化學鎳金又叫沉鎳金,業界常稱為無電鎳金(Electroless Nickel Immersion Gold)又稱為沉鎳浸金。
PCB化學鎳金是指在裸銅面上化學鍍鎳,然後化學浸金的一種可焊性表面塗覆工藝。它既有良好的接觸導通性,而且具有良好的裝配焊接效能,同時它還可以同其它表面塗覆工藝配合使用。隨著日新月異的電子業的民展,化學鎳金工藝所顯出的作用越來越重要。
二、化學鎳金工藝原理
2。1 化學鎳金催化原理
2。1。1 催化
作為化學鎳金的沉積,必須在催化狀態下,才能發生選擇性沉積。Ⅷ族元素及Au等許多金屬都可以作為化學鎳的催化晶體。銅原子由於不具備化學鎳沉積的催化晶種的特性,所以透過置換反應可使銅面沉積所需要的催化晶種。
2。1。2 鈀活化劑
PCB業界大都使用PdSO4或PdCl2作為化學鎳前的活化劑
在活化製程中,其化學反應如下:
Pd2++Cu→Pd+Cu2+
2。2 化學鎳原理
2。2。1 化學鎳
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。當鎳沉積覆蓋鈀催化晶體時,自催化反應將繼續進行,直到達到所需要之鎳層厚度。
2。2。2 化學反應
在催化條件下,化學反應產生鎳沉積的同時,不但伴隨著P的析出,而且產生氫氣的逸出。
主反應:Ni2++2H2PO2-+2H2O→Ni+2HPO32-+4H++H2↑
副反應:4H2PO2-→2HPO32——+2P+2 H2O+H2
2。2。3 反應機理
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,不但對銅面進行有效保護,防止銅的遷移,而且具備一定硬度和耐磨效能,同時擁有良好的平整度。在鍍件浸金保護後,不但可以取代撥插不頻繁的金手指用途(如計算機記憶體條),同時還可以避免金手指附近連線導電處斜邊時所遺留裸銅切口。
2。3 浸金原理
2。3。1 浸金
是指在活性鎳表面,透過化學置換反應沉積薄金。
化學反應:
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,對鎳面具有良好的保護作用,而且具備很好的接觸導通效能。很多需按鍵接觸的電子器械(如手機、電子字典),都採用化學浸金來保護鎳面。