一种新型化学镍金生产工艺及化学镀镍液制造技术

本发明专利技术公开一种PCB或者封装基板化学镍金生产新工艺，包括以下步骤：化金前处理、除油、微蚀、活化、碱性化学镍、镍活化、酸性化学镍、化学金、金面封孔、化金后处理。本发明专利技术还提供了一种新型化学镀镍液。上述工艺中镍缸温度低且化学镍沉积速率快，化学镀镍液稳定槽壁不易析出镍单质，可实现化学镍金水平化生产，缩短生产线，减少废水排放，从而使生产线综合生产成本降低。上述新型化学镀镍液，通过调整化学镀镍液中络合剂以及稳定剂种类，即使在PH较高以及沉积速率比较快的情况下也有较高的P含量，满足目前化学镍金作为PCB以及封装基板表面处理的各项性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种新型化学镍金生产工艺及化学镀镍液
本专利技术涉及线路板表面处理，尤其涉及一种用于PCB生产化学镍金生产工艺及化学镀镍液。
技术介绍
化学镍金是一种用于线路板的表面处理工艺，其通过在线路板铜表面先镀一层镍磷合金层，再在镍磷合金层上镀一层金，以此来防止金与铜之间的扩散现象。由于化学镍金工艺相对于电镀金工艺来说具有均匀度高、金属光泽度好、平整度好、可焊性好等优点，已广泛应用于线路板表面处理工作。现有的化学镍金生产生产工艺都实现垂直线化生产，然而，垂直线生产时不能实现自动处理，先进行前处理后再到垂直线进行生产，完成化学镍金后还要进行后处理，工序多线路板容易出现刮花等损害，同时会出现因为线路板在转运过程中受到污染，流程多生产成本高，以及需要较多的生产人员的问题。此外，化学镀镍以及化学金生产过程中会产生大量废气，污染环境。水平化学镍金生产线是全部密封的，废气通过抽风管道排走。水平化学镍金则没有这些缺点。但水平化学镍金要顺利生产，需要解决以下难点：1、镍缸温度较高，沉积速率较慢。要沉积3-5um的化学镀镍层，需要25分钟以上，生产线要比较长，设备成本较高。2、化学镍缸温度较高，化学镀镍液不稳定容易析出，镍单质容易吸附在行辘上，吸附在行辘上的镍颗粒会刮伤板面。此缺陷限制了水平化学镍金的应用。目前化学镍金一般镍镀层使用的是中高磷镍合金镀层，此镀层有优良的耐蚀以及焊锡性。化学镀液需要使用中高磷专用的络合剂外，化学镍沉积速率也需要控制在一定范围内，沉积速率越快磷含量比越低。水平化学镍金要规模推广，需要提供一种低温高速沉积的高磷化学镀镍液。因此，如何实现水平化学镍金工艺，以缩短生产线，简化工艺步骤，减少人力需求，降低生产成本，并提供一种低温高速沉积的高磷化学镀镍液成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种新型化学镍金生产工艺及化学镀镍液。本专利技术的技术方案如下：一种新型化学镍金生产工艺，包括以下步骤：(1)、化金前处理：粗化铜表面，并除去铜面残留的阻焊油墨；(2)、除油：将产品放入酸性除油剂中，去除板面的油污与指纹；(3)、微蚀：将产品放入微蚀液，除去铜表面的氧化层；(4)、活化：将产品放入钯活化液中活化，使产品表面沉积一层活化钯，以作后续化学镍钯合金的催化媒介；(5)、碱性化学镀镍：将产品放入碱性镍镀合金液中镀覆，在产品表面沉积一层镍磷合金镀层，由于碱性化学镀镍的过程温度低，速度快，磷含量较低，耐蚀差，此镀层主要保证化学镍层的厚度(最低3um)满要求；(6)、镍活化：将产品放入镍活化液中，防止镍面钝化失去催化活性；(7)、酸性化学镀镍：将产品放入酸性镍镀合金液中，在碱性化学镀镍层上覆盖一层高磷镍磷合金镀层(不低于1um)，保证化学镀镍层的厚度和耐蚀性；(8)、化学沉金：将产品放入化学沉金液中，利用置换反应将镍层氧化，同时还原一层薄金层保护镍层避免镍层受到氧化影响焊锡性；(9)、金面封孔：将产品放入金面封孔剂中，解决因表面微孔隙所引起的镀层耐蚀性下降问题，提高薄金镀层的焊接性能；(10)、水洗烘干：清洗板面残留的药水，使表面清洁干燥。进一步地，所述的碱性化学镀镍液的组分包括：镍盐1-50g/L、还原剂1-100g/L，络合剂：1-100g/L缓冲剂10-100g/L，稳定剂1-100ppm；所述镍盐是硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、硝酸镍、次磷酸镍、氨基磺酸镍的一种；所述还原剂是硼烷、肼、次磷酸钠、硼氢化钠的一种；所述络合剂是柠檬酸、琥珀酸、乳酸、氨水、氯化铵、三乙醇胺、甘氨酸、乙二胺、苹果酸中一种或多种的组合；所述稳定剂选用稀土金属如钇、镨、铈、镧中的一种或多种；所述缓冲剂包含乙酸钠、氨水－氯化铵、甘氨酸－氢氧化钠、碳酸钠；所述碱性化学镀镍液的温度控制在30-50℃，PH值范围为9-13，处理时间为5-10min。进一步地，所述镍活化液的组分包括：有机羧酸1-10g/L，所述有机羧酸选自柠檬酸、苹果酸、甘氨酸、抗坏血酸中的一种，所述镍活化液的温度控制在20-30℃，处理时间为1-2min。进一步地，所述的酸性化学镀镍液的组分包括：镍盐1-50g/L、还原剂1-100g/L，络合剂1-100g/L、加速剂10-100g/L、稳定剂1-100ppm、晶粒细化剂1-100ppm。所述镍盐是硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、硝酸镍、次磷酸镍、氨基磺酸镍中的一种；所述还原剂是硼烷、肼、次磷酸钠、硼氢化钠中的一种，所述络合剂是柠檬酸、琥珀酸、乳酸、氨水、氯化铵、三乙醇胺、甘氨酸、乙二胺，苹果酸，氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、2-羟基膦酰基乙酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸一种或多种的组合；所述稳定剂选用钇、镨、铈、镧、铅、铋、锡的一种或多种；所述加速剂为己二酸、戊二酸、丙酸中的一种或几种；所述晶粒细化剂选自多硫化合物如硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、连二硫酸钠、连二硫酸钾的一种；所述酸性化学镀镍液的温度控制在50-60℃，PH值范围为4-6，处理时间为10-15min。进一步地，所述的化学沉金液的组分包括：水溶性金盐1-10g/L、络合剂1-10g/L、辅助络合剂1-10g/L，晶粒细化剂1-100ppm，PH缓冲剂1-10g/L，导电盐1-10g/L，缓蚀剂1-10g/L；所述水溶性金盐为氰化金钾、氰化金钠、亚硫酸金钠、硫代硫酸金钾、氯化金酸盐，硫代苹果酸金盐的一种；所述络合剂选自氰根离子、亚硫酸根离子、硫代硫酸根离子、氨、乙二胺，柠檬酸盐、酒石酸盐、磷酸盐、硼酸盐、乙二胺四乙酸、硫代硫酸盐、有机膦酸的一种或几种组合；所述晶粒细化剂选自铜、镍、钴、银、铋、钯、铅、锡、铊的一种或几种组合；所述导电盐选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、氯化铵、硫酸铵的一种；所述PH值缓冲剂选自丁二酸钠、硼砂，醋酸钠，丙酸钠、丙二酸钠的一种或几种；所述化学沉金液的温度控制在70-90℃，PH值范围为4-6，处理时间5-10min。进一步地，所述的金面封孔剂的组分包括：缓蚀剂1-10g/L、表面活性剂0.1-10g/L、金属螯合剂1-10g/L、清洗助剂1-10g/L、PH调节剂5-10g/L；所述缓蚀剂为苯并咪唑及其衍生物、有机膦酸一种或者多种；所述表面活性剂为生物表面活性剂与非离子氟系表面活性剂复配物；所述清洗主剂为1，4丁二醇与二乙二醇单丁醚的复配物、所述PH调节剂为三乙醇胺；所述金面封孔液的温度控制在40-60℃，PH值范围为9-11，处理时间1-3min。一种新型化学镀镍液，其特征在于，其组分包括：镍盐1-50g/L、还原剂1-100g/L、络合剂1-100g/L、加速剂10-100g/L、稳定剂1-100ppm、晶粒细化剂1-100ppm；所述镍盐选自硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、硝酸镍、次磷酸镍、氨基磺酸镍的一种；所述还原剂选自硼烷、肼、次磷酸钠、硼氢化钠的一种；主络合剂为乙二胺四甲叉膦酸钠与羟基乙叉二膦酸，所述乙二胺四甲叉膦酸钠与羟基乙叉二膦酸质量比的范围为2：1－10：3之间，其余络合剂选自柠檬酸、琥珀酸、乳酸、氨水、氯化铵、三乙醇胺、甘氨酸、乙二胺、苹果酸、氨基三甲叉膦酸、2－膦酸丁烷－1，2，4－三羧酸、2－羟基膦酰基乙酸、二乙烯三胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型化学镍金生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)、化金前处理：粗化铜表面，并除去铜面残留的阻焊油墨；(2)、除油：将产品放入酸性除油剂中，去除板面的油污与指纹；(3)、微蚀：将产品放入微蚀液，除去铜表面的氧化层；(4)、活化：将产品放入钯活化液中活化，使产品表面沉积一层活化钯，以作后续化学镍钯合金的催化媒介；(5)、碱性化学镀镍：将产品放入碱性镍镀合金液中镀覆，在产品表面沉积一层镍磷合金镀层；(6)、镍活化：将产品放入镍活化液中，防止镍面钝化失去催化活性；(7)、酸性化学镀镍：将产品放入酸性镍镀合金液中，在碱性化学镀镍层上覆盖一层镍磷合金镀层，保证化学镀镍层的厚度和耐蚀性；(8)、化学沉金：将产品放入化学沉金液中，利用置换反应将镍层氧化，同时还原一层薄金层保护镍层避免镍层受到氧化影响焊锡性；(9)、金面封孔：将产品放入金面封孔剂中，解决因表面微孔隙所引起的镀层耐蚀性下降问题，提高薄金镀层的焊接性能；(10)、水洗烘干：清洗板面残留的药水，使表面清洁干燥。

【技术特征摘要】
1.一种新型化学镍金生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)、化金前处理：粗化铜表面，并除去铜面残留的阻焊油墨；(2)、除油：将产品放入酸性除油剂中，去除板面的油污与指纹；(3)、微蚀：将产品放入微蚀液，除去铜表面的氧化层；(4)、活化：将产品放入钯活化液中活化，使产品表面沉积一层活化钯，以作后续化学镍钯合金的催化媒介；(5)、碱性化学镀镍：将产品放入碱性镍镀合金液中镀覆，在产品表面沉积一层镍磷合金镀层；(6)、镍活化：将产品放入镍活化液中，防止镍面钝化失去催化活性；(7)、酸性化学镀镍：将产品放入酸性镍镀合金液中，在碱性化学镀镍层上覆盖一层镍磷合金镀层，保证化学镀镍层的厚度和耐蚀性；(8)、化学沉金：将产品放入化学沉金液中，利用置换反应将镍层氧化，同时还原一层薄金层保护镍层避免镍层受到氧化影响焊锡性；(9)、金面封孔：将产品放入金面封孔剂中，解决因表面微孔隙所引起的镀层耐蚀性下降问题，提高薄金镀层的焊接性能；(10)、水洗烘干：清洗板面残留的药水，使表面清洁干燥。2.根据权利要求1所述的新型化学镍金生产工艺，其特征在于，所述的碱性化学镀镍液的组分包括：镍盐1-50g/L、还原剂1-100g/L，络合剂：1-100g/L缓冲剂10-100g/L，稳定剂1-100ppm；所述镍盐是硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、硝酸镍、次磷酸镍、氨基磺酸镍的一种；所述还原剂是硼烷、肼、次磷酸钠、硼氢化钠的一种；所述络合剂是柠檬酸、琥珀酸、乳酸、氨水、氯化铵、三乙醇胺、甘氨酸、乙二胺、苹果酸中一种或多种的组合；所述稳定剂选用稀土金属如钇、镨、铈、镧中的一种或多种；所述缓冲剂包含乙酸钠、氨水－氯化铵、甘氨酸－氢氧化钠、碳酸钠；所述碱性化学镀镍液的温度控制在30-50℃，PH值范围为9-13，处理时间为5-10min。3.根据权利要求1所述的新型化学镍金生产工艺，其特征在于，所述镍活化液的组分包括：有机羧酸1-10g/L，所述有机羧酸选自柠檬酸、苹果酸、甘氨酸、抗坏血酸中的一种，所述镍活化液的温度控制在20-30℃，处理时间为1-2min。4.根据权利要求1所述的新型化学镍金生产工艺，其特征在于，所述的酸性化学镀镍液的组分包括：镍盐1-50g/L、还原剂1-100g/L，络合剂1-100g/L、加速剂10-100g/L、稳定剂1-100ppm、晶粒细化剂1-100ppm。所述镍盐是硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、硝酸镍、次磷酸镍、氨基磺酸镍中的一种；所述还原剂是硼烷、肼、次磷酸钠、硼氢化钠中的一种，所述络合剂是柠檬酸、琥珀酸、乳酸、氨水、氯化铵、三乙醇胺、甘氨酸、乙二胺，苹果酸，氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、2-羟基膦酰基乙酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸一种或多种的组合；所述稳定剂选用钇、镨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，张新学，刘龙平，邹银超，肖开球，
申请(专利权)人：湖南互连微电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43