合金兼有硬度高、耐磨、耐腐蝕，能阻擋銅和金的互擴散以及可鍍非導(dǎo)體等特性，因而它的可焊性在電子工業(yè)中顯得尤為重要。在電子工業(yè)中，輕金屬元件常用化學(xué)沉鎳-磷改善其釬焊性能。鎳-磷鍍層的釬焊性與它的含磷量成反比，低磷[0.1%~3%（質(zhì)量）]鍍層容易釬焊，當(dāng)磷含量從3%（質(zhì)量）提高到7%（質(zhì)量）時，釬焊性能逐漸變差，7%（質(zhì)量）以上鍍層就難以釬焊，這與磷含量提高使表面鈍化加劇有關(guān)。

半導(dǎo)體裝置的零件表面為了改善對錫焊的潤濕性，可進行化學(xué)沉鎳鎳。錫焊球?qū)瘜W(xué)沉鎳的潤濕性隨磷含量增加而降低，磷含量小于5%（質(zhì)量）的鍍層的潤濕性與電鍍鎳相差不大，磷含量大于7%（質(zhì)量）其潤濕性與磷含量成反比，磷含量大于11%（質(zhì)量）潤濕性很差。一定溫度下（＞300℃）熱處理可以提高鍍層對錫球的潤濕性，但高溫?zé)崽幚恚?00℃）由于氧化而使得潤濕性急劇下降。除了磷含量影響鍍層的可焊性外，其他因素如擱置時間、鍍層厚度、熱處理、焊接條件（溫度、焊料、熔劑等）以及焊接氣氛等都對鍍層的可焊性產(chǎn)生影響。鍍液工藝參數(shù)對釬焊性也有影響，隨著次亞磷酸鈉濃度降低或施鍍溫度長高鍍層的釬焊性能提高?？傊?，低磷、新鮮、活化的鍍層表面容易釬焊。從二甲ji胺硼wan（DMAB）鍍液中獲得的鍍層，不管其硼含量多少，沉積后立即釬焊，都有良好的釬焊性。鎳-硼鍍層的釬焊性能優(yōu)于鎳-磷鍍層。所有化學(xué)鍍鎳層的釬焊性會因空氣中存在超常濃度SO2而受到顯著影響。大氣中的氯或含氯物質(zhì)同樣對各種化學(xué)鍍鎳層的釬焊性有害。高濕度和高溫同樣對釬焊性不利。

化學(xué)沉鎳金具有良好的功能和平整的表面，是能滿足大多數(shù)印制電路板（PCB）組裝要求的表面涂覆方式，在電子通訊領(lǐng)域有著十分廣泛的用途。隨著無鉛焊接的普及，焊接溫度相應(yīng)提高，對PCB的制作要求更為嚴(yán)格，化學(xué)沉鎳金板在無鉛焊接的過程中（板面溫度在245-255℃左右），部分PTH孔孔環(huán)出現(xiàn)裂紋。經(jīng)分析，裂紋出現(xiàn)在鎳層，銅層無裂紋?？篆h(huán)裂紋缺陷形貌。

對行業(yè)內(nèi)不同供應(yīng)商的化學(xué)沉鎳金板出現(xiàn)孔環(huán)裂紋缺陷的情況進行調(diào)研。對不同供應(yīng)商的化學(xué)沉鎳金板進行熱應(yīng)力模擬實驗（測試標(biāo)準(zhǔn)：IPC-TM-650 2.6.8 《熱應(yīng)力沖擊，鍍通孔》）：288℃），模擬PCB 在無鉛焊接時的受熱過程，觀察在熱應(yīng)力前后，孔環(huán)的形貌變化。經(jīng)對多個供應(yīng)商的化學(xué)沉鎳金板進行熱應(yīng)力測試，發(fā)現(xiàn)在熱應(yīng)力測試前，孔環(huán)均無裂紋，而在熱應(yīng)力測試后，孔環(huán)均出現(xiàn)裂紋，化學(xué)沉鎳金板PTH孔孔環(huán)裂紋失效是一種普遍現(xiàn)象。而且在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，板材、板厚、孔徑和孔環(huán)是孔環(huán)裂紋缺陷的影響因素。

化學(xué)沉鎳制程重點：

a. 銅面活化處理：

鈀約3ppm，操作約40℃，一分鐘，由于對銅面鈍化比硫化鈀為快，為得較好鎳結(jié)合力自然是硫化鈀較適當(dāng)。由于鈀作用同時會有少量Cu 會產(chǎn)生，它可能還原成Cu也可能 氧化成Cu ，若成為銅原子則沉積會影響鈀還原。為使鈀還原順利須有吹氣攪拌，風(fēng)量約 為0./~O.15M3/M2*min以上，促使亞銅離子氧化并釋出電子以還原鈀，完成無電鎳沉積動作。

b. 活化后水洗：

為防止鎳層擴散，清除線路間之殘鈀至為重要，除強烈水洗也有人用稀鹽酸浸漬以轉(zhuǎn)化死角硫化鈀防止鎳擴散。為促進鎳還原，熱水預(yù)浸將有助于成長及均勻性，其想法在提高活 性使大小面積及高低電壓差皆因提高活性而使差異變小以達到均一目。