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GT-2080酸性鍍金DATA SHEET:
目前各PCB廠之鍍金制程方式可分為化學(xué)鎳金、電鍍金手指、電鍍硬金、電鍍軟金等四種?,F(xiàn)就貴廠電鍍金手指作一說(shuō)明。
原理:電鍍基本原理:金屬溶于水中時(shí),以陽(yáng)離子M+n的形式存在,當(dāng)通過一個(gè)電壓時(shí),使金屬陽(yáng)離子獲得n個(gè)電子而還原成金屬并在陰極析出;在未加入任何添加劑時(shí),金屬結(jié)晶會(huì)依電流密度之強(qiáng)弱呈垂直方向樹枝狀成長(zhǎng),因此加入添加劑的目的在使原子結(jié)晶呈水平方向延伸成長(zhǎng),并增加其導(dǎo)電性,改善電流密度在被鍍物之分布,而光澤性則是靠添加劑中其他的分子填補(bǔ)其金屬結(jié)晶之空隙,來(lái)達(dá)到表面平滑之作用。法拉第定律:金屬析出之重量,可由通入的電量(時(shí)間、安培數(shù))和金屬原子量,求得析出克當(dāng)量:W=ItA/ZF
I:電流安培數(shù)。 Z:金屬原子價(jià)數(shù)(金屬析出當(dāng)量)t: 通電時(shí)間F:法拉第常數(shù):96500
A:金屬原子量
例:鍍金1ASD,1min所析出厚度
重量=(電流安培數(shù)×通電時(shí)間×金原子量)/(金原子價(jià)數(shù)×法拉第常數(shù))
=(1×60×197)/(1×96500)
=0.122g
重量×電鍍效率=實(shí)際重量
0.122g×45%(酸性金效率)=0.05g
重量=面積×厚度×密度
0.05=10×10×厚度×16.5(金鈷合金密度)
厚度=0.303m=11.93″
※電鍍效率以100% 來(lái)計(jì)算
電鍍基本流程:
鍍金:金為極不活潑之金屬原素,主要的電化學(xué)還原機(jī)構(gòu)為Au++e-Au, E=1.7V及Au3++3e-Au,E=1.5V兩種。目前鍍金通常使用氰化金鉀及亞硫酸金等兩種提供金離子的來(lái)源,但最普遍的為氰化金鉀,在此僅以氰化金鉀還原機(jī)構(gòu)說(shuō)明金離子結(jié)晶過程:鍍金過程:
化學(xué)吸附:Au(CN)2-(AuCN)ad + CN- ad:吸附
電荷轉(zhuǎn)移:(AuCN)ad + e-(AuCN)ad-
PCB結(jié)晶(陰極): Au(CN)ad-Au+CN-
鍍鎳:雖然鍍鎳的主要目的是阻止金與銅離子的相互擴(kuò)散,但因鎳的硬度及延展性對(duì)于PCB也都有不錯(cuò)的效果,所以鍍鎳已經(jīng)成為鍍金過程之中的必要過程。鍍鎳反應(yīng)機(jī)構(gòu):
氨基磺酸鎳:Ni(NH2SO3)2Ni2++2NH2SO3
氯化鎳: NiCl2Ni2+2Cl-
陽(yáng)極鎳塊:NiNi2+2e-
PCB板面(陰極): Ni2+2e-Ni
主要鍍層及化學(xué)藥劑之功能:鍍金:電鍍金手指主要之功能為:增加PCB線路的耐磨性及硬度。防止銅層氧化,增加PCB壽命。GT-2080化學(xué)藥劑之功用為:
#375鈷光澤劑:鍍金層常為無(wú)光澤的棕色粉狀沉積,所以在電鍍硬金及金手指時(shí),通常都會(huì)再混合鍍上微量的鈷,以增加鍍層光澤度、硬度及耐磨性。#376添加劑:防止高電流燒焦及增加均一性。#404導(dǎo)電鹽:提高鍍液比重增加電鍍效率。#209平衡鹽:為一緩沖鹽,借以平衡鍍液。#402調(diào)整酸:降低鍍液之PH值。氰化金鉀:主要提供金離子。俗稱金鹽,在水中會(huì)溶解為金錯(cuò)離子與鉀錯(cuò)離子,再經(jīng)陰極的地場(chǎng)吸引后,陰極的表面即產(chǎn)生金原子附著。鍍鎳:主要目的為隔絕銅層擴(kuò)散到金屬表面而形成氧化層,影響其鍍金層的接觸阻抗。但鎳層的厚度必須適當(dāng),因?yàn)楹穸冗^高將會(huì)造成電阻加大,太薄也會(huì)造成隔絕性的不良。氨基磺酸鎳、氯化鎳:兩者均為電鍍鎳槽之重要成份,鎳離子的主要供應(yīng)者,而該溶液中因提供電鍍鍍層而失去的鎳離子,則由陽(yáng)極上的鎳塊溶解后,補(bǔ)充此兩種溶液的鎳離子濃度。氯化鎳在鍍液中能增加導(dǎo)電度,提高鍍液效率,但量多時(shí),易造成鍍層硬脆。硼酸:因鍍鎳槽的PH值對(duì)于鍍鎳的品質(zhì)影響很大,所以在槽液內(nèi)添加硼酸當(dāng)成酸堿值緩沖劑,避免PH值變化過據(jù)。Ni-505柔軟劑:又稱為初次光澤劑,主要功用為讓鎳鍍層結(jié)晶細(xì)致,使高低電位較均一,鍍層柔軟。Ni-505光澤劑:主要功能為提供鎳鍍層光澤及整平性,依照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要來(lái)決定所須之添加量。不宜添加過量,易造成鍍層硬脆及脫皮,且低電流較差。Ni-505濕潤(rùn)劑:防止陰極氫氣泡所產(chǎn)生之針孔。鍍金制程及其特性:電鍍制程:貼防鍍膠帶→開天窗→壓膠帶→入板(輸送帶夾板)→微蝕→水洗→刷磨→活化→水洗→鍍鎳→水洗→活化→水洗→鍍金→金回收→水洗→出板→撕膠→水洗→烘干→貼防焊噴錫膠帶
特性:使用直流電電鍍,在PCB的金手指位置鍍上含有鈷金屬之金層,由于輸送帶夾板位置為PCB的另一長(zhǎng)邊,所以當(dāng)兩邊均有金手指的PCB在經(jīng)過電鍍金手指制程時(shí),必需上下輸流通過電鍍槽兩次。鍍槽的槽深如為10″的話,則PCB在設(shè)計(jì)排板時(shí),金手指距離PANEL板邊的距離不能超過9.3″的設(shè)計(jì)。Dummy Board:可分為去除鍍鎳槽不純物質(zhì)及防止電鍍區(qū)域勿均勻等兩種用途:
去除鍍鎳槽不純物質(zhì):槽液通常會(huì)有一些PCB所不需要之鍍層雜質(zhì),為防止這些雜質(zhì)鍍于PCB上,所以使用前通常會(huì)先拿一些報(bào)廢板以較低電流先形電鍍,將雜質(zhì)鍍于報(bào)廢板上,以保PCB鍍層之品質(zhì),該類報(bào)廢板即為所稱之Dummy Board。防止電鍍區(qū)域不均勻:在金手指制程時(shí),PCB行進(jìn)為輸送帶夾送方式。為防止前段先走及后段的PCB因電鍍面積與正常電鍍時(shí)不同,而產(chǎn)生較大的電流通過線路,造成鍍層燒焦或過厚的影響,通常會(huì)在正式生產(chǎn)的PCB前段及后段,放置數(shù)片報(bào)廢板解決該項(xiàng)問題,此等報(bào)廢板也稱之Dummy Board。另外,正常金手指在設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)在前后端多加沒有功能的金手指,其效用為防止金手指區(qū)域電鍍的厚度不均,該金手指即稱為假鍍指(DummyFinger)。電鍍層厚度控制:在電鍍制程中,因?yàn)榭梢圆垡簝蓚?cè)所施加的電流密度,所以PCB的兩側(cè)表面也可產(chǎn)生不同的鍍層厚度,(電流密度越大,電鍍速率越快,電鍍層的品質(zhì)也有影響,當(dāng)電流密度太大時(shí),則可能造成電鍍區(qū)域燒焦,或結(jié)晶粒子太大)。鍍金制程規(guī)范:鍍金流程及鍍液控制范圍:
鍍液補(bǔ)充管理:
鍍金機(jī)臺(tái)之注意事項(xiàng)與維護(hù)保養(yǎng):注意事項(xiàng):制作每一批不同料號(hào)之PCB,應(yīng)先試作6-10片,以確定所需之電流、電壓、機(jī)臺(tái)之速度及槽液之溫度。
檢查試作好之厚度及拉力試驗(yàn)(以3M公司之MN55144膠帶測(cè)試),檢視有無(wú)鎳金剝離。檢視刷磨之刷輪壓力及輪刷幅度。操作前先巡視槽液液位、馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常及檢查每槽間像膠、PE塑膠之檔水刮片是否完整無(wú)破損變形。檢查鍍鎳、金槽之溢流流量是否適當(dāng)均勻。陰極導(dǎo)電銅刷密合度是否正常(需重疊1-2mm),導(dǎo)電銅刷不可有松脫現(xiàn)象以避免污染鍍液。維護(hù)保養(yǎng):機(jī)臺(tái)及槽體保養(yǎng):每周小保養(yǎng),每月大保養(yǎng)。
周保養(yǎng)事項(xiàng):
機(jī)臺(tái)及槽體外擦試清潔。檢查每槽間像膠、PE塑膠之檔水刮片是否完整無(wú)破損變形,必要時(shí)立即更新。補(bǔ)充鎳塊(S-Ni塊需先浸泡5%硫酸)。檢查濾芯、濾網(wǎng),每周應(yīng)更換一次。(濾心之規(guī)格為1-5μm)檢查鍍鎳、金槽之溢流流量是否適當(dāng)均勻。馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。加熱器及冷凝管等溫度控制系統(tǒng)是否正常。陰極導(dǎo)電銅刷密合度是否均勻,接觸導(dǎo)電能力是否正常,銅刷是否有松動(dòng)。檢視電流、電壓、溫度、機(jī)臺(tái)轉(zhuǎn)速表是否正常。月保養(yǎng)事項(xiàng):
包含周保養(yǎng)所有事項(xiàng)。機(jī)電類之各項(xiàng)測(cè)試保養(yǎng)。如換槽時(shí),可順便清洗內(nèi)槽體及陽(yáng)極。(鎳槽之陽(yáng)極塊可用5%之硫酸清洗。金槽之白金鈦網(wǎng)可用5%KOH清洗。鍍液之分析方法:鎳槽分析方法:鎳金屬:準(zhǔn)備:氨水MX指示劑0.05M E.D.T.A(取18.8克溶于1公升純水)操作:取樣品1ml于250ml錐形瓶中,加水約150ml.加入濃氨水5-10ml.加入MX指示劑0.1-0.3g.以0.05M E.D.T.A滴定至終點(diǎn)呈紫色.計(jì)算:鎳金屬g/L=滴定ml數(shù)×2.9342
氯化鎳:準(zhǔn)備:5%重鉻酸鉀指示劑.0.1N硝酸銀(取17.02克溶于1公升純水).操作:取樣品5ml于250ml錐形瓶中.加入5%重鉻酸鉀指示劑1ml.以0.1N硝酸銀滴定由綠色至褐色為終點(diǎn).計(jì)算:氯化鎳g/L=滴定ml數(shù)×2.38
硫酸鎳及氨基磺酸鎳:計(jì)算:硫酸鎳g/L=[鎳金屬g/L-(氯化鎳g/L×0.2463)]×4.475
氨基磺酸鎳g/L= [鎳金屬g/L-(氯化鎳g/L×0.2463)]÷0.1818
硼酸:準(zhǔn)備:甘露醇B.C.P指示劑0.2N NaOH(取8.6克溶于1公升水中).操作:取樣品2ml于250ml錐形瓶中,加入純水100ml.加入2g甘露醇.加入B.C.P指示劑2-3滴.以0.2N NaOH 滴定由綠色至淺藍(lán)色為終點(diǎn).計(jì)算:硼酸g/L=滴定ml數(shù)×6.184
§哈氏槽實(shí)驗(yàn)操作條件:
酸性快速金槽分析方法:金含量:準(zhǔn)備:濃硫酸濃硝酸雙氧水高溫爐(1000℃)操作:取10ml樣品于錐形瓶中.加入5ml濃硝酸及15ml濃硫酸.加熱10-15分鐘.冷卻至室溫,加入200ml純水.加入40ml雙氧水(稀釋10倍).煮沸至溶液雙澄清,大約5-10分鐘.冷卻至室溫,以無(wú)灰濾紙過濾,過濾完時(shí)以純水洗一次,再以丙酮洗一次.稱取矸鍋重量T1.將濾紙放入矸鍋內(nèi)至高溫濾中燒2小時(shí)(900℃).冷卻至室溫稱重T2.計(jì)算:金含量g/L=(T1 -T2)×100
※金含量也能以A.A儀器分析.
鈷含量:以A.A儀器來(lái)分析.
#209平衡鹽:準(zhǔn)備:氯化鈣溶液(20% W/V).高錳酸鉀溶液N/10.硫酸.操作:取樣品2ml至1000ml燒杯中,加入純水800ml.加入10ml之氯化鈣溶液.加熱至60-70℃保持30-60分鐘.將沉淀物過濾,并用純水洗滌數(shù)次.將有沉淀物之濾紙放入燒杯中加入50ml之30%硫酸.加熱至70℃,以N/10之高錳酸鉀溶液滴定至終點(diǎn).計(jì)算:#209g/L=滴定ml數(shù)×4.725
§哈氏槽實(shí)驗(yàn)操作條件:
金手指點(diǎn)檢表
年 月 日 到 年 月 日 班次