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PCB化学镀镍工艺技术研究

    PCB印制板元器件之间有可靠性良好的电气连接,以及焊接牢固性,这就必须要求印制板面不能有任何形式的沾污或金属的氧化。金沉积时镍层是无氧化的纯镍,金由于其独赢麴化学稳定性,它可长期储存而不氧化,保证了印制板的可焊.性及外观。

    孔隙率

    化学镀镍层的孔隙率比相同厚度电镀镍层要低。酸性镀液比碱性镀液沉积出的镍层孔隙率也要低。影响孔隙率的因素如下。

    (1)化学镀镍层的厚度

    化学镀镍层的孔隙率随厚度的增加而减少。当厚度达到15μm时基本上没有孔隙。

    (2)化学镀镍液的组成

    镀液中加入适当的添加剂,可使镀层结晶致密而同时降低孔隙率。

    (3)镀件表面光洁度

    镀件表面光洁度越高,镀层越厚,孔隙率越低。

    (4)化学镀镍液的清洁度

    在化学镀镍过程中,采用连续过滤,保持镀液无悬浮物、杂质、沉淀物,从而降低镀层的孔隙率。

    (5)化学镀镍层的热处理

    通常化学镀镍层经热处理后,不但镀层硬度得到提高,而且镀层孔隙率也有显著降低。

    硬度

    化学镀镍层的硬度对于线焊接性、触摸焊盘接触性、印制电路板插头等都是非常重要的。化学镀镍层的硬度比电镀镍的硬度要高2~3倍,经过适当热处理后,其硬度还可提高。

    影响化学镀镍层硬度的主要因素如下

    (1)热处理温度

    化学镀镍层用合适的温度进行热处理,其硬度随温度的升高而增加。但温度达到400℃,硬度就达到最大值。当温度超过400℃时,化学镍层的硬度反而下降。

    (2)热处理介质

    化学镀镍层在不同介质热处理时,其硬度变化不同。

    (3)化学镀镍层中含磷量

    化学镀镍层随含磷量的增加而硬度提高。也就是说,镀液的组成及各成分含量以及它们之间的相对比例、镀液的pH值、温度等对镀层的硬度影响是比较大的。虽然化学镀镍层随着含磷量的增加,经适当热处理,硬度能明显提高,但是,当含磷量超过11%时,热处理温度超过400℃时,镀层硬度反而有所降低。这是由于Ni-相开始明显集中,它在镀层中的弥散度减少所致。为保证镀层有较高的硬度和足够的稳定性,一般在化学镀镍层中将含磷量控制在6%9%的范围之内。

    化学镀镍层的电性能

    由于铜的导电性优于大多数金属,而且易于加工制造,因此它是形成线路的理想金属。印制电路板的电性能一般不会受到镍的影响,但是镍会影响高频信号的电性能,这主要是由于镍层厚度的影响。因此在一些用途中,镍层厚度应小于2.5μm,那么高频电信号将不会受其影响。

    化学镀镍层的电阻率与其含磷量有直接关系。酸性镀液获得的镍层电阻率为51~58μΩ·cm,比纯镍的电阻率高数倍。但是,化学镀镍层经适当热处理后,其电阻率会明显下降。

    化学镀镍层的接触电阻

    在整个产品贮存、使用过程中,未焊接的Ni/Au表面长期暴露在环境中,必须保持导电的表面接触。

    化学镀镍层在各种温度环境下的接触电阻见表。

    低温状态下无须阻挡层。随着温度的提高,要求Ni阻挡层厚度应增加。通常,在电子装置中,Ni阻挡层厚度最小应大于2μm。

    化学镀镍层的热性能

    化学镀镍层的热导率比电镀镍层的热导率低,所以化学镀镍应用于印制电路板是很好的。

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