線路板之化學(xué)鎳金

一、概述
化學(xué)鎳金又叫沉鎳金，業(yè)界常稱為無(wú)電鎳金(Electroless Nickel Immersion Gold)又稱為沉鎳浸金.
PCB化學(xué)鎳金是指在裸銅面上化學(xué)鍍鎳，然后化學(xué)浸金的一種可焊性表面涂覆工藝.它既有良好的接觸導(dǎo)通性，而且具有良好的裝配焊接性能，同時(shí)它還可以同其它表面涂覆工藝配合使用.隨著日新月異的電子業(yè)的民展，化學(xué)鎳金工藝所顯出的作用越來(lái)越重要.
二、化學(xué)鎳金工藝原理
2.1 化學(xué)鎳金催化原理
2.1.1 催化
作為化學(xué)鎳金的沉積，必須在催化狀態(tài)下，才能發(fā)生選擇性沉積.Ⅷ族元素及Au等許多金屬都可以作為化學(xué)鎳的催化晶體.銅原子由于不具備化學(xué)鎳沉積的催化晶種的特性，所以通過(guò)置換反應(yīng)可使銅面沉積所需要的催化晶種.
2.1.2 鈀活化劑
PCB業(yè)界大都使用PdSO4或PdCl2作為化學(xué)鎳前的活化劑
在活化制程中，其化學(xué)反應(yīng)如下：
Pd2++Cu→Pd+Cu2+
2.2 化學(xué)鎳原理
2.2.1 化學(xué)鎳
在鈀(或其它催化晶體)的催化作用下，Ni2+被NaH2PO2還原沉積在裸銅表面.當(dāng)鎳沉積覆蓋鈀催化晶體時(shí)，自催化反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到所需要之鎳層厚度.
2.2.2 化學(xué)反應(yīng)
在催化條件下，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鎳沉積的同時(shí)，不但伴隨著P的析出，而且產(chǎn)生氫氣的逸出.
主反應(yīng)：Ni2++2H2PO2-+2H2O→Ni+2HPO32-+4H++H2↑
副反應(yīng)：4H2PO2-→2HPO32--+2P+2 H2O+H2
2.2.3 反應(yīng)機(jī)理
H2PO2-+H2O→H++HPO32-+2H
Ni2++2H→Ni+2H+
H2PO2-+H→H2O+OH-+P
H2PO2-+H2O→H++HPO32-+H2↑
2.2.4 作用
化學(xué)鎳的厚度一般控制在3~5μm，其作用同金手指電鍍鎳一樣，不但對(duì)銅面進(jìn)行有效保護(hù)，防止銅的遷移，而且具備一定硬度和耐磨性能，同時(shí)擁有良好的平整度.在鍍件浸金保護(hù)后，不但可以取代撥插不頻繁的金手指用途(如計(jì)算機(jī)內(nèi)存條)，同時(shí)還可以避免金手指附近連接導(dǎo)電處斜邊時(shí)所遺留裸銅切口.
2.3 浸金原理
2.3.1 浸金
是指在活性鎳表面，通過(guò)化學(xué)置換反應(yīng)沉積薄金.
化學(xué)反應(yīng)：
2Au(CN)2-+Ni→2Au+Ni2++4CN-
2.3.2 作用
浸金的厚度一般控制在0.05~0.1μm，對(duì)鎳面具有良好的保護(hù)作用，而且具備很好的接觸導(dǎo)通性能.很多需按鍵接觸的電子器械(如手機(jī)、電子字典)，都采用化學(xué)浸金來(lái)保護(hù)鎳面.