化学镍金常见缺陷分析

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化学镍金常见缺陷分析

: 1 漏镀

1.1.1 主要原因:体系活性(镍缸及钯缸)相对不足,铅锡等铜面污染。 1.1.2问题分析:

漏镀的原因在于镍缸活性不满足该Pad位反应势能,导致沉镍化学反应中途停止,或者根本没有沉积金属镍

漏镀的特点是:如果一个Pad位漏镀与其相连的所有Pad位都漏镀;出现漏镀问题,首先须区分是否由于污染板面所致。若是,将该板进行水平微蚀或采用磨板方式除去污染。

影响体系活性的最主要原因是镍缸稳定剂的浓度,但由于难以操作控制,一般不采用降低稳定剂浓度解决该问题。

影响体系活性的主要原因镍缸温度,升高温度一定有利于漏镀的改善。如果不考虑对部分环境以及内部稳定性,无限度的升高镍缸温度,应该能解决漏镀问题。

影响体系活性的次要因素是活化浓度,温度和时间。延长活化的时间或提高活化浓度和温度,一定有利于漏镀的改善。由于活化的温度和浓度太高会影响钯缸的稳定性,而且会影响其他制板的生产,所以,在这些次要因素中,延长时间是首选改善措施。

镍缸的PH值、次磷酸钠以及镍缸负载都会影响镍缸活性,但其影响程度较小,而且过程缓慢,所以不宜作为解决漏镀的主要方法。

1.2 渗镀 1.2.1 主要原因

体系活性太高,外界污染或前工序残渣; 1.2.2问题分析

渗镀的主要成因在于镍缸活性过高,导致选择性太差,不但使铜面发生化学沉积,同时其他区域(如基材、绿油侧边等)也发生化学沉积,造成不该出现沉积的地方沉积化学镍金。

出现渗镀问题,首先须区分是否由外界污染或残渣(如铜、绿油等)所致。若是,将该板进行水平微蚀或其他的方法去除。

升高稳定剂浓度是改善体系活性太高的最直接的方法,但是,用漏镀问题改善一样,因难以操作控制而不宜采用。

降低镍缸温度是改善渗镀的最有效的方法,理论上无限度的降低温度,可以彻底解决渗镀问题。 降低钯缸温度和浓度,以及减少钯缸处理时间,可以降低体系活性,有效地改善渗镀的问题。

镍缸的PH值,次磷酸钠以及镍缸负载,降低其控制范围有利于渗镀的改善,但因其影响较小而且过程缓慢,不宜作为改善渗镀问题的主要方法。

因操作不当导致钯缸或镍缸产生悬浮颗粒弥漫槽液,则应采取过滤或更新槽液来解决! 1.3 甩金

1.3.1主要原因:镍缸后(沉金前)造成镍面钝化,镍缸或金缸杂质太多 1.3.2问题分析:

金层因镍层发生分离,镍层与金层的结合力很差,镍面出现异常的造成甩金,镍面出现钝化是造成甩金的主要原因,沉镍后暴露时间过长和水洗时间过长,都会造成镍面钝化面导致结合力不良,当然,水洗的水质出现异常,也有可能导致镍层钝化

至于镍缸或金缸是否为甩金出现的主要原因,可在实验室烧杯中做对比实验来确定,若是,则更换槽液。 1.4 甩镍

1.4.1 主要原因:铜面不洁或活化钯层表面钝化,镍缸中加速剂失衡。 1.4.2 问题分析:

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镍缸以前制程不良或不能除去铜面杂物(包括绿油残渣),镍层与铜面结合力就会受到影响,从而就导致甩镍。

出现甩镍问题,首先须检查做过程中板面状况,区分铜面杂物还是活化后钯层表面钝化,若是后者,则追踪是否活化后空气中太长还是水洗时间太长。

如果铜面杂物引起甩镍,则检查前处理水平微蚀是否正常,同时须检查前处理之前铜面是否正常,另外,前处理中硫脲药液残留铜面,轻则出现沉镍金色粗糙,重则甩镍。

镍缸中加速剂(如Na2S2O3)太多则会导致镍沉积松散,造成镍层剥落,此时多伴镍面哑色出现(失去光泽),出现这种情况,用拖缸板(镍板)消耗掉多余加速剂,即可重新进行生产。 1.5 非导通孔上金

1.5.1 主要原因:直接电镀或化学沉铜残留的钯太多,或镍缸活性太高 1.6 金面粗糙

1.6.1主要原因:铜面(镀面)粗糙,铜面不洁,镍缸药水失衡 1.6.2 问题分析:

电镀产生的铜面粗糙,只能在电镀通过调整光剂或电流密度来改善,至于沉金线,水平微蚀也不能明显改变其粗糙程度;

对于铜面不洁则考虑用磨板或水平微蚀的方式加以改善,可以做到解决铜面不洁造成的金面粗糙。 镍缸药水失衡也会导致沉积松散或粗糙,影响沉积粗糙的主要原因是加速剂太高或稳定剂太少,至于改善对策,则可在实验烧杯加入稳定剂,按1m/L,2ml/L,3m/L做对比实验。这时就会发现镍面逐渐变得光亮,找出适当的比例将稳定剂加入镍缸即可试板和重新生产。需要注意的是,药水往往是加药过程中出现偏差,中要纠正错误偏差,调整稳定剂并不是一危险操作: 1.7角位平镀﹝启镀不良﹞ 1.7.1主要原因:镍缸循环局部过快 镍缸温度局部过高

镍缸稳定剂浓度过高,加速剂量不够 1.7.2 问题分析:

角位平镀是指化学沉镍过程中,出现Pad的角位不沉积镍的现象,它通常具有方向性的特征,例如圆型Pad则出现同一方向的月芽形不上镍,方型Pad则出现一边完好,对边严重不上镍,两个侧边逐渐变差。 对于镍缸循环局部过快,往往是镍缸药液循环设计不合理或出水管变形造成,它特点是镍缸某个角落固定出现该问题,当然,不合理的打气冲击板面出会导致该问题的出现。

对于镍缸温度局部过热,往往出现在副溢流的镍缸设计,当水位不足的时候,副缸温度往往比主缸高出5℃以上,溢流的热水流量在偏小的同时,往往只扩散在主缸的顶层,造成生产板顶部出现角位平镀的现象。 对于镍缸稳定剂浓度过高,只要不是来料(供应药水)出现太大的质量问题,通过补加适量的加速剂或拖缸,均能解决该问题的出现。 1.8金面颜色不良

1.8.1原因:金缸稳定剂(络合剂)太多,金层厚度严重不足,金缸使用寿命太长或水洗不净。 1.8.2 问题分析

金面颜色不良主要有两种形式,一种是由于金缸稳定剂(络合剂)太多或金层厚度严重不足而形式的金面颜色发白,另一种是由于金缸使用寿命太长或水洗不净造成金面氧化。

当金缸稳定剂补充过多时,往往会出现金面发白而金厚正常的现象,此状况多发生在新开缸初期。遇到这种情况,只要不拘于化验分析的控制范围,几次补药,颜色就会逐渐转为金黄色。当然,将金缸温度升高,也会一定程度的改善金面颜色。

对于金层厚度严重不是导致的颜色发白,主要是金缸温度低于下限太多或金盐浓度严重不足,使金层不能将镍的颜色完全覆盖,以至出现白色

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对于沉金缸后的水洗过程,残留药水会对金面造成污染,尤其是回收缸,浸洗时间控制在半分钟左右为佳,金面污染的制板,当经过干燥后,金面就会出现棕色的斑痕,用酸洗或普通橡皮擦少除去。

当金缸使用寿命太长,槽液积聚的杂质就会越来越多,金面棕色斑痕就容易出现,所以沉金后水洗一定严重控制,尤其是回收缸药水浓度不能太高。

1.9渗漏镀(这是指渗镀和漏镀在同一块板上同时出现) 1.9.1 问题分析:

渗镀和漏是沉镍金工序最常见问题,首先区分是否外界污染或残留渣(包括残铜)导致问题出现,若是,则采用磨板或水中微蚀的方式去除。

对于漏镀和渗镀在同一块板上同时出现,这说明体态活性不能满足该制板的需求,升高活性,会加剧渗镀的出现,而降低活性则又会导致漏镀的加剧,所以改善对策出现从渗镀、漏镀的特性调整钯缸和镍缸。首先漏镀的成因在于镍缸选择性太强,导致活性效果不佳的Pad位沉镍化学反应中途停止或镍根本不能沉积,所以唯一能做的就是大幅度提高活化效果(不考虑调节加速剂和稳定剂浓度)缩小Pad位间活化效果差异,方能调整镍缸的空间。

渗镀的成因在于镍缸的选择性太差,降低镍缸的温度可解决该问题出现,一般来讲,将活化时间延长一倍,适应时可以考虑升高活化缸温度(最好不要超过30℃)Pd2+浓度也可以考虑升高10-20PPM,同时将镍缸温度降低到适当值则可解决漏镀和渗镀同时出现的问题。

解决渗镀和漏镀的方法表面看起来好像很矛盾,其实从化学反应原理去看待,则不难理解。首先,拉的两个问题同时存在,说明单从镍缸入手根本没有调整的空间,其次,活化缸是Pd和Cu的置换反应,其反应初期各Pad位有Pd的沉积,随着Pd层的加厚,化学反应速度逐渐减慢,沉钯快的Pad位(Pd较厚)反应趋于停止,而沉钯快的Pad位仍然继续沉积,因而就缩小了各Pad间的活化效果的差异,为解决该矛盾的问题提供调整空间。

化学Ni/Au 问题与对策

问 题 原 因 1)绿漆残渣附着于铜面 对 策 a)检讨前制程与加强清洁剂, 微蚀,磨刷或 Pumice处理 a)检讨前制程与加强清洁剂, 微蚀,磨刷或 Pumice处理 a)更新镀液 b)检讨绿漆特性(类型),硬化条件及前处理流程 a)加强前处理流程(磨刷, 清洁剂,微蚀等) a)缩短水洗时间 b)增加水洗槽进水量 a)改善镀铜,蚀刻等制程 a)检讨绿漆特性(类型),硬化条件及前处理流程 a)调整至正确操作温度,浓度, 时间等 2+

2)显像后水洗不良 镍与铜镀层 密着不良 3)绿漆溶入镀液 4)铜表面氧化未完全去除 5)微蚀或活化后水洗时间过长 1)铜层针孔 镍镀层 结构不良 3)微蚀过度 2)镀镍时绿漆溶出 1)金属(尤其是Cu)或有机杂质(绿a)更新镀液 漆等)混入Au镀液中 金与镍镀层 密着不良 2)Ni槽有机污染(绿漆等) b)检讨杂质来源 a)更新镀液 b)检讨杂质来源 a)缩短水洗时间 b)增加水洗槽进水量 3)镀镍后水洗时间过长 露铜 1)铜面氧化严重或显像后水洗不良 a)加强前处理制程与清洁剂 .资料分享.

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