通過(guò)電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法，稱為鍍鎳。鍍鎳分電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳。下面是學(xué)習(xí)啦小編精心為你們整理的電鍍鎳工藝手冊(cè)的相關(guān)內(nèi)容，希望你們會(huì)喜歡!

　　電鍍鎳工藝手冊(cè)

　　1、作用與特性

　　PCB(是英文Printed Circuie Board印制線路板的簡(jiǎn)稱)上用鍍鎳來(lái)作為貴金屬和賤金屬的襯底鍍層，對(duì)某些單面印制板，也常用作面層。對(duì)于重負(fù)荷磨損的一些表面，如開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、觸片或插頭金，用鎳來(lái)作為金的襯底鍍層，可大大提高耐磨性。當(dāng)用來(lái)作為阻擋層時(shí)，鎳能有效地防止銅和其它金屬之間的擴(kuò)散。啞鎳/金組合鍍層常常用來(lái)作為抗蝕刻的金屬鍍層，而且能適應(yīng)熱壓焊與釬焊的要求，唯讀只有鎳能夠作為含氨類蝕刻劑的抗蝕鍍層，而不需熱壓焊又要求鍍層光亮的PCB，通常采用光鎳/金鍍層。鎳鍍層厚度一般不低于2.5微米，通常采用4-5微米。

　　PCB低應(yīng)力鎳的淀積層，通常是用改性型的瓦特鎳鍍液和具有降低應(yīng)力作用的添加劑的一些氨基磺酸鎳鍍液來(lái)鍍制。

　　我們常說(shuō)的PCB鍍鎳有光鎳和啞鎳(也稱低應(yīng)力鎳或半光亮鎳)，通常要求鍍層均勻細(xì)致，孔隙率低，應(yīng)力低，延展性好的特點(diǎn)。

　　2、氨基磺酸鎳(氨鎳)

　　氨基磺酸鎳廣泛用來(lái)作為金屬化孔電鍍和印制插頭接觸片上的襯底鍍層。所獲得的淀積層的內(nèi)應(yīng)力低、硬度高，且具有極為優(yōu)越的延展性。將一種去應(yīng)力劑加入鍍液中，所得到的鍍層將稍有一點(diǎn)應(yīng)力。有多種不同配方的氨基磺酸鹽鍍液，典型的氨基磺酸鎳鍍液配方如下表。由于鍍層的應(yīng)力低，所以獲得廣泛的應(yīng)用，但氨基磺酸鎳穩(wěn)定性差，其成本相對(duì)高。

　　3、改性的瓦特鎳(硫鎳)

　　改性瓦特鎳配方，采用硫酸鎳，連同加入溴化鎳或氯化鎳。由于內(nèi)應(yīng)力的原因，所以大都選用溴化鎳。它可以生產(chǎn)出一個(gè)半光亮的、稍有一點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力、延展性好的鍍層;并且這種鍍層為隨后的電鍍很容易活化，成本相對(duì)底。

　　4、鍍液各組分的作用：

　　主鹽──氨基磺酸鎳與硫酸鎳為鎳液中的主鹽，鎳鹽主要是提供鍍鎳所需的鎳金屬離子并兼起著導(dǎo)電鹽的作用。鍍鎳液的濃度隨供應(yīng)廠商不同而稍有不同，鎳鹽允許含量的變化較大。鎳鹽含量高，可以使用較高的陰極電流密度，沉積速度快，常用作高速鍍厚鎳。但是濃度過(guò)高將降低陰極極化，分散能力差，而且鍍液的帶出損失大。鎳鹽含量低沉積速度低，但是分散能力很好，能獲得結(jié)晶細(xì)致光亮鍍層。

　　緩沖劑──硼酸用來(lái)作為緩沖劑，使鍍鎳液的PH值維持在一定的范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，當(dāng)鍍鎳液的PH值過(guò)低，將使陰極電流效率下降;而PH值過(guò)高時(shí)，由于H2的不斷析出，使緊靠陰極表面附近液層的PH值迅速升高，導(dǎo)致Ni(OH)2膠體的生成，而Ni(OH)2在鍍層中的夾雜，使鍍層脆性增加，同時(shí)Ni(OH)2膠體在電極表面的吸附，還會(huì)造成氫氣泡在電極表面的滯留，使鍍層孔隙率增

　　加。硼酸不僅有PH緩沖作用，而且他可提高陰極極化，從而改善鍍液性能，減少在高電流密度下的“燒焦“現(xiàn)象。硼酸的存在還有利于改善鍍層的機(jī)械性能。

　　陽(yáng)極活化劑──除硫酸鹽型鍍鎳液使用不溶性陽(yáng)極外，其它類型的鍍鎳工藝均采用可溶性陽(yáng)極。而鎳陽(yáng)極在通電過(guò)程中極易鈍化，為了保證陽(yáng)極的正常溶解，在鍍液中加入一定量的陽(yáng)極活化劑。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CI—氯離子是最好的鎳陽(yáng)極活化劑。在含有氯化鎳的鍍鎳液中，氯化鎳除了作為主鹽和導(dǎo)電鹽外，還起到了陽(yáng)極活化劑的作用。在不含氯化鎳或其含量較低的電鍍鎳液中，需根據(jù)實(shí)際性況添加一定量的氯化鈉。

　　溴化鎳或氯化鎳還常用來(lái)作去應(yīng)力劑用來(lái)保持鍍層的內(nèi)應(yīng)力，并賦與鍍層具有半光亮的外觀。 添加劑——添加劑的主要成份是應(yīng)力消除劑，應(yīng)力消除劑的加入，改善了鍍液的陰極極化，降低了鍍層的內(nèi)應(yīng)力，隨著應(yīng)力消除劑濃度的變化，可以使鍍層內(nèi)應(yīng)力由張應(yīng)力改變?yōu)閴簯?yīng)力。常用的添加劑有：萘磺酸、對(duì)甲苯磺酰胺、糖精等。與沒(méi)有去應(yīng)力劑的鎳鍍層相比，鍍液中加入去應(yīng)力劑將會(huì)獲得均勻細(xì)致并具有半光亮的鍍層。通常去應(yīng)力劑是按安培一小時(shí)來(lái)添加的(現(xiàn)通用組合專用添加劑包括防針孔劑等)。

　　潤(rùn)濕劑——在電鍍過(guò)程中，陰極上析出氫氣是不可避免的，氫氣的析出不僅降低了陰極電流效率，而且由于氫氣泡在電極表面上的滯留，還將使鍍層出現(xiàn)針孔。鍍鎳層的孔隙率是比較高的，為了減少或防止針孔的產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)向鍍液中加入少量的潤(rùn)濕劑，如十二烷基硫酸鈉、二乙基已基硫酸鈉、正辛基硫酸鈉等，它是一種陰離子型的表面活性物質(zhì)，能吸附在陰極表面上，使電極與溶液間的界面張力降低，氫氣泡在電極上的潤(rùn)濕接觸角減小，從而使氣泡容易離開(kāi)電極表面，防止或減輕了鍍層針孔的產(chǎn)生。

　　5、鍍液的維護(hù)

　　a)溫度——不同的鎳工藝，所采用的鍍液溫度也不同。溫度的變化對(duì)鍍鎳過(guò)程的影響比較復(fù)雜。在溫度較高的鍍鎳液中，獲得的鎳鍍層內(nèi)應(yīng)力低，延展性好，溫度加致50度C時(shí)鍍層的內(nèi)應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定。一般操作溫度維持在55--60度C。如果溫度過(guò)高，將會(huì)發(fā)生鎳鹽水解，生成的氫氧化鎳膠體使膠體氫氣泡滯留，造成鍍層出現(xiàn)針孔，同時(shí)還會(huì)降低陰極極化。所以工作溫度是很嚴(yán)格的，應(yīng)該控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，在實(shí)際工作中是根據(jù)供應(yīng)商提供的最優(yōu)溫控值，采用常溫控制器保持其工作溫度的穩(wěn)定性。

　　b)PH值——實(shí)踐結(jié)果表明，鍍鎳電解液的PH值對(duì)鍍層性能及電解液性能影響極大。在PH≤2的強(qiáng)酸性電鍍液中，沒(méi)有金屬鎳的沉積，只是析出輕氣。一般PCB鍍鎳電解液的PH值維持在3—4之間。PH值較高的鍍鎳液具有較高的分散力和較高的陰極電流效率。但是PH過(guò)高時(shí)，由于電鍍過(guò)程中陰極不斷地析出輕氣，使陰極表面附近鍍層的PH值升高較快，當(dāng)大于6時(shí)，將會(huì)有輕氧化鎳膠體生成，造成氫氣泡滯留，使鍍層出現(xiàn)針孔。氫氧化鎳在鍍層中的夾雜，還會(huì)使鍍層脆性增加。PH較低的鍍鎳液，陽(yáng)極溶解較好，可以提高電解液中鎳鹽的含量，允許使用較高的電流

　　密度，從而強(qiáng)化生產(chǎn)。但是PH過(guò)低，將使獲得光亮鍍層的溫度范圍變窄。加入碳酸鎳或堿式碳酸鎳，PH值增加;加入氨基磺酸或硫酸，PH值降低，在工作過(guò)程中每四小時(shí)檢查調(diào)整一次PH值。 c)陽(yáng)極——目前所能見(jiàn)到的PCB常規(guī)鍍鎳均采用可溶性陽(yáng)極，用鈦籃作為陽(yáng)極內(nèi)裝鎳角已相當(dāng)普遍。其優(yōu)點(diǎn)是其陽(yáng)極面積可做得足夠大且不變化，陽(yáng)極保養(yǎng)比較簡(jiǎn)單。鈦籃應(yīng)裝入聚丙烯材料織成的陽(yáng)極袋內(nèi)防止陽(yáng)極泥掉入鍍液中。并應(yīng)定期清洗和檢查孔眼是否暢通。新的陽(yáng)極袋在使用前，應(yīng)在沸騰的水中浸泡。

　　d)凈化——當(dāng)鍍液存在有機(jī)物污染時(shí)，就應(yīng)該用活性炭處理。但這種方法通常會(huì)去除一部分去應(yīng)力劑(添加劑)，必須加以補(bǔ)充。其處理工藝如下;

　　(1)取出陽(yáng)極，加除雜水5ml/l，加熱(60—80度C)打氣(氣攪拌)2小時(shí)。

　　(2)有機(jī)雜質(zhì)多時(shí)，先加入3—5ml/lr的30%雙氧水處理，氣攪拌3小時(shí)。

　　(3)將3—5g/l粉末狀活性在不斷攪拌下加入，繼續(xù)氣攪拌2小時(shí)，關(guān)攪拌靜置4小時(shí)，加助濾粉使用備用槽來(lái)過(guò)濾同時(shí)清缸。

　　(4)清洗保養(yǎng)陽(yáng)極掛回，用鍍了鎳的瓦楞形鐵板作陰極，在0.5—0.1安/平方分米的電流密度下進(jìn)行拖缸8—12小時(shí)(當(dāng)鍍液存在無(wú)機(jī)物污染影響質(zhì)量時(shí)，也常采用)

　　(5)換過(guò)濾芯(一般用一組棉芯一組碳芯串聯(lián)連續(xù)過(guò)濾，按周期性便換可有效延期大處理時(shí)間，提高鍍液的穩(wěn)定性)，分析調(diào)整各參數(shù)、加入添加劑潤(rùn)濕劑即可試鍍。

　　e)分析——鍍液應(yīng)該用工藝控制所規(guī)定的工藝規(guī)程的要點(diǎn)，定期分析鍍液組分與赫爾槽試驗(yàn)，根據(jù)所得參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)部門調(diào)節(jié)鍍液各參數(shù)。

　　f)攪拌——鍍鎳過(guò)程與其它電鍍過(guò)程一樣，攪拌的目的是為了加速傳質(zhì)過(guò)程，以降低濃度變化，提高允許使用的電流密度上限。對(duì)鍍液進(jìn)行攪拌還有一個(gè)十分重要的作用，就是減少或防止鍍鎳層產(chǎn)生針孔。因?yàn)?，電鍍過(guò)程中，陰極表面附近的鍍離子貧乏，氫氣的大量析出，使PH值上升而產(chǎn)生氫氧化鎳膠體，造成氫氣泡的滯留而產(chǎn)生針孔。加強(qiáng)對(duì)留鍍液的攪拌，就可以消除上述現(xiàn)象。常用壓縮空氣、陰極移動(dòng)及強(qiáng)制循環(huán)(結(jié)合碳芯與棉芯過(guò)濾)攪拌。

　　g)陰極電流密度——陰極電流密度對(duì)陰極電流效率、沉積速度及鍍層質(zhì)量均有影響。測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)采用PH較底的電解液鍍鎳時(shí)，在低電流密度區(qū)，陰極電流效率隨電流密度的增加而增加;在高電流密度區(qū)，陰極電流效率與電流密度無(wú)關(guān)，而當(dāng)采用較高的PH電鍍液鎳時(shí)，陰極電流效率與電流密度的關(guān)系不大。

　　與其它鍍種一樣，鍍鎳所選取的陰極電流密度范圍也應(yīng)視電鍍液的組分、溫度及攪拌條件而定，由于PCB拼板面積較大，使高電流區(qū)與低電流區(qū)的電流密度相差很大，一般采用2A/dm2為宜。

　　6、故障原因與排除

　　a)麻坑：麻坑是有機(jī)物污染的結(jié)果。大的麻坑通常說(shuō)明有油污染。攪拌不良，就不能驅(qū)逐掉氣泡，這就會(huì)形成麻坑?？梢允褂脻?rùn)濕劑來(lái)減小它的影響,我們通常把小的麻點(diǎn)叫針孔，前處理不良、有金屬什質(zhì)、硼酸含量太少、鍍液溫度太低都會(huì)產(chǎn)生針孔，鍍液維護(hù)及工藝控制是關(guān)鍵，防針孔劑應(yīng)用作工藝穩(wěn)定劑來(lái)補(bǔ)加。

　　b)粗糙、毛刺：粗糙就說(shuō)明溶液臟，充分過(guò)濾就可糾正(PH太高易形成氫氧化物沉淀應(yīng)加以控制)。電流密度太高、陽(yáng)極泥及補(bǔ)加水不純帶入雜質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)都將產(chǎn)生粗糙及毛刺。

　　c)結(jié)合力低：如果銅鍍層未經(jīng)充分去氧化層，鍍層就會(huì)剝落現(xiàn)象，銅和鎳之間的附著力就差。 如果電流中斷，那就將會(huì)在中斷處，造成鎳鍍層的自身剝落，溫度太低嚴(yán)重時(shí)也會(huì)產(chǎn)生剝落。 d)鍍層脆、可焊性差：當(dāng)鍍層受彎曲或受到某種程度的磨損時(shí)，通常會(huì)顯露出鍍層脆。這就表明存在有機(jī)物或重金屬什質(zhì)污染，添加劑過(guò)多、夾帶的有機(jī)物和電鍍抗蝕劑，是有機(jī)物污染的主要來(lái)源，必須用活性炭加以處理，添加濟(jì)不足及PH過(guò)高也會(huì)影響鍍層脆性。

　　e)鍍層發(fā)暗和色澤不均勻：鍍層發(fā)暗和色澤不均勻，就說(shuō)明有金屬污染。因?yàn)橐话愣际窍儒冦~后鍍鎳，所以帶入的銅溶液是主要的污染源。重要的是，要把掛具所沾的銅溶液減少到最低程度。為了去除槽中的金屬污染，尤其是去銅溶液應(yīng)該用波紋鋼陰極，在2~5安/平方英尺的電流密度下，每加侖溶液空鍍5安培一小時(shí)。前處理不良、低鍍層不良、電流密度太小、主鹽濃度太低、電鍍電源回路接觸不良都會(huì)影響鍍層色澤。

　　f)鍍層燒傷：引起鍍層燒傷的可能原因：硼酸不足，金屬鹽的濃度低、工作溫度太低、電流密度太高、PH太高或攪拌不充分。

　　g)淀積速率低：PH值低或電流密度低都會(huì)造成淀積速率低。

　　h)鍍層起泡或起皮：鍍前處理不良、中間斷電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、有機(jī)雜質(zhì)污染、電流密度過(guò)大、溫度太低、PH太高或太低、雜質(zhì)的影響嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生起泡或起皮現(xiàn)象。

　　I)陽(yáng)極鈍化：陽(yáng)極活化劑不足，陽(yáng)極面積太小電流密度太高。

　?、倌康呐c作用：鍍鎳層主要作為銅層和金層之間的阻隔層，防止金銅互相擴(kuò)散，影響板子的可焊性和使用壽命;同時(shí)又鎳層打底也大大增加了金層的機(jī)械強(qiáng)度; ②全板電鍍銅相關(guān)工藝參數(shù)：鍍鎳添加劑的添加一般按照千安小時(shí)的方法來(lái)補(bǔ)充或者根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)板效果，添加量大約200ml/KAH;圖形電鍍鎳的電流計(jì)算一般按2安/平方分米乘以板上可電鍍面積;鎳缸溫度維持在40-55度，一般溫度在50度左右，因此鎳缸要加裝加溫，溫控系統(tǒng);

　?、酃に嚲S護(hù)：

　　每日根據(jù)千安小時(shí)來(lái)及時(shí)補(bǔ)充鍍鎳添加劑;檢查過(guò)濾泵是否工作正常，有無(wú)漏氣現(xiàn)象;每個(gè)2-3小時(shí)應(yīng)用干凈的濕抹布將陰極導(dǎo)電桿擦洗干凈;每周要定期分析銅缸硫酸鎳(氨基磺酸鎳)(1次/周)，氯化鎳(1次/周)，硼酸(1次/周)含量，并通過(guò)霍爾槽試驗(yàn)來(lái)調(diào)整鍍鎳添加劑含量，并及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)原料;每周要清洗陽(yáng)極導(dǎo)電桿，槽體兩端電接頭，及時(shí)補(bǔ)充鈦籃中的陽(yáng)極鎳角，用低電流0。2—0。5ASD電解6—8小時(shí);每月應(yīng)檢查陽(yáng)極的鈦籃袋有無(wú)破損，破損者應(yīng)及時(shí)更換;并檢查陽(yáng)極鈦籃底部是否堆積有陽(yáng)極泥，如有應(yīng)及時(shí)清理干凈;并用碳芯連續(xù)過(guò)濾6—8小時(shí)，同時(shí)低電流電解除雜;每半年左右具體根據(jù)槽液污染狀況決定是否需要大處理(活性炭粉);每?jī)芍芩幐鼡Q過(guò)濾泵的濾芯;

　　④大處理程序：A.取出陽(yáng)極，將陽(yáng)極倒出，清洗陽(yáng)極，然后放在包裝鎳角的桶內(nèi)，用微蝕劑粗化鎳角表面至均勻粉紅色即可，水洗沖干后，裝入鈦籃內(nèi)，方入酸槽內(nèi)備用B.將陽(yáng)極鈦籃和陽(yáng)極袋放入10%堿液浸泡6—8小時(shí)，水洗沖干，再用5%稀硫酸浸泡，水洗沖干后備用;C.將槽液轉(zhuǎn)移到備用槽內(nèi)，加入1-3ml/L的30%的雙氧水，開(kāi)始加溫，待溫度加到65度左右打開(kāi)空氣攪拌，保溫空氣攪拌2-4小時(shí);

　　D.關(guān)掉空氣攪拌，按3—5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中，待溶解徹底后，打開(kāi)空氣攪拌，如此保溫2—4小時(shí);E.關(guān)掉空氣攪拌，加溫，讓活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待溫度降至40度左右，用10um的PP濾芯加助濾粉過(guò)濾槽液至清洗干凈的工作槽內(nèi)，打開(kāi)空氣攪拌，放入陽(yáng)極，掛入電解板，按0。2-0。5ASD電流密度低電流電解6—8小時(shí)，G.經(jīng)化驗(yàn)分析，調(diào)整槽中的硫酸鎳或氨基磺酸鎳，氯化鎳，硼酸含量至正常操作范圍內(nèi);根據(jù)霍爾槽試驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充鍍鎳添加劑;H.待電解板板面顏色均勻后，即可停止電解，然后按1-1。5ASD的電流密度進(jìn)行電解處理10-20分鐘活化一下陽(yáng)極;I.試鍍OK.即可;

　?、菅a(bǔ)充藥品時(shí)，如添加量較大如硫酸鎳或氨基磺酸鎳，氯化鎳時(shí)，添加后應(yīng)低電流電解一下;補(bǔ)加硼酸時(shí)應(yīng)將補(bǔ)充量的硼酸裝入一干凈陽(yáng)極袋掛入鎳缸內(nèi)即可，不可直接加入槽內(nèi);

　?、掊冩嚭蠼ㄗh加一回收水洗，用純水開(kāi)缸，可以用來(lái)補(bǔ)充鎳缸因加溫而揮發(fā)的液位，回收水洗后接二級(jí)逆流漂洗;

　?、咚幤诽砑佑?jì)算公式：

　　硫酸鎳(單位：公斤)=(280-X)×槽體積(升)/1000 氯化鎳(單位：公斤)=(45-X)×槽體積(升)/1000 硼酸(單位：公斤)=(45-X)×槽體積(升)/1000