CN103952687B - 印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，适用于印制线路板制造的化学镀镍工艺。本发明公开了化学镀镍液中加入三价铟化合物，其铟离子的浓度为0.0005g/L至0.0063g/L。本发明可防止线路板(包括软板和硬板)化学镀镍时出现渗镀现象，保证印制电路板制造中化学镀镍工艺的品质。

Description

印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法

技术领域

本发明涉及化学镀镍表面处理领域，具体是应用于印制线路板的化学镀镍技术领域。

背景技术

铜是目前印制线路板最常用的导电材料。因为铜族元素的导电性在所有金属中都是最好的，其中银占第一位，铜仅次之。线路板的基材是绝缘树脂，表面上密布着细小的铜线路。常温下铜在干燥的空气中稳定，但是与含有二氧化碳的潮湿空气接触就会慢慢被空气中的氧气氧化腐蚀。因此，要保证线路的可靠性，就必须对线路板进行表面处理。目前采用的方法有在铜上先化学镀上一层镍然后再在镍上浸镀上一层金,或者是化学镀镍钯金等，因为防腐蚀效果好，被广泛应用于印制电路板的制造工艺中。因此，化学镀镍是目前印制电路板制造的一个重要生产环节。

化学镀镍液通常以硫酸镍作为镍源，以乳酸等有机酸或它们的盐作为络合剂。还原剂通常用次磷酸钠。化学镀镍是在催化条件下进行的。化学镀镍的过程中，金属镍析出的同时，还伴随着氢气的放出。

随着电子产品朝着高密度、小型化、便携式方向发展，电路板的布线越来越密，渗镀是化学镀镍存在的问题之一，特别是在线间距离小的情况下，线间残留的活化剂无法彻底清洗干净，更容易出现这个问题。渗镀的结果就是会造成线间短路，产品只能报废。

为了预防渗镀的发生，目前主要是靠活化后对板面的反复清洗：用稀硫酸清洗后，再反复用去离子水清洗，清除板面残留的活化液。但是，局部板面在某种表面状态下吸附上的钯不容易被洗脱，而且生产流程上不可能用长时间、大量的水清洗，清洗的效果有一定限制，也无法保证品质。解决此问题的办法少有报道。专利US2011/0051387 A1是用碱或等离子体粗化的办法把钯连同树脂一起去掉；也有人提出用硝酸把钯溶解去除。但硝酸的酸性太强，不但操作危险，而且会腐蚀基板，这些方法的可操作性在生产上均很难实现。

目前没有一个好的办法解决化学镀镍渗镀的问题。

发明内容

针对如上所述现状，本发明的目的是要提供一种印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，该方法可防止对线路板软板和硬板的化学镀镍出现渗镀，保证了印制电路板制造的产品品质。

本发明印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，是在化学镀镍液的基础上，化学镀镍液中加入三价铟的化合物。

本发明所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，是三价铟化合物为铟的无机或有机化合物及其任意组合。

本发明印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，三价铟浓度为0.0005g/L至0.0063g/L。

本发明印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，加入三价铟化合物的方法有二种：一种是一旦渗镀发生，立即往镀液中加入三价铟化合物；另一种是将三价铟化合物预先加入到化学镀镍液中。

本发明所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，其三价铟化合物为硫酸铟、氯化铟、硝酸铟、醋酸铟或者是高氯酸铟。

以上所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，其三价铟化合物优选为硫酸铟、氯化铟、醋酸铟。

本发明通过大量的实验，结果发现：一旦渗镀发生，立即往镀液中加入三价铟的化合物，能收到立竿见影的效果。其用量少，使用方法简单，能迅速地使镀液工作变得正常。或者是在镀液中预先加入三价铟的化合物，让渗镀现象不发生。

目前电路板制造过程中的化学镀镍工艺流程如下：

化学镀镍前，线路板经过前处理。工艺流程包括：

除油→两次水洗→微蚀→两次水洗→酸洗→两次去离子水水洗→预浸→活化→后浸→两次去离子水水洗→化学镀镍。各个工序的作用分述如下：

1)除油，目的是去除铜面上的氧化物,并使铜面润湿。

2)两次水洗。目的是清除铜面上残留的除油液。

3)微蚀，目的是进一步去除铜面上的氧化物,同时使铜面出现微观粗糙,从而增加镍镀层的结合力。

4)两次水洗。目的是清除铜面上残留的微蚀液。

5)酸洗，进一步清除铜面上残留的微蚀液,同时去除铜面上初生的氧化物。

6)两次去离子水水洗。目的是清除铜面上残留的酸洗液。

7)预浸，目的是维持活化槽的酸度,减少对活化槽的污染。

8)活化，目的是在铜面置换出一层钯作为化学镀镍反应的催化剂。

9)后浸，目的是清洗板面残留的活化药水。

10)两次去离子水水洗，目的是进一步清洗板面残留的活化液。

经过所述10个前处理工序之后实施化学镀镍，与现用流程一致。

实验所使用的铟化合物的浓度为2.000g/L，配制方法如下：

(1)硫酸铟溶液的配制：用万分之一天平秤取无水硫酸铟1.0000克，先在100ml烧杯中用去离子水溶解，再转移至500ml容量瓶，最后用去离子水稀释至500ml，配制成浓度为2.000g/L(含三价铟0.887g/L)的硫酸铟溶液。

(2)同理，用相同方法配制浓度为2.000g/L(含三价铟1.038g/L)的氯化铟溶液、2.000g/L(含三价铟0.787g/L)的醋酸铟溶液、2.000g/L(含三价铟0.720g/L)的销酸铟溶液、2.000g/L(含三价铟0.556g/L)的高氯酸铟溶液。

为了进一步说明本发明，列举以下实施例，但并不限制本发明的范围。为了便于观察渗镀现象，本实验采用高密度的测试板，具体为导线间距为50μm的板做测试板。

实施例1.

试片为片状软板，进入化学镀镍槽之前，依序经过如下正常前处理工艺流程：

除油→两次水洗→微蚀→两次水洗→酸洗→两次去离子水水洗→预浸→活化→后浸→两次去离子水水洗

化学镀镍液为商品软板化学镀镍液，pH＝5.4。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在施镀过程中析出气泡量大，5分钟后把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

当即用吸管把0.6ml前面所述硫酸铟溶液(三价铟浓度为0.887g/L)滴加入化学镀镍槽液中，镀液中三价铟离子浓度为0.0005g/L，搅拌均匀。继续按上述的正常前处理工艺流程处理测试片，下槽施镀，出氢量变得正常。镀5分钟后取出，线路银白清晰，没有渗镀的现象，镀层已完全覆盖。继续施镀20分钟取出，也没有发现有渗镀现象。每取出两次试片用1:3氨水把pH值调回5.4，反复操作，线路依然银白清晰，无渗镀现象。

实施例2

试片为片状软板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工序与实施例1的相同。化学镀镍液为商品软板化学镀镍液，pH＝5.4。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在实施化学镀镍过程中析出气泡量大，5分钟后把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

当即用吸管把7.1ml硫酸铟溶液(三价铟浓度为0.887g/L)滴加入化学镀镍槽液中，镀液中三价铟离子浓度为0.0063g/L，搅拌均匀。继续按实施例1所述的前处理工艺流程处理测试片，下槽施镀，出氢量变得正常。镀5分钟取出，线路银白清晰，没有渗镀的现象，镀层完全覆盖。继续施镀20分钟取出，也没有发现有渗镀现象。每取出两次试片用1:3氨水把pH值调回5.4，反复操作，线路依然银白清晰，无渗镀现象。

实施例3

试片为片状硬板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工序如实施例1的相同。化学镀镍液为商品硬板化学镀镍液，pH＝4.8。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在实施化学镀镍过程中析氢剧烈。5分钟后把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

即时用吸管把0.5ml前面所述氯化铟溶液(三价铟浓度为1.038g/L)滴加入化学镀镍槽液中，镀液中三价铟离子浓度为0.0005g/L，搅拌均匀。继续按实施例1所述的前处理工艺流程处理测试片，下槽施镀，出氢量变得正常。镀5分钟取出，线路银白清晰，没有渗镀的现象，镀层完全覆盖。继续施镀20分钟后取出，线路银白淸晰，没有渗镀的现象，也不会漏镀。每取出两次试片用1:3氨水把pH值调回4.8，反复操作，线路依然银白清晰，无渗镀现象。

实施例4

试片为片状硬板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工序也和实施例1的相同。

化学镀镍液为商品硬板化学镀镍液，pH＝4.8。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在实施化学镀镍过程中析氢剧烈。5分钟后把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

即时用吸管把8.0ml前面所述醋酸铟溶液(三价铟浓度为0.787g/L)滴加入化学镀镍槽液中，镀液中三价铟离子浓度为0.0063g/L，搅拌均匀。继续按实施例1所述的前处理工艺流程处理测试片，下槽施镀，出气量变得正常。镀25分钟取出，线路银白清晰，没有渗镀和漏镀的情况。每取出两次试片用1:3氨水把pH值调回4.8，反复操作，线路依然银白清晰，无渗镀现象。

实施例5

试片为片状硬板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工艺流程也和实施例1的相同。

化学镀镍液为商品硬板化学镀镍液，pH＝4.8。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在实施化学镀镍过程中析氢剧烈。5分钟后把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

即时用吸管把3.0ml前面所述醋酸铟溶液(三价铟浓度为0.787g/L)滴加入化学镀镍槽液中，接着，再用另一吸管把3.0ml前面所述硫酸铟溶液(三价铟浓度为0.887g/L)滴加入化学镀镍槽液中，镀液中三价铟离子浓度为0.0050g/L，搅拌均匀。继续按前述的前处理方法处理测试片，下槽施镀，出气量变得正常。镀25分钟取出，线路银白清晰，没有渗镀和漏镀的情况。每取出两次试片用1:3氨水把pH值调回4.8，反复操作，线路依然银白清晰，无渗镀现象。

实施例6

试片为片状硬板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工艺流程也和实施例1的相同。

自配化学镀镍液1升，组成和pH值如下：

用此镀镍液施镀，镀液中三价铟离子浓度为0.0044g/L，施镀温度提高到90℃。在实施化学镀镍过程中析氢正常。镀20分钟后取出，线路银白淸晰，没有渗镀的现象，也不会漏镀。每取出两次试片用1:3氨水把pH值调回5.3，反复操作，线路依然银白清晰，无渗镀现象。

对比例1

试片为片状软板，进入化学镀镍槽之前依序经如下正常前处理工艺流程：除油→两次水洗→微蚀→两次水洗→酸洗→两次去离子水水洗→预浸→活化→后浸→两次去离子水水洗。

化学镀镍液为商品软板化学镀镍液，pH＝5.4。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在施镀过程中气泡量大。把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

对比例2

试片为片状硬板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工艺流程与对比例1的相同。

化学镀镍液为商品硬板化学镀镍液，pH＝4.8。镀液体积为1升，烧杯盛装，置于恒温槽中。

施镀温度为83℃。

在实施化学镀镍过程中气泡量大。把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

对比例3

试片为片状软板，进入化学镀镍槽之前所经过的前处理工艺流程也与对比例1的相同。

自配化学镀镍液1升，不加入铟，组成和pH值如下：

用此镀镍液施镀。施镀温度为90℃。

在施镀过程中气泡量大。把试片取出发现，渗镀严重，沉积在基板上的金属镍把部分线路连通。

Claims (5)

1.印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，包括化学镀镍液，其特征是化学镀镍液中加入三价铟的化合物，三价铟浓度为0.0005g/L至0.0063g/L。

2.根据权利要求1所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，其特征是三价铟化合物为铟的无机或有机化合物及其任意组合。

3.根据权利要求1所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，其特征是入三价铟化合物的方法有二种：一种是一旦渗镀发生，立即往镀液中加入三价铟化合物；另一种是将三价铟化合物预先加入到化学镀镍液中。

4.根据权利要求2所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，其特征是三价铟化合物为硫酸铟、氯化铟、硝酸铟、醋酸铟或者是高氯酸铟。

5.根据权利要求4所述印制线路板化学镀镍的防止渗镀方法，其特征是三价铟化合物优选为硫酸铟、氯化铟、醋酸铟。