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:

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

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) 3)镀镍后水洗时间过长 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 a)加强前处理制程与清洁剂 1)铜面氧化严重或显像后水洗不良 b)磨刷或 Pumice处理 c)检讨及改善前制程 2)Ni槽液pH太低 3)Ni槽液温度太低 露铜 4)活化不足 5)活化后水洗时间太久 a)调整pH值 b)检查及调整控制器/补充装置 a)调整至正确操作温度 a)检查及调整钯/硫酸浓度 b)更改活化处理基准 ( 浓度及浸渍时间等) a)缩短水洗时间 6)剥锡未净或铜面受硫化物污染 a)改善剥锡等制程 7)金属/有机杂质混入Ni 镀液中 a)更新镀液 b)检讨杂质来源 a)由手动分析Ni/pH并做调整 b)检查及调整控制器/补充装置 a)检查污染来源 b)使用活化专用加药杯 a)活化液更新 2)活化液老化 b)检讨活化液的加热方式,循环过滤及使用稀硫酸添加等 架桥(溢镀) 3)Ni槽补充异常 a)手动分析Ni/pH并做调整 b)检查补充量 c)检查及调整控制与补充装置 4)Ni 槽液温太高 5)前处理刷压过大(铜粉残留) 6)蚀铜未净 a)调整至正常操作温度 a)检查及调整刷压 a)改善蚀铜制程 8)Ni槽补充异常 1) 活化液污染(尤其是Fe) 1)Ni槽补充异常(Ni槽成份失调) a)检查及调整控制与补充装置 2)Ni 槽搅拌太强(打气及循环量) a)降低搅拌速率 Skip Plating 3)Ni 槽金属杂质污染 4)绿漆溶入镀液中 a)检讨污染源 a)更新镀液 b)检讨绿漆特性及硬化条件,镍槽操作温度等 a)调整pH值 b)检查及调整控制器/补充装置 a)改善前制程 a)改善前处理流程(微蚀,清洁剂,刷磨) a)加强过滤 4)不溶性颗粒带入Ni镀液中 b)更新镀液 c)检讨水洗槽流量,水洗时间 a)移槽过滤,加强过滤 5)水质不洁 b)配槽及补充液位都使用纯水 c)更新镀液 针孔 1)Ni镀液中有不溶性颗粒 a)移槽过滤,加强过滤 1)Ni 镀液pH太高 2)铜面粗糙或氧化严重 3)前处理不良 镀层表面粗糙

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